前言

第1章 绪论

1.1 金属材料成形方法及装备简介

1.1.1 金属材料成形方法及特点

1.1.2 金属材料成形装备概述

1.1.3 材料成形装备控制的特点

1.2 材料成形装备控制理论基础

1.2.1 材料成形装备控制系统的组成和分类

1.2.2 材料成形装备的计算机控制技术

1.3 本课程的知识基础及任务

第2章 材料成形过程中的检测技术

2.1 概述

2.2 电流的检测

2.2.1 电阻测量法原理及应用

2.2.2 电感测量法

2.2.3 霍尔效应测量法

2.2.4 电流的光纤传感器检测

2.2.5 电流测量传感器的选用

2.3 电压检测

2.3.1 电压的直接检测

2.3.2 分压电阻测量法

2.3.3 电压的互感器测量法

2.4 温度的检测与控制

2.4.1 温度的基本概念及测量原理

2.4.2 温度的检测方法

2.4.3 温度检测的应用

2.5 位移的测量

2.5.1 位移测量的基本原理

2.5.2 材料加工中的位移的测量

2.6 转速的测量

2.6.1 转速测量的基本原理与方法

2.6.2 转速的测量在材料加工中的应用

2.7 压力的检测

2.7.1 压力的基本概念及测量原理

2.7.2 压力测量的主要方法和分类

2.7.3 材料加工中的压力测量

第3章 材料成形装备常用的执行装置

3.1 概述

3.2 电动装置

3.2.1 步进电动机及驱动

3.2.2 直流伺服电动机及驱动

3.2.3 交流伺服电动机及驱动

3.3 液压装置

3.3.1 液压传动原理及组成

3.3.2 液压系统的特点

3.3.3 液压装置的发展趋势

3.3.4 典型液压元件工作原理

3.4 气压装置

3.4.1 气压装置的优缺点

3.4.2 气压装置的构成

第4章 PID控制技术

4.1 PID控制的来源

4.2 PID调节器的控制作用

4.2.1 比例（P）控制器

4.2.2 比例积分（PI）控制器

4.2.3 比例积分微分（17ID）控制器

4.2.4 对PID控制规律的剖析

4.3 数字PID算法及改进

4.3.1 数字PID算法

4.3.2 算法改进

4.4 PID算法中参数的整定

4.5 智能PID控制策略

第5章 材料成形装备计算机控制系统

5.1 计算机控制系统的总线技术

5.1.1 总线的分类及模块化

5.1.2 总线的体系结构和控制方式

5.1.3 内部总线

5.1.4 外部总线

5.2 计算机控制系统中的信号采样

5.2.1 采样过程

5.2.2 采样定理

5.2.3 采样周期的选择

5.3 计算机控制系统中的输入输出接口技术

5.3.1 模拟量输入接口

5.3.2 模拟量输出接口

5.3.3 数字量输入输出通道

5.4 数字插补

5.4.1 插补基本原理

5.4.2 常用插补方法

5.5 计算机控制系统抗干扰措施

5.5.1 材料加工装备控制系统的干扰方式

5.5.2 硬件抗干扰措施

5.5.3 软件抗干扰措施

5.6 材料成形装备计算机控制系统的设计

5.6.1 材料成形装备计算机控制系统的设计要求与特点

5.6.2 计算机控制系统设计的一般步骤

第6章 材料成形过程中的电加热装置及控制

6.1 材料成形过程的能量来源

6.1.1 材料加工中常用的能源

