辊压成形技术以其高效率、高产品质量、高材料利用率（90% 以上）等优点备受瞩目，但其成形过程的复杂性和影响因素的耦合性使得基础理论研究尚不成熟。
加之目前我国传统辊压生产的智能调控程度相对较低、过度依赖于操作人员的经验，因此应用智能辊压生产质量监测系统对于提升工业生产效率和产品质量具有极其重要的现实意义。
智能辊压生产场景特点
辊压成形技术，作为一种具有显著优势的金属成形工艺，不仅适用于高强度金属的成形，而且在大批量生产等截面工件方面表现卓越。
01 应用灵活
可以与开卷、冲孔、焊接、定尺剪切等多种工艺结合，形成连续化生产线，因此在汽车、工程机械（包括矿山机械）、航空、交通、建筑材料等制造领域得到了广泛应用。这也使得我国成为全球辊压产品生产和消费的主要国家，年国际市场的价值高达2300亿美金。
02 材料更新
在辊压成形技术的众多加工材料中，铝合金以其轻质、高强度、易加工以及优良的成形性特点，成为辊压生产的重要加工材料。在汽车制造领域，铝合金正逐步替代钢材，用于汽车覆盖件及承载构件的生产，成为推动交通工具轻量化、现代化的有效途径。
典型缺陷及危害
01 缺陷类别及其危害
回弹
由于金属材料的弹性特性，在弯曲变形过程中会同时存在弹性变形和塑性变形，在模具卸载后，板材不受约束，虽塑性变形仍然存在，但弹性变形消失，工件最终成形角度与目标角度产生差，这种现象称为回弹。回弹的存在使得成形精度难以完全预测，需要通过经验或计算模型进行补偿。
腹板翘曲
在成形过程中，轧辊的压力分布不均匀。以中性层为中心，外侧材料由于拉伸变形而变薄，材料具有流动性，从宽度方向进行流入，拉伸区域宽度方向缩短，压缩区域宽度方向增长，从而导致成品的腹板部分出现翘曲。
表面划伤
轧辊与金属板带的接触可能会在板带表面造成划痕，影响产品外观质量。
裂纹和起皱
当变形超过材料的塑性极限时，可能会在成品中产生裂纹；而当成形压力不足或材料流动不足时，则可能出现起皱现象。
纵向弯曲
在辊压成形过程中，如果金属板带在纵向上的应力分布不均，则可能导致产品在长度方向上产生弯曲。
扭曲
当金属板带的两边受到不一致的力时，可能导致成形产品扭曲，这通常是由轧辊对板材的不对称对待引起的。
边波
由于轧辊间隙设置不当或材料厚度不均匀导致的在产品的边缘形成波浪状的不规则形状。
智能辊压成形生产质量监测系统
01 通讯架构
在辊压成形过程中，生产线会源源不断产生大量高频时间序列数据。为了有效实施生产质量监测，智能辊压数字孪生体需要整合来自多个数据源的异构数据，也对数据传输提出了更高的要求。为满足智能辊压生产线的实时通信需求，需要集成多种通信协议及技术搭建了生产数据传输架构。
智能辊压孪生体数据通讯架构
通过融合多种通信技术，构建了高效稳定的孪生体通信架构，确保数据的实时获取与高效传输。架构为数据的自由流动提供了基础，保障了整个数字孪生体内各部分的互联互通。
02 数据处理
通过通信获得动态数据及流数据后，按照信息模型数据约定进行进一步处理。上位机将要访问I/O点位封装为ModbusTCP请求报文发送给PLC后，PLC通过解析请求报文，对I/O点位值进行查询，将查询结果封装为ModbusTCP应答报文，以二进制字符串格式返送给数据采集模块。
通过对ModbusTCP协议应答报文的解析，得到了报文中小端字节编码的端序值。由于PLC数据大多以实数和浮点数形式呈现，需要进行数据转换及单位换算，以便得到统一度量的运行数据。
PLC数据处理
在流数据的采集环节，将传感器连接到EtherCAT模拟量输出模块，经过数模转换，获得转换为电流电压值信号，通过量程转换，得到传感数据，并根据信息模型数据约定进行单位统一。
流数据处理
03 数据采集系统
辊压上位机软件负责动态数据及流数据的采集，采集的参数包括辊机转速、速度比、轧辊位置、辊间距、进料速率和传感器信号等。用户可通过订阅数据采集服务开启实时数据采集，监控设备关键参数的变化，掌握生产状态信息。
数据采集系统上位机程序界面
04 三维可视化监控
为了更直观的了解运行工况，观察到关键参数的实时变化趋势，通过创建状态面板订阅数据采集内容，从而在生产实验过程中实时监控设备关键参数的变化，洞察系统内的生产状态。
可视化监控面板
除此之外，建立了回弹预测面板及异常加工预警面板。回弹面板通过周期性与预测模型通信，渲染输出实时回弹预测结果，作为生产调试参考。加工预警面板通过周期性与预警数据表通信，显示报警信息，通过设置质量预警阈值将同时对回弹超标生产状态进行报警，从而及时调整和优化生产过程。
辊压成形生产质量监测系统以数字孪生技术为核心，旨在减少生产调试及工艺参数调整对人工经验的依赖。
通过构建实时监测体系，并将经验知识转化为可查询的知识库，为生产调控的优化提供了数据驱动的决策支持，从而提升辊压生产的智能化水平，为实现高效、高质量的生产目标奠定坚实基础。