材料成型设备第三章1 电器元件及控制原理
材料成型设备控制基础课件：绪论-
2、通過介面電路和執行器件控制鍛壓過程參數，使生產過程能按事先 編制的程式和輸入的數據自動進行，從而得到符合要求的工件。
3、按照預先選定的目標函數(例如生產率最高、材料最省或功率消耗最 少等)，對過程參數進行優化，使系統在最佳狀態下運行。
（3）逆變電源
逆變電源的組成
AC
DC
AC
DC
逆變電源的組成如圖所示，它具有許多優點，如抗干擾性強、功率消 耗小、體積小等，是目前科研人員普遍研究的電源，通過調節大功率 開關元件開關的占空比，可達到調節焊接電流If的目的。
CPU
D/A 轉換
量程極性 匹配電路
脈寬 調節器
驅動 電路
大功率 開關元件
2、不含觸發電路。 由CPU經並行介面的某些位直 接輸出觸發信號，經過由數字 電路組成的觸發信號分配電路， 分時觸發三個可控矽，並用定 時器進行定時。
（a）含觸發電路
（b）不含觸發電路 可控矽電源觸發電路
（2）電晶體電源
電
模擬式電晶體電源的組成
模擬式電晶體電源的微機控制
電晶體組工作線上性放大區，其焊接電流If可由模擬量Ug控制，該 模擬量可直接有微機通過D/A轉換介面輸出 。
常用的微機有單板機、單片機、可編程序控制器、個人 電腦等 。
微機控制弧焊電源
國外早有商品出售，如：ESAB公司的LAK500型微機控 制電源日本松下公司的PULSE MEMOR ZX系列電源，大 阪變壓器公司的AUTO 380超高頻逆變電源等。
國內已開發出多種產品，微機已由低檔的Z—80.6520等8 位機到MCS—51系列單片機，進而發展到MCS—96系列 16位單片機，焊接電源的微機控制最基本的是實現其調節 特性，即對焊接電源外特性的調節。焊接電晶體電源、逆 變電源。電源類型很多，從理論上講每種電源均可實現微 機控制。
材料成型控制
第二章：1简述计算机输入、输出通道的组成：包括模拟量输入通道，模拟量输出通道，数字量输入通道，数字量输出通道。
2计算机输入输出通道的控制方式程序查询方式，中断控制方式和直接存储器存取（DMA）方式3计算机通道口设计应考虑的问题：触发方式，时序，负载能力4模拟量输入通道设计应考虑的问题：信号的拾取方式；信号的调节；模/数转换方式的选择；电源配置；抗干扰措施7描述开关量输入/输出通道的结构形式：计算机控制通道的抗干扰措施：隔离，滤波，波形整形（触电消抖，脉冲定宽，消除毛刺）电平转换。
第三章：1传感器的概念以及其主要内涵和特征1）传感器是“能够感受规定的被测量量并按一定的规律转换成可用输出信号的器件和装置。
2）内涵特征：（1）从传感器输入端来看，一个指定的传感器只能感受或响应规定的物理量，即传感器对规定的被检测量具有最大的灵敏度和最好的选择。
（2）从输出端来看，传感器的输出信号为可用信号，即输出信号不但载运原始信息，而且能被远程传送。
（3）从输入和输出关系来看，这种关系具有一定的规律性。
它们之间有确定的静态特性和动态特性。
2传感器的一般组成：主要有敏感元件，转换元件和测量电路3部分组成。
3传感器按输出端被测物理量分类：a输出量为电参量（电阻，电感，电容，互感）：电阻式，电容式和电感式。
b输出量为电量（电压，电流，电荷）：感应式，压电式，热电式，光电式。
4电阻式传感器有哪3种类型，如何分类？（1）利用电刷来回移动，改变电路中电阻器长度，从而实现电阻值的改变，适用于测量线位移和角位移。
（2）利用应力应变使电阻丝产生变形，使电阻丝长度、截面积、电阻率均发生改变，从而实现R改变，适用于测量应力应变等参量（3）利用热或其他物理量使传感器的电阻率发生改变，从而使电阻发生改变，一般适用于检测温度5阐述电阻应变式传感器的构成及工作原理：传感器由电阻应变片、弹簧元件和粘结剂构成。
其工作原理是在外力作用下，弹性元件将产生一定应变，使粘接其上的应变片也产生相应的应变，从而使电阻应变片的阻值也发生变化，阻值的大小反映了力的大小。
材料成型基本原理-第三章PPT课件
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本章小结与习题讨论课
4 液态金属凝固时需要过冷，那么固态金属熔化时是否需要过热？ 为什么？
5 假设凝固时的临界晶核为立方体形状，求临界形核功。分析在同样过 冷度下均匀形核时，球形晶核和立方晶核哪一个更容易成？
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第三节 晶核的形成
2 非均匀形核 （3）临界形核功 计算时利用球冠体积、表面积表达式，结合平衡关系 σlw=σsw+σslcosθ 计算能量变化和临界形核功。 △Gk非/△Gk=(2-3cosθ+cos3θ)/4 a θ=0时，△Gk非＝0，杂质本身即为晶核； b 180>θ>0时, △Gk非<△Gk, 杂质促进形核； cθ=180时，△Gk非＝△Gk， 杂质不起作用。
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第四节 晶核的长大
3 液体中温度梯度与晶体的长大形态 （2）负温度梯度（液体中距液固界面越远，温度越低） 粗糙界面：树枝状。 光滑界面：树枝状－多面体—台阶状。