6.1.2 材料成形中的电加热技术及应用

6.2 材料成形过程中的电阻加热技术

6.2.1 电阻加热炉

6.2.2 电阻焊装置

6.3 材料成形过程中的感应加热技术

6.3.1 感应加热炉

6.3.2 感应焊接热源装置

6.3.3 感应加热设备的控制技术

第7章 材料连接成形设备及控制技术

7.1 弧焊电源-电弧系统简介

7.1.1 弧焊电源的外特性和电弧的静特性

7.1.2 弧焊电源外特性的控制原理

7.1.3 弧焊电源的其他控制内容

7.2 整流式弧焊电源实例分析

7.2.1 熔化极电弧焊设备及其控制技术

7.2.2 钨极氩弧焊设备（r11G）及控制技术

7.3 逆变式弧焊电源

7.3.1 逆变式弧焊电源的原理

7.3.2 单端正激弧焊逆变电源实例分析

7.3.3 半桥式弧焊逆变电源实例分析

7.3.4 全桥式弧焊逆变电源实例分析

7.4 数字化弧焊电源

7.4.1 数字化弧焊电源的特点

7.4.2 数字化弧焊电源的实现

7.4.3 数字化弧焊电源实例

7.5 弧压控制系统

7.6 生产线中的连接成形装备及控制

7.6.1 机械部分组成

7.6.2 电气部分组成

7.6.3 气路和水路

7.6.4 系统的PLC控制

第8章 铸造成形装备控制系统

8.1 冲天炉熔化的测量及自动控制系统

8.1.1 冲天炉熔炼过程的测量

8.1.2 冲天炉熔炼过程的自动控制系统

8.2 基于PROFIBUS总线的湿型砂砂处理控制技术

8.2.1 PROFIBUS技术特征及优点

8.2.2 控制系统的网络结构

8.2.3 控制系统的软件设计

8.3 基于MCS-51单片机的配料用电子秤

8.3.1 电子配料秤的工作原理

8.3.2 单元电路分析

8.3.3 调试程序

8.3.4 精度计算

8.4 湿型砂静压造型生产线的控制技术

8.4.1 静压造型线的组成及工艺流程

8.4.2 计算机控制系统的构成

8.4.3 控制系统设计中的难点

8.5 压铸成形的计算机控制系统

8.5.1 计算机控制装置的基本结构

8.5.2 压铸机计算机控制系统的特点

8.6 低压铸造控制系统实例

8.6.1 液面加压系统的控制原理

8.6.2 低压铸造控制系统

第9章 塑性成形设备及控制技术

9.1 塑性成形设备及计算机控制的特点

9.2 数字控制技术（数控系统）发展状况

9.2.1 国外发展动态

9.2.2 国内发展动态

9.3 塑性成形设备通用数控系统结构

9.3.1 硬件体系结构

9.3.2 塑性成形设备数控系统软件功能

9.4 快速锻造液压机组的计算机控制

9.4.1 三级分布式控制系统

9.4.2 基于现场总线技术的控制系统

9.5 激光快速成形系统计算机控制技术

9.5.1 激光快速成形原理及特点

9.5.2 控制系统结构

9.5.3 快速成形软件框架结构

9.5.4 软件功能

9.5.5 关键控制技术

参考文献2100433B

本书全面系统地介绍了材料成形装备的分类、组成、功能及其控制技术。主要内容包括材料成形过程中的检测技术、材料成形装备常用的执行装置、PID控制技术、材料成形装备计算机控制系统、材料成形过程中的电加热装置及控制、材料连接成形设备及控制技术、铸造成形装备控制系统、塑性成形设备及控制技术。

