沈陽第一機床廠摘要：本文主要是關于連續(xù)變截面輥軋板(TRB)的控制模型建立的理論基礎，連續(xù)變截面輥軋板的軋制控制是一種新的控制方法，不同于以往任何軋板沈陽第一機床廠的軋制過程。連續(xù)變截面輥軋板的控制模型的建立過程是連續(xù)變截面輥軋板進行生產的關鍵技術，該模型的成功建立可以使連續(xù)變截面輥軋板的批量生產成為可能，為車身輕量化拓寬了思路，其結果對汽車降低能耗具有積極的推動作用。
TRB是在汽車輕量化日益成為人們關注焦點的前提下提出來的，TRB板的提出為汽車輕量化開辟了新的途徑。在環(huán)境污染和能源短缺成為當今社會越來越嚴重的問題，為了應對日益嚴格的環(huán)保挑戰(zhàn)，世界汽車業(yè)正積極行動起來，大力研制環(huán)境友好型的汽車，例如歐洲的EUCAR，美國的PNGV項目等就是具體的例證。環(huán)境友好型汽車的重要標志是油耗低、排放少，而降低油耗、減少排放的重沈陽第一機床廠要措施就是減輕車體的重量。有關機構的研究表明:若汽車質量減輕10%，則油耗減少4%～5%[1]。目前實現(xiàn)車身輕量化的有效途徑有以下幾種：(1)使用密度小、強度高的輕質材料;(2)使用同密度、同彈性模量而且工藝性能好的較薄的高強度鋼;(3)使用基于新材料加工技術的輕量化結構用材，如拼焊板等[2]。相比之下，鋼的綜合性能使其仍然是汽車車身制造用材的最佳選擇，這主要因為鋼材不僅具有優(yōu)異的性價比，還有長期以來所積累成熟的冶金技術和成形加工經驗。基于輕量化結構用材，提出了一種顯著減輕車身質量的新型薄板——連續(xù)變截面板。
用于車身輕星化制造的變截面薄板分為兩種，一種是拼焊板(Tailor Welded Blanks，TWB) ，是將2塊或2塊以上不同厚度或不同材質的板料焊接在一起，然沈陽第一機床廠后進行沖壓成形，以滿足不同的性能要求，減輕車身質量。但是，TWB在拼接處存在板料厚度的突變、母材承載能力差異和焊縫及其熱影響區(qū)的硬化等，因而在成形過程中會誘發(fā)下列問題：(1)板料厚度的突變使壓邊力大小不一致，容易引起薄料流入過程中壓應變過大而皺曲;(2)焊縫兩側材料承載能力不一致，使材料流入和變形不均勻，引起焊縫移動，加劇應變集中，降低整塊板的成形性能;(3)焊縫及其熱影響區(qū)的硬化作用導致整塊板成形性能降低，成形困難。另一種是通過柔性軋制工藝生產的連續(xù)變截面板(Tailor Rolling Blanks，TRB)，是一種新沈陽第一機床廠的軋制技術生產的板。變截面薄板經加工后制成的汽車零部件將具有更好的承載能力，且明顯地減輕了質量。TRB軋制工藝解決或緩解了TWB存在的問題，TRB的應用給汽車輕量化開創(chuàng)廠一個良好的途徑。
1 連續(xù)變截面板的扎制
TRB是一種新工藝板材，它在軋制過程中，通過計算機實時控制和調整軋輥的輥縫間距，以獲取沿軋制方向上按預先定制連續(xù)變化的板料厚度，參見圖1。 圖1T沈陽第一機床廠RB成形是傳統(tǒng)橫向軋制和縱向周期性連續(xù)變化軋制的有機結合。其最大的特點是在軋制過程中，軋輥的輥縫必須連續(xù)、周期性按預先設定的形狀變化，而且輥縫的變化必須和橫向軋制變形相協(xié)調。因此，必須借助高性能計算機對軋輥的橫向和縱向進行實時控制，以快速響應、協(xié)調輥縫的連續(xù)變化和橫向送進變化，從而實現(xiàn)由等厚度板到TRB板的軋制。
