【作 者】王林;郭巖;魏麗娜;趙文雪;張紹君;賈振越;郎利輝;王耀

　　近年來，充液成形技術(shù)逐步進入到工業(yè)應(yīng)用階段，國內(nèi)一些航空航天企業(yè)、汽車制造企業(yè)及高校己開始對充液成形技術(shù)進行深入的理論及試驗研究。充液成形技術(shù)屬于柔性成形工藝和綠色制造技術(shù)，是指采用液體作為傳力介質(zhì)代替剛性模具傳遞載荷，使坯料在液體壓力的作用下貼靠凹?；蛲鼓＃瑢崿F(xiàn)金屬板/管材零件成形的工藝方法。充液成形具有諸多傳統(tǒng)成形不可比擬的優(yōu)點，如成形極限高、尺寸精度好、零件表面質(zhì)量優(yōu)、厚度分布均勻、回彈較小、工裝模具簡單、柔性等，能成形的材料包括碳鋼、不銹鋼、鋁合金、鎂合金和高溫合金等。適合成形形狀復(fù)雜、成形難度大、精度要求高的大型薄壁構(gòu)件。充液成形技術(shù)目前在國內(nèi)外得到了廣泛關(guān)注，己是先進制造技術(shù)的典型代表。隨著液壓高壓密封技術(shù)、電氣控制技術(shù)的不斷發(fā)展，充液成形技術(shù)在國防建設(shè)、民用產(chǎn)品等不同領(lǐng)域的應(yīng)用將越來越廣泛[1]。

　　復(fù)雜變截面管件的整體精確成形是充液成形技術(shù)最為典型的應(yīng)用。充液成形工藝取代傳統(tǒng)的半管“分體沖壓和組合焊接”工藝，采用“無需焊接、消除焊縫”的一體化成形技術(shù)，實現(xiàn)了復(fù)雜薄壁管件的輕量化成形制造。同時，隨著輕量化程度的不斷提高，管件的復(fù)雜程度及尺寸精度要求也越來越高[2-4]。以水箱支架為例，管件壁厚己縮減到1.2 mm左右。對復(fù)雜形狀的薄壁管件在充液成形過程中的控制精度提出了更高的要求，尤其是壓力控制和位置控制方面。在生產(chǎn)過程中，壓力和位置的波動都將造成零件的破裂或失穩(wěn)。根據(jù)成形工藝需要，對設(shè)備的位置精度要求一般小于0.1 mm，壓力精度小于0.3 MPa。

　　基于以上需求，文中對設(shè)備的控制系統(tǒng)進行了控制算法升級，一般的PID控制算法在液壓系統(tǒng)中無論從響應(yīng)速度還是控制精度上都很難達到以上要求，文中引入了位置/速度和壓力/速度雙閉環(huán)控制的理念，實現(xiàn)了對位置和壓力更快捷準確的控制。

　　【結(jié) 語】

　　隨著充液成形技術(shù)的廣泛應(yīng)用，充液成形設(shè)備的控制技術(shù)也更加成熟，為滿足用戶更廣泛的需求，充液成形技術(shù)及設(shè)備從最初的研發(fā)試制到現(xiàn)在的標準化、模塊化應(yīng)用，一直在不斷地進行優(yōu)化和完善。充液成形技術(shù)開發(fā)的制件既滿足了航空航天零件多品種小批量開發(fā)的需求，又能夠適用于汽車輕量化零件的大批量生產(chǎn)。根據(jù)用戶生產(chǎn)工況和行業(yè)發(fā)展的需要，充液成形設(shè)備也在不斷完善，甚至向自動化生產(chǎn)線形式發(fā)展。充液成形設(shè)備不僅功能越來越復(fù)雜，精度控制要求越來越高，還逐漸由生產(chǎn)厚壁零件的簡單成形控制方式，發(fā)展到生產(chǎn)薄壁零件的精密成形控制方式，由生產(chǎn)效率低的遞進型成形工藝，發(fā)展到生產(chǎn)效率高的協(xié)調(diào)同步型成形工藝。響應(yīng)更快、精度更高、工藝路線更優(yōu)成為了充液成形設(shè)備控制系統(tǒng)的新發(fā)展方向。

　　為了適應(yīng)更高運動控制的要求，控制算法和方案也在不斷地被改進。采用雙閉環(huán)控制方案能夠在目前充液成形設(shè)備的控制系統(tǒng)上實現(xiàn)多目標多軸的同步線性運動控制，可以在保證零件成形動作與成形壓力同步控制的基礎(chǔ)上，減少在充液成形過程中由于補料不足導(dǎo)致管件破裂及失穩(wěn)情況的發(fā)生，同時提高零件脹形的貼膜度，使成形零件的質(zhì)量更優(yōu)。

　　以下是正文：