中國(guó)鈑金與制作行業(yè)主要共性技術(shù)發(fā)展回顧與展望

文/張金·中國(guó)鍛壓協(xié)會(huì)

本文收集整理了2018年以來(lái)的資料和行業(yè)需求，一些內(nèi)容或項(xiàng)目可能已經(jīng)過(guò)時(shí)，也許有一些已經(jīng)得到解決，列于此處，便于行業(yè)企業(yè)借鑒參考和了解技術(shù)發(fā)展脈絡(luò)。

鈑金制作

⑴小批量、多品種和多批次訂單的“離散型”生產(chǎn)管理和設(shè)備配置，特別是設(shè)備配置、布局和操作管理，包含局部“智慧化—自適應(yīng)系統(tǒng)”等的研究與開(kāi)發(fā)。

⑵折彎技術(shù)數(shù)據(jù)，包括材料、板厚、折彎角度和折彎刀具等技術(shù)參數(shù)以及相互匹配關(guān)系，特別是如何就已有的成千上萬(wàn)的老式折彎?rùn)C(jī)進(jìn)行現(xiàn)代化技術(shù)改造。

⑶如何提升鈑金制作企業(yè)的服務(wù)價(jià)值，發(fā)展服務(wù)制造，參與產(chǎn)品設(shè)計(jì)，“精心制作+售后服務(wù)（產(chǎn)品改進(jìn)）”，這種理念如何能在行業(yè)內(nèi)形成共識(shí)并加以推廣尤為重要；鈑金制作行業(yè)更需要“創(chuàng)意+產(chǎn)品功能實(shí)現(xiàn)+制造工藝鏈成本最低化”。

⑷大批量鈑金件“結(jié)構(gòu)性標(biāo)準(zhǔn)化”工作應(yīng)該開(kāi)展，比如機(jī)箱機(jī)柜的固定件、掛件尺寸、線架尺寸、地腳輪以及板厚等應(yīng)該統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，有利于規(guī)范市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，節(jié)約企業(yè)和社會(huì)成本。

⑸金屬板材回彈數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，主要包括：

——材料的回彈機(jī)理與模型；

——部分材料的回彈數(shù)據(jù)；

——材料回彈特征與機(jī)床特征的關(guān)聯(lián)模型研究；

——基于回彈原理和部分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)的智能補(bǔ)償技術(shù)研究與應(yīng)用；

——折彎?rùn)C(jī)角度智能補(bǔ)償技術(shù)；

——折邊機(jī)智能補(bǔ)償技術(shù)。

⑹金屬板材切割、焊接智能數(shù)據(jù)庫(kù)研究，主要包括：

——不同變量的切割/焊接參數(shù)最優(yōu)化數(shù)據(jù)庫(kù)測(cè)試與建立；

——基于數(shù)據(jù)庫(kù)和遺傳算法的不同條件最優(yōu)參數(shù)設(shè)置求解模型研究；

——激光切割、焊接智能數(shù)據(jù)庫(kù)。

⑺鈑金車(chē)間多設(shè)備的生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)MES研究，主要包括：

——裝備工藝模型研究；

——?jiǎng)討B(tài)生產(chǎn)調(diào)度軟件研發(fā)；

——上下游協(xié)同軟件接口軟件開(kāi)發(fā)；

——智能鈑金加工車(chē)間MES系統(tǒng)。

鍛造、沖壓和鈑金制作設(shè)備及工模具

⑴數(shù)字化樣機(jī)技術(shù)，主要包括：

——虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用研究；

——機(jī)電耦合技術(shù)研究與應(yīng)用；

——虛擬調(diào)試技術(shù)研究與應(yīng)用；

——虛擬動(dòng)態(tài)技術(shù)研究與應(yīng)用；

——高可靠性裝備開(kāi)發(fā)。

⑵基于開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)平臺(tái)的產(chǎn)品控制技術(shù)，主要包括：

——控制系統(tǒng)后置研究與應(yīng)用開(kāi)發(fā)；

——產(chǎn)品工藝子程序開(kāi)發(fā)；

——產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)庫(kù)及控制（算法）模型開(kāi)發(fā)；

