西班牙制造业正加速向工业4.0转型,其中法戈·阿拉萨特(Fagor Arrasate)联合蒙德拉贡大学(Mondragon Unibertsitatea)成功研发了一套全传感器化成型单元。该成果旨在解决传统冷弯成型工艺中调试依赖人工经验、效率低下及材料浪费严重等痛点,通过实时采集关键数据,为操作人员提供智能化的决策支持。
冷弯成型工艺因其投资成本低、材料利用率高且特别适合高强度钢加工而备受青睐。然而,该工艺对调试精度要求极高。传统模式下,工人需凭经验手动调整每道成型站的上下辊间距,以控制最终截面几何形状。这种“手工作坊”式的调试不仅耗时,还极易因材料厚度波动或机械性能差异导致产品超差,产生大量废品。此外,即便初始调试完美,生产过程中材料属性的微小变化也常导致后续产品不合格。
为突破这一瓶颈,研究团队构建了包含25个实时监测变量的原型系统。该系统不仅测量各站的成型力、扭矩、辊速和板带速度,还监测轴挠度等关键参数。实验表明,在调整上下辊间距时,成型力的变化率高于扭矩,因此力信号是识别最佳辊间距及监控过程稳定性的更敏感指标。这一发现为开发智能成型机提供了核心数据支撑。
基于实验数据,团队开发了一套实时监测平台,采用分层架构设计:底层负责采集25路物理信号并转换为数字信息;中间层构建可扩展数据库存储数据;上层通过Web应用(Python-Django)将数据可视化,支持PC、平板及手机多终端无线访问。该系统能实时显示工艺窗口,一旦检测到材料厚度或强度异常导致信号超出设定范围,即刻向操作员发出警报,实现从“事后检验”到“过程预防”的跨越。
在测试中,系统成功识别了材料厚度增加0.1毫米或更换为高强度钢(如DP780)时的信号波动,验证了其在复杂工况下的鲁棒性。目前,该技术架构已在西班牙某成型企业投入工业级测试,标志着传感器化成型设备正从实验室走向规模化应用。对于中国制造业而言,这种基于实时数据反馈的“自适应调试”模式,为应对多品种、小批量生产中的质量波动提供了极具价值的参考路径,有望推动国内冷弯设备向智能化、数字化升级。
