第1章 绪论 1
1.1金属材料成形方法及装备简介 1
1.1.1金属材料成形方法及特点 1
1.1.2金属材料成形装备概述 3
1.1.3材料成形装备控制的特点 10
1.2材料成形装备控制理论基础 11
1.2.1材料成形装备控制系统的组成和分类 11
1.2.2材料成形装备的计算机控制技术 14
1.3本课程的知识基础及任务 20
第2章 材料成形过程中的检测技术 21
2.1概述 21
2.2电流的检测 21
2.2.1电阻测量法原理及应用 21
2.2.2电感测量法 26
2.2.3霍尔效应测量法 34
2.2.4电流的光纤传感器检测 37
2.2.5电流测量传感器的选用 38
2.3电压检测 38
2.3.1电压的直接检测 39
2.3.2分压电阻测量法 39
2.3.3电压的互感器测量法 41
2.4温度的检测与控制 42
2.4.1温度的基本概念及测量原理 43
2.4.2温度的检测方法 43
2.4.3温度检测的应用 53
2.5位移的测量 56
2.5.1位移测量的基本原理 56
2.5.2材料加工中的位移的测量 65
2.6转速的测量 68
2.6.1转速测量的基本原理与方法 69
2.6.2转速的测量在材料加工中的应用 71
2.7压力的检测 73
2.7.1压力的基本概念及测量原理 73
2.7.2压力测量的主要方法和分类 74
2.7.3材料加工中的压力测量 75
第3章 材料成形装备常用的执行装置 77
3.1概述 77
3.2电动装置 78
3.2.1步进电动机及驱动 78
3.2.2直流伺服电动机及驱动 85
3.2.3交流伺服电动机及驱动 94
3.3液压装置 112
3.3.1液压传动原理及组成 112
3.3.2液压系统的特点 114
3.3.3液压装置的发展趋势 115
3.3.4典型液压元件工作原理 115
3.4气压装置 117
3.4.1气压装置的优缺点 117
3.4.2气压装置的构成 119
第4章 PID控制技术 120
4.1PID控制的来源 120
4.2PID调节器的控制作用 121
4.2.1比例（P）控制器 121
4.2.2比例积分（PI）控制器 122
4.2.3比例积分微分（PID）控制器 123
4.2.4对PID控制规律的剖析 123
4.3数字PID算法及改进 126
4.3.1数字PID算法 126
4.3.2算法改进 129
4.4PID算法中参数的整定 132
4.5智能PID控制策略 136
第5章 材料成形装备计算机控制系统 141
5.1计算机控制系统的总线技术 141
5.1.1总线的分类及模块化 141
5.1.2总线的体系结构和控制方式 144
5.1.3内部总线 148
5.1.4外部总线 152
5.2计算机控制系统中的信号采样 155
5.2.1采样过程 156
5.2.2采样定理 157
5.2.3采样周期的选择 160
5.3计算机控制系统中的输入输出接口技术 161
5.3.1模拟量输入接口 161
5.3.2模拟量输出接口 164
5.3.3数字量输入输出通道 166
5.4数字插补 168
5.4.1插补基本原理 168
5.4.2常用插补方法 168
5.5计算机控制系统抗干扰措施 173
5.5.1材料加工装备控制系统的干扰方式 173
5.5.2硬件抗干扰措施 174
5.5.3软件抗干扰措施 177
5.6材料成形装备计算机控制系统的设计 183
5.6.1材料成形装备计算机控制系统的设计要求与特点 183
5.6.2计算机控制系统设计的一般步骤 186
第6章 材料成形过程中的电加热装置及控制 189
6.1材料成形过程的能量来源 189
6.1.1材料加工中常用的能源 189
6.1.2材料成形中的电加热技术及应用 191
6.2材料成形过程中的电阻加热技术 192
6.2.1电阻加热炉 193
6.2.2电阻焊装置 209
6.3材料成形过程中的感应加热技术 232
6.3.1感应加热炉 233
6.3.2感应焊接热源装置 234
6.3.3感应加热设备的控制技术 235
第7章 材料连接成形设备及控制技术 242
7.1弧焊电源-电弧系统简介 242
7.1.1弧焊电源的外特性和电弧的静特性 242
7.1.2弧焊电源外特性的控制原理 244
7.1.3弧焊电源的其他控制内容 245
7.2整流式弧焊电源实例分析 246
7.2.1熔化极电弧焊设备及其控制技术 246
7.2.2钨极氩弧焊设备（TIG）及控制技术 251
7.3逆变式弧焊电源 263
7.3.1逆变式弧焊电源的原理 263
7.3.2单端正激弧焊逆变电源实例分析 270
7.3.3半桥式弧焊逆变电源实例分析 279
7.3.4全桥式弧焊逆变电源实例分析 284
7.4数字化弧焊电源 290
7.4.1数字化弧焊电源的特点 290
7.4.2数字化弧焊电源的实现 290
7.4.3数字化弧焊电源实例 295
7.5弧压控制系统 302
7.6生产线中的连接成形装备及控制 309
7.6.1机械部分组成 309
7.6.2电气部分组成 311
7.6.3气路和水路 313
7.6.4系统的PLC控制 313
第8章 铸造成形装备控制系统 315
8.1冲天炉熔化的测量及自动控制系统 315
8.1.1冲天炉熔炼过程的测量 315
8.1.2冲天炉熔炼过程的自动控制系统 318
8.2基于PROFIBUS总线的湿型砂砂处理控制技术 321
8.2.1PROFIBUS技术特征及优点 322
8.2.2控制系统的网络结构 323
8.2.3控制系统的软件设计 323
8.3基于MCS-51单片机的配料用电子秤 325
8.3.1电子配料秤的工作原理 325
8.3.2单元电路分析 326
8.3.3调试程序 333
8.3.4精度计算 333
8.4湿型砂静压造型生产线的控制技术 334
8.4.1静压造型线的组成及工艺流程 334
8.4.2计算机控制系统的构成 336
8.4.3控制系统设计中的难点 338
8.5压铸成形的计算机控制系统 338
8.5.1计算机控制装置的基本结构 339
8.5.2压铸机计算机控制系统的特点 341
8.6低压铸造控制系统实例 345
8.6.1液面加压系统的控制原理 345
8.6.2低压铸造控制系统 346
第9章 塑性成形设备及控制技术 352
9.1塑性成形设备及计算机控制的特点 352
9.2数字控制技术（数控系统）发展状况 353
9.2.1国外发展动态 353
9.2.2国内发展动态 355
9.3塑性成形设备通用数控系统结构 359
9.3.1硬件体系结构 359
9.3.2塑性成形设备数控系统软件功能 362
9.4快速锻造液压机组的计算机控制 367
9.4.1三级分布式控制系统 367
9.4.2基于现场总线技术的控制系统 381
9.5激光快速成形系统计算机控制技术 386
9.5.1激光快速成形原理及特点 386
9.5.2控制系统结构 390
9.5.3快速成形软件框架结构 393
9.5.4软件功能 401
9.5.5关键控制技术 405
参考文献 417