随着高铁领域的飞速发展,高铁车辆本身的生产需要也逐渐增加,用于制造高铁车头的蒙皮和车身的大梁均由张臂式拉弯机拉弯生产制成。在张臂式拉弯机的拉弯成形过程控制中,型材的拉伸力的大小、弯曲程度、回弹量和拉弯步进速度等是非常重要的工艺参量,直接影响着型材拉弯精度。然而,由于拉弯成形过程存在非线性、不确定性、机械误差和控制滞后等因素,单靠操作人员的经验难以实现有效控制,尤其是当工况变化时,很容易出现型材褶皱、拉断、弹飞伤人等问题,造成产品质量下降,消耗增加。针对以上情况,本文的主要内容与创新点概括为:1、基于张臂式拉弯机生产工艺理论,针对拉弯过程控制中型材的拉伸形变量进行研究。采用“加载轨迹”方法,通过控制拉弯机各个液压缸的运行轨迹来实现精准的拉弯过程控制。2、建立拉弯机物理模型,并应用到拉弯过程控制的数学模型中,通过模型计算出包覆角度,得到包覆角度与拉伸力的关系曲线,并初步确定各个液压缸的轨迹曲线。3、建立人机交互式加载轨迹模型,设计知识规则编辑器,在生产历史数据的支持下,基于实际加载轨迹,基于每个液压缸的预期运动轨迹,工艺专家调整并确认,通过知识编辑器生成知识规则,从而生成知识规则库。4、结合拉弯生产的实际情况,编写拉弯过程控制软件系统设计文档,并用C++编程实现该软件系统。针对张臂式拉弯机生产中的控制需求,将原来的手动单缸操作升级为空间三维四轴联动的自动过程控制,即回转臂缸、拉伸缸、升降缸和旋转缸联动。在实际型材拉弯成形生产的反馈中,拉弯过程完全实现自动控制,成形的型材表面光滑、拉弯精度符合工艺要求,验证了该拉弯过程控制系统的可行性、准确性,四轴联动的拉弯轨迹清晰直观,该拉弯过程控制系统已经投入于生产中。