——人機(jī)界面HMI開(kāi)發(fā)；

——裝備數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。

⑶基于2D/3D圖形的智能折彎程序CAM技術(shù)，主要包括：

——折邊CAM開(kāi)發(fā)的工藝需求模型研究；

——多工藝模式下的無(wú)干涉求解規(guī)則研究；

——CAM開(kāi)發(fā)與迭代；

——多邊折邊機(jī)CAM。

⑷高動(dòng)態(tài)伺服直驅(qū)技術(shù)，主要包括：

——變速工況的運(yùn)動(dòng)特征點(diǎn)研究；

——低速大扭矩直驅(qū)電機(jī)的協(xié)同研發(fā)；

——大推力直線電機(jī)的協(xié)同研發(fā)及驅(qū)動(dòng)應(yīng)用研究；

——高調(diào)速比弱磁調(diào)速技術(shù)的研究與應(yīng)用；

——轉(zhuǎn)塔沖床伺服沖頭電機(jī)；

——激光切割驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

⑸高動(dòng)態(tài)橫梁技術(shù)，主要包括：

——多體動(dòng)力學(xué)仿真與優(yōu)化；

——鋁合金及碳纖維、石墨等材料的復(fù)合設(shè)計(jì)與應(yīng)用；

——機(jī)電一體化仿真設(shè)計(jì)與優(yōu)化；

——抑振技術(shù)的應(yīng)用研究；

——激光切割機(jī)高速橫梁；

——轉(zhuǎn)塔沖床橫梁。

⑹基于動(dòng)態(tài)流的多通道圖形路徑分解CAM技術(shù)，主要包括：

——基于工件連續(xù)送進(jìn)的多切割頭的加工路徑分解；

——效率最大化求解研究與優(yōu)化；

——協(xié)同加工循環(huán)軌跡優(yōu)化求解；

——多頭激光落料線CAM。

⑺基于2D/3D圖形的折彎?rùn)C(jī)、機(jī)器人加工程序自動(dòng)生成的編程軟件，主要包括：

——基于2D/3D圖形的機(jī)器人折彎加工程序生成的接口軟件研究；

——基于圖形導(dǎo)入的折彎?rùn)C(jī)、機(jī)器人協(xié)同加工程序生成的接口軟件研究；

——折彎?rùn)C(jī)器人加工系統(tǒng)。

⑻成形裝備可靠性技術(shù)，主要包括：

——故障模型及設(shè)計(jì)、質(zhì)量管控技術(shù)研究；

——設(shè)計(jì)DFEMA、制造PFEMA等方法開(kāi)展與研究；

——多種仿真軟件的應(yīng)用；

——可靠性技術(shù)。

⑼成形裝備健康保障技術(shù)，主要包括：

——故障及信息采集研究；

——大數(shù)據(jù)信息物理模型研究；

——監(jiān)控模型的邊緣計(jì)算；

——數(shù)據(jù)鏡像技術(shù)研發(fā)；

——健康保障技術(shù)。

鍛造、沖壓和鈑金制作通用

⑴材料精準(zhǔn)本構(gòu)模型開(kāi)發(fā)研究。

建立材料溫度—應(yīng)力—應(yīng)變數(shù)據(jù)庫(kù)和材料潤(rùn)滑劑摩擦系數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，提高CAE仿真的準(zhǔn)確度，推動(dòng)基礎(chǔ)工藝進(jìn)步。

根據(jù)不同材料牌號(hào)、鍛件尺寸結(jié)構(gòu)和材料成分偏析性能等，建立鍛件材料數(shù)據(jù)庫(kù)。以鍛件材料及尺寸等級(jí)進(jìn)行分類(lèi)，完善材料基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)和設(shè)備信息，為全行業(yè)工藝技術(shù)人員開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品、突破材料成形極限、優(yōu)化工藝路線、大幅度提升工藝水平，為配套領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)輕量化、節(jié)能環(huán)保創(chuàng)造必要條件。金屬塑性成形工藝模擬技術(shù)；金屬材料不同溫度下的應(yīng)力應(yīng)變數(shù)值。

⑵高動(dòng)態(tài)伺服直驅(qū)技術(shù)與伺服功能部件。

應(yīng)用于電子電器、汽車(chē)、造船、飛機(jī)制造以及其他所有需要板材成形的機(jī)械制造業(yè)是鍛壓裝備重要發(fā)展部件。

未來(lái)鍛壓設(shè)備伺服化是一個(gè)重要的趨勢(shì)，也是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、數(shù)字化和信息化的重要支撐技術(shù)。

⑶鍛壓自動(dòng)化生產(chǎn)線實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

如何采集和分析鍛壓自動(dòng)線的各種重要參數(shù)，以及通過(guò)參數(shù)變化來(lái)判斷生產(chǎn)線的穩(wěn)定情況和零部件的尺寸與形位偏差情況，這個(gè)系統(tǒng)首要的是建立一整套的邏輯關(guān)系，同時(shí)需要完美的“傳感器”等硬件。

⑷基于多列庫(kù)的柔性板材加工生產(chǎn)系統(tǒng)研究，主要包括：

——生產(chǎn)數(shù)據(jù)系統(tǒng)研究；

——基于多設(shè)備、集中物流的協(xié)同控制系統(tǒng)研究；

——并行柔性生產(chǎn)管控系統(tǒng)研究；

——數(shù)字孿生技術(shù)研究；

——板材柔性加工系統(tǒng)。

⑸高強(qiáng)鋼模具加熱、冷卻和沖壓件熱處理機(jī)理，主要包括：

——模具加熱溫度及其檢測(cè)與控制；

——模具表面處理技術(shù)、涂滲材料、厚度與工藝；

——高強(qiáng)鋼加熱溫度、冷卻速度等的熱處理參數(shù)。

⑹管內(nèi)壁堆焊與加工技術(shù)，主要包括：

——堆焊方式與加工，特別是細(xì)管；

——材料匹配；

——涂滲工藝。