材料加工自动化

《材料加工自动化》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、【摘要】自动控制属现代科技体系中的高新科技领域，被广泛应用于社会生产的各个方面。本文介绍了材料加工及焊接的基本概念，自动控制的基本原理，焊接过程的自动控制，以及焊接机器人的相关概念，对未来材料加工和焊接的智能化发展方向做出了展望【关键字】材料加工焊接自动控制焊接机器人1.材料加工及材料加工的自动化材料是直接制造成产品的物质，是人类赖以生存和发展的物质基础。近几年来，各种新材料的不断涌现，带动了包括制备技术（高分子材料合成和粉体制备技术等）、成形与加工技术（如凝固成形、塑性加工和连接技术等）、改质改性

2、技术（如各种热处理和三束改性技术等）、防护技术（如涂镀层处理技术等）、评价表征技术、模拟仿真技术等在内的材料技术的发展。通过改变和控制材料的外部形状和内部组织结构，将材料制造成为人类社会所需要的各种零部件和产品的过程成为材料加工，也成为材料成型制造。把材料加工成产品的方法有好多种，第一类方法，如液态浇铸，塑性变形加工等，不仅使材料的形状发生了改变，而且材料的内部组织和性能也发生了巨大变化，这一类方法称为材料加工或者材料成型，又因为这一类加工需要在一定的温度下进行，因而通常称这一类加工方法为热加工；另

3、一类加工方法，如车，肖U,创等切削加工，加工的目的只是获得一定的形状、尺寸和表面光洁度，这种加工一般在常温下，甚至在强制冷却到常温下进行，所以习惯上称之为冷加工。从整个人类历史发展的观点来看待材料加工技术的发展，材料的加工技术发生5次革命性的变化。材料加工技术从公元前4000年开始,人类从漫长的石器时代进入青铜器吋代。以铜的熔炼技术和铸造技术的出现为契机，人类开始掌握对自然资源进行加工的技术，一直发展到近现代，以材料加工技术的自动化和性能设计与工艺设计的一体化为特征的新材料的设计和制备加工工艺时代。

4、自动化技术的推广和应用是材料加工技术发展的趋势，充分利用自动化装备及其柔性生产系统可以大幅度提高产品质量和生产率，推动材料加工产业的发展。在材料加工过程中广泛地采用包括工业机器人、自动化专机及其相互组合而成柔性生产系统，由于具有通用性强、工作可靠、生产效率高、加工工件质量稳定等优点，受到人们越来越多的重视。在代替人完成繁重而危险的加工作业过程中发挥着越来越大的作用。1.焊接及焊接过程的自动化在种类繁多的材料加工方法屮，金属的焊接在现代化工业中具有最为重要的意义。焊接是指利用加热和加压等手段，使分离的

5、材料（同种或者异种）在设计连接区通过原子（分子）间结合和扩散形成构件的工艺方法。焊接作为一门独立的学科，广泛的应用于石油化工，电力，航空航天等领域。近年来随着制造业的蓬勃发展，提高焊接生产的生产率，保证产品质量，实现焊接生产的自动化和智能化越來越受到焊接生产企业的重视。自动化技术涉及到多个交叉学科，因此，焊接的自动化的发展必然带来整个制造业生产效率的提高，其综合应用的分析和研究，对促进现代科技体系的发展，具有一定的理论意义和实际意义。2.1自动控制系统所谓自动控制系统，是指在没有人直接参与的情况下，

6、利用自动控制装置（简称控制器），使整个生产过程或工作机械（简称被控对象或对象）自动的按预定的规律运行，或是他的某些参数（或称被控量）按预定的要求变化。任何一个自动控制系统都是由被控对象和自动控制装置有机构成的，被控对象-般是指生产过程中需要进行控制的工作机械、装置或生产过程。描述被控对象工作状态的、需要进行控制的物理量就是被控量。自动控制装置一般包括测量元件，比较元件，执行元件，调节元件，校正元件。图1典型的反馈控制系统方框图2.2自动控制系统的分类自动控制系统的种类很多，可以从不同的角度进行分类，

7、若按信号传递途径或信息反馈分类，可以分成开环控制系统和闭环控制系统；从程序控制的角度上，可分为线性系统和非线性系统；从各环节信息的传递方式上，又分为连续系统和离散系统；从输入输出的关系上，分为单输入单输出系统以及多输入多输出系统；若按系统给定输入信号随时间变化的情况来分类，可分为恒值控制系统、随动系统和程序控制系统。2.3自动控制系统的稳定性对于一个自动控制系统，一般要求稳定、准确、快速。稳定性是控制系统的重要性能，也是决定系统能否正常工作的首要条件。任何不稳定的系统，在工程上都是毫无实用意义的。系

8、统的稳定性是指系统受到扰动作用偏离平衡状态后，当扰动消失，系统经过自身调节能否以一定的准确度恢复到原平衡状态的性能。若当扰动消失后，系统能逐渐恢复到原来的平衡状态，则称系统是稳定的，否则称系统为不稳定。0ub)当线性系统特征方程的所有根的实部都必须是负数时，这是系统稳定的充分必要条件。在工程应用上，一般多采用不必求根的间接方法来研究系统的稳定性。a)图2稳定系统与不稳定系统利用Hurwritz代数稳定判据。设线性系统的特征方程式为：D(s)=ans11+an-iSn1