本书的主要特点是理论联系实际，对实际生产中的材料成形装备控制电路的工作原理和控制技术进行了全面系统的分析。

本书适合从事材料加工装备研发、制造或使用的专业技术人员阅读，也可作为高等院校材料加工专业硕士研究生和材料成形与控制专业高年级本科生的教材。

第1章：绪论

1.1材料的分类及其成形装备概述

1.1.1材料的分类

1.1.2材料的成形方法分类及装备概述

1.2装备在材料成形加工中的作用

1.3工业自动化的含义

1.3.1工业生产过程

1.3.2工业自动化内容

1.4本课程的知识基础及教学目标

第2章：金属液态成形装备及自动化

2.1概述

2.2金属熔化及浇注装备

2.2.1冲天炉熔化

2.2.2电炉熔化

2.2.3自动浇注装备

2.3砂处理装备及自动检测系统

2.3.1砂处理装备概述

2.3.2旧砂处理装备

2.3.3混砂装备

2.3.4砂处理系统的自动检测/监测

2.4造型装备及自动化生产线

2.4.1粘土砂用造型装备

2.4.2树脂砂制芯/型装备

2.4.3造型生产线

2.5铸件落砂及清理自动化

2.5.1铸件落砂

2.5.2铸件清理

2.6压力铸造装备及自动化

2.6.1压铸机分类及结构

2.6.2压铸机的液压及电气控制

2.6.3压铸生产自动化

2.7低压铸造装备及自动化

2.7.1低压铸造机的类型及构造

2.7.2低压铸造的自动加压控制系统

2.8消失模精密铸造装备及生产线

2.8.1泡沫塑料模样的成形装备

2.8.2造型装备及生产线

2.9半固态铸造成形装备

2.9.1半固态浆料的制备装置

2.9.2半固态铸造成形装备

2.9.3半固态铸造的其他装置

2.9.4半固态铸造生产线及自动化

第3章：金属塑性成形装备及自动化

3.1概述

3.1.1金属塑性成形装备在现代工业中的地位

3.1.2金属塑性成形装备的发展趋势

3.1.3金属塑性成形装备的分类

3.2液压成形装备

3.2.1液压机的控制原理与特点

3.2.2板材冲压液压机

3.2.3锻造液压机

3.3精冲压力机

3.3.1精冲原理

3.3.2精冲压力机工作特点

3.3.3精冲压力机结构简介

3.3.4精冲压力机的规格及主要技术参数

3.4多工位压力机

3.4.1多工位压力机的工作原理及特点

3.4.2多工位压力机结构简介

3.4.3多工位送料系统

3.5数控冲压装备

3.5.1数控转塔冲床工作原理及特点

3.5.2数控转塔冲床结构

3.5.3数控转塔冲床数控系统

3.6伺服压力机

3.6.1伺服压力机的工作原理

3.6.2伺服折弯机同步控制系统

3.7塑性成形自动化技术

3.7.1板料冲压生产线自动化

3.7.2锻压生产的柔性加工系统

第4章：金属连接成形设备及自动化

4.1概述

4.2弧焊设备及自动化

4.2.1电弧静特性和弧焊电源基本特性简介

4.2.2埋弧焊设备

4.2.3熔化极氩弧焊设备

4.2.4c02气体保护电弧焊设备

4.2.5钨极氩弧焊设备

4.2.6等离子弧焊接设备

4.3电阻焊装备及自动化

4.3.1电阻焊原理及分类

4.3.2电阻焊机的基本结构

4.3.3点焊装备

4.3.4缝焊装备

4.3.5对焊装备

4.4激光焊接设备

4.4.1激光焊原理及分类

4.4.2固体激光焊接机

4.4.3气体激光焊接机

4.5焊接机器人

4.5.1概述

4.5.2点焊机器人

4.5.3弧焊机器人

第5章：高分子材料成形设备及自动化

5.1概论

5.1.1高分子材料的加工性能

5.1.2高分子材料成形方法分类

5.1.3高分子材料加工成形设备的特点

5.2塑料注射机

5.2.1注射部分主要性能参数

5.2.2合模力性能参数

5.2.3注塑工艺控制流程

5.2.4注射机的电气控制系统

5.3橡胶成形设备及自动化

5.3.1橡胶挤出机的基本结构和工作原理

5.3.2橡胶挤出机的基本技术参数

5.3.3橡胶挤出机的控制系统

5.4其他高分子材料成形设备

5.4.1压制成形

5.4.2压廷成形

5.4.3板材成形设备

5.4.4成形装备的发展趋势

第6章快速成形装备及控制系统

第7章其他重要的材料成形装备

第8章工业炉及其控制

第9章材料加工中的环境保护装备

参考文献

本书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材，可供高等院校材料成形及控制工程专业本科生、材料加工工程专业研究生使用，也可供机械大类和材料大类专业学生及从事相关专业生产与科学研究工作的工程技术人员参考。

企业生产中材料成型与控制技术的应用与管理工作，例如：材料成型领域中的工艺规程设计、工艺装备设计、材料成型设备操作、材料成型设备维护与维修、生产组织与管理等工作。