材料成型设备第一章绪论

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1、材料成型设备及计算机控制技术<<材料成型设备控制基础>>，刘立君主编,北京大学出版社,2008年2月<<材料成型设备及计算机控制技术>>目录第1章绪论（焊接、锻压、铸造、冲压、塑压）第2章微计算机控制系统设计基础第3章电气控制及PLC技术第4章PID微机控制第5章材料成型设备计算机控制系统设计第6章焊接设备与铸造设备计算机控制技术第7章锻压、冲压与塑压设备计算机控制技术内容简介本课程主要介绍了PID控制技术、PLC控制技术、微计算机接口技术、通讯技术，作为材料成型设备计算机控制技术基础知识；详细阐述了材料成型设备微计算机控制系统设计方法；材料成型设备主要介绍材料成型方面典型设备：焊接

2、电源、焊接机器人、差压铸造设备、通用压力机、冲压机、塑料注射成型机，并通过典型应用实例阐述材料成型设备计算机控制系统设计步骤及其原则，总体方案的分析和设计。第一章绪论1.1计算机控制技术在材料成型设备中应用1.2材料成型设备常用的控制器1.3学习本课程的目的与要求绪论计算机是本世纪中最重要的技术发展项目之一，它具有进行最普遍意义的信息自动化处理的能力，同时由于工业控制机和微机的性能价格比的和可靠性的提高，使得实现整个工业和工业体系生产过程的综合自动化具有可能性和现实性。因此，计算机在工业生产过程自动化方面起着其它技术不可代替的作用。1.1计算机控制技术在材料成型设备中应用1.1计算机控

3、制技术在材料成型设备中应用焊接、锻压、冲压、塑压和铸造中典型设备。1.计算机控制技术在弧焊电源中应用微机在电弧焊机中的应用已不在局限于使用其记忆功能；存储熟练焊工的经验数据、焊接规范、焊接程序。现在已扩展用于控制弧焊电源的大批动态、静态特性和自动调节焊接规范或焊接参数，改善焊接性能，保证焊缝一致性，获得高质量焊缝。常用的微机有单板机、单片机、可编程序控制器、个人计算机等。国外早有商品出售，如：ESAB公司的LAK500型微机控制电源日本松下公司的PULSEMEMORZX系列电源，大阪变压器公司的AUTO380超高频逆变电源等。国内已开发出多种产品，微机已由低档的Z—80.6520等8位

4、机到MCS—51系列单片机，进而发展到MCS—96系列16位单片机，焊接电源的微机控制最基本的是实现其调节特性，即对焊接电源外特性的调节。焊接晶体管电源、逆变电源。电源类型很多，从理论上讲每种电源均可实现微机控制。易于计算机控制、比较普及和比较先进的电源主要有可控硅电源、晶体管电源、逆变电源。微机控制弧焊电源（1）可控硅电源以阻性负载的三相桥式电路的主电路。负载电压Uf，α为可控硅触发的控制角。可控硅电源主电路原理（a）含触发电路（b）不含触发电路可控硅电源触发电路微机对α控制方法：1、含触发电路。由CPU经D/A输出模拟量控制信号，控制触发电路以得到不同的α；2、不含触发电路。由CP

5、U经并行接口的某些位直接输出触发信号，经过由数字电路组成的触发信号分配电路，分时触发三个可控硅，并用定时器进行定时。电晶体管组工作在线性放大区，其焊接电流If可由模拟量Ug控制，该模拟量可直接有微机通过D/A转换接口输出。模拟式晶体管电源的组成（2）晶体管电源模拟式晶体管电源的微机控制逆变电源的组成如图所示，它具有许多优点，如抗干扰性强、功率消耗小、体积小等，是目前科研人员普遍研究的电源，通过调节大功率开关元件开关的占空比，可达到调节焊接电流If的目的。逆变电源的组成（3）逆变电源ACDCACDC通过调节大功率开关元件开关的占空比，可达到调节焊接电流If的目的。占空比的调节有定频率调脉

6、宽和定脉宽调频率两种方法，以前者见多。微机实现定频率调脉宽的占空比调节，多采用脉宽调制器，由微机经D/A转换器输出模拟量，控制脉宽最终实现对If的控制。逆变电源的微机控制CPUD/A转换量程极性匹配电路脉宽调节器驱动电路大功率开关元件微机控制的弧焊电源研究:1、加强焊机过程智能化控制的总体研究，使包括弧焊电源在内的整个焊接系统协调，最优地工作；2、优化选择目前已成熟的微机控制弧焊电源，使生产制造批量化，系列化，扩大在实际生产中的应用；3、加强控制算法的研究，引入自校正、PID、模糊控制、神经网络控制等先进控制策略将会进一步提高控制效果。将自适应控制、专家系统、模糊控制和人工神经网络用于

7、弧焊电源的控制中。将弧焊规范参数如熔深、熔宽等当作直接焊接参数，电源的输出电压、电流当作间接焊接参数，并考虑工作环境的因素。根据所需要的直接焊接参数通过专家系统、或神经网络或其它的方式决定间接焊接参数，从而控制弧焊逆变器的工作，以获得所需的焊接效果。数字化焊机实现了柔性化控制和多功能集成,系统的控制策略通过软件的方式加以实现(以软代硬)，系统的控制是柔性的，利于进行控制系统的优化设计与多功能集成，控制精度高。数字信号处理器DSP（DigitSi