TRB的特點是軋制過程中能使軋件的厚度按預先設計的曲線要求變化。由于TRB的生產是一個連續(xù)過程，為了使計算機能直接控制被控對象，保證軋制沈陽第一機床廠的定位精度，必須采用高精度的輥縫位移傳感器在線直接測量輥縫的變化，并通過計算機與伺服閥控制伺服缸動作來快速調節(jié)輥縫的周期性連續(xù)變化。因此，輥縫位移傳感器的響應速度和靈敏度，以及伺服系統(tǒng)響應速度、流量、行程和精度就成了實施TRB軋制過程的關鍵技術。
2 連續(xù)變截面板的扎制控制
TRB的特點是軋制過程中能使軋件的厚度按預先設計的曲線要求變化。由于TRB的生產是一個連續(xù)過程，為了使計算機能直接控制被控對象，保證軋制的定位沈陽第一機床廠精度，必須采用高精度的輥縫位移傳感器在線直接測量輥縫的變化，并通過計算機與伺服閥控制伺服缸動作來快速調節(jié)輥縫的周期性連續(xù)變化。因此，輥縫位移傳感器的響應速度和靈敏度，以及伺服系統(tǒng)響應速度、流量、行程和精度就成了實施TRB軋制過程的關鍵技術。
TRB板在扎制的過程需要測量的數(shù)據(jù)包沈陽第一機床廠括：張緊力，進料厚度，軋輥位置，扎制力，軋輥的轉動速度，出料厚度等。在相應的位置安置好精確的傳感器，即時的獲取數(shù)據(jù)。測得的數(shù)據(jù)要傳輸?shù)接嬎銠C，計算經過計算再把數(shù)據(jù)傳輸給扎機，對滾縫進行控制，對扎機進行即時控制[3]�？刂频臄�(shù)據(jù)傳輸如圖2所示。 圖2首先要采集板料外形的基本數(shù)據(jù)，然后通過滾筒的定位位置對數(shù)據(jù)板料的外形數(shù)據(jù)進行確認，外形數(shù)據(jù)確認后對滾縫進行控制，把滾縫調節(jié)到現(xiàn)在需扎制的厚度的滾縫間隙。然后再測量滾縫輸出端的板料厚度傳回計算機，計算判斷扎制出的厚度是否符合需要的厚度，即時對滾縫進行調節(jié)控制。
數(shù)據(jù)的流程圖，如圖3所示： 圖3對系統(tǒng)特性進行分析，也就是采用機理建模的方法建立起系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的數(shù)學模型，然后依據(jù)這些建立起來的數(shù)學模型沈陽第一機床廠對其進行適當?shù)目刂啤C理建模方法就是根據(jù)實際系統(tǒng)工作的物理過程機理，在某種假定的條件下，按照相應的理論寫出代表其邊界條件和初始條件，在采用適當?shù)臄?shù)學處理辦法得出能夠正確反映對象動靜態(tài)特性的數(shù)學模型[4]。
根據(jù)建立好的各個部件的系統(tǒng)模型，畫出液壓系統(tǒng)軋機輥縫控制的傳遞函數(shù)圖。依據(jù)此傳遞函數(shù)框圖，利用MATLAB語言進行仿真，就可以模擬軋機輥縫控制實際輸入和輸出的之間的動態(tài)響應關系[5] 。
3 TRB板的應用前景
TRB應用評價是設計決策的重要內容。由于應用過程涉及面廣，影響因素多，因此必須綜合考慮應用的各個方面，例如技術、生產效率、經濟性等等。TRB可成形性是指其是否符合相關的沖壓工藝要求，它是技術評價的關鍵，工藝方案論證和制造加工策略對降低成本、縮沈陽第一機床廠短開發(fā)周期、提高工藝和模具設計的成功率至關重要。而這些因素既有定量的，也有定性的，定性的因素幾乎都存在著極大的模糊性，并且各因素在應用過程中的權重又受技術、管理、設備等影響。因此，探索多層次、集成的模糊綜合評價策略是推廣TRB應用不可缺少的組成部分�？偠�
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