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第四节 晶核的长大
3 液体中温度梯度与晶体的长大形态 （2）负温度梯度（液体中距液固界面越远，温度越低）
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第六节 凝固理论的应用
4 急冷凝固技术 （1）非晶金属与合金 （2）微晶合金。 （3）准晶合金。
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本章小结与习题讨论课
1 试述结晶相变的热力学条件、动力学条件、能量及结构条件。 2 在液态金属中，凡是涌现出的小于临界晶核半径的晶胚都不能成核。
材料成型设备与控制(微计算机控制基本原理)【建筑工程类独家文档首发】
材料成型设备与控制（微计算机控制基本原理）【建筑工程类独家文档首发】4.1.1 单片机内部结构及应用系统单片机内部含有微处理器CPU、存储器、输入/输出接口等多个功能部件，其内部结构如图4-1所示。
图4-1 单片机内部结构图动画讲解图片说明为了满足一些应用系统的特殊要求，如在一些工业控制系统中，有时要进行一些系统的扩展设计以弥补单片机内部资源的不足。
单片机的扩展系统通过并行I/O接口或串行I/O接口做总线，在外部扩展程序存储器、数据存储器或输入/输出接口及其他功能部件以满足一些控制系统的特殊要求。
单片机的扩展系统结构如图4-2所示。
单片机内结构如图4-3所示。
图4-2 单片机扩展系统结构图动画讲解图片说明图4-3 单片机片内结构图动画讲解图片说明4.1.2 8031微处理器 8031采用40条引脚双列直插式器件，引脚除5V（ 40脚）和电源地（ 20脚）外，其功能分为时钟电路、控制信号、输入/输出三大部分，逻辑框图及引脚配置如图4-4所示。
图4-4 逻辑框图及引脚配置图8031单片机引脚说明如下所述。
1．时钟电路XTAL1（19脚）——芯片内部振荡电路（单级反相放大器）输入端。
XTAL2（18脚）——芯片内部振荡电路（单级反相放大器）输出端。
2．控制信号 RST （9脚）复位信号：时钟电路工作后，在此引脚上将出现两个机器周期的高电平，芯片内部进行初始复位，P0口～P3口输出高电平，将初值07H写入堆栈指针。
ALE（30脚）地址锁存信号：当访问外部存储器时，P0口输出的低8位地址由ALE输出的控制信号锁存到片外地址锁存器，P0口输出地址低8位后，又能与片外存储器之间传送信息。
ALE可驱动4个TTL门。
（29脚）片外程序存储器读选通：低电平有效，作为程序存储器读信号，输出负脉冲，将相应的存储单元的指令读出并送到P0口，可驱动8个TTL门。
（30脚）内部和外部程序存储器选择信号：当为高电平且PC值小于0FFFH（4K）时，CPU执行内部程序存储器程序；当为低电平时，CPU仅执行外部程序存储器程序。
材料成型及其控制
材料成型及其控制材料成型是指将原材料通过一定的加工工艺，使其获得所需的形状和尺寸的过程。
在现代工业生产中，材料成型是非常重要的一步，它直接影响产品的质量和性能。
本文将探讨材料成型的基本原理、常见的成型方法以及成型过程的控制方法。
一、材料成型的基本原理材料成型的基本原理是利用力的作用使材料发生形变，从而获得所需的形状和尺寸。
常见的力包括挤压力、拉伸力、压力等。
材料在受力的作用下，会发生塑性变形或弹性变形，而成型过程中需要的是塑性变形。
因此，选择合适的材料以及施加适当的力是实现材料成型的基本要求。
二、常见的材料成型方法1. 压力成型：压力成型是指利用外部的压力将材料压缩和塑性变形，从而获得所需形状的方法。
常见的压力成型方法有压铸、冲压和锻造等。
压铸是利用高压将熔融金属注入模具中，经冷却凝固后获得零件的方法。
冲压是利用冲压模具将金属板材冲裁成所需形状的方法。
锻造是利用锻压机将金属材料加热至一定温度后施加一定的压力，使其塑性变形从而获得所需形状的方法。
2. 热成型：热成型是指在高温条件下将材料塑性变形，从而获得所需形状的方法。
常见的热成型方法有热挤压、热拉伸和热压缩等。
热挤压是将金属材料加热至一定温度后通过挤压机将其压制成所需形状的方法。
热拉伸是将塑料材料加热至一定温度后拉伸成所需形状的方法。
热压缩是将金属材料加热至一定温度后通过压力将其压制成所需形状的方法。
3. 注塑成型：注塑成型是将熔融的塑料材料注入模具中，经冷却凝固后获得所需形状的方法。
注塑成型广泛应用于塑料制品的生产，如塑料零件、塑料容器等。
三、材料成型过程的控制方法材料成型过程的控制是确保产品质量和生产效率的关键。
以下是几种常见的成型过程控制方法：1. 温度控制：在热成型过程中，控制材料和模具的温度是非常重要的。
适当的温度能够保证材料的塑性和流动性，从而获得所需形状。
通过控制加热温度和冷却速度，可以实现对材料成型过程的精确控制。
2. 压力控制：在压力成型过程中，控制施加的压力是关键。
材料成型控制
材料成型控制材料成型控制是指在材料加工过程中对材料进行成型的控制，以确保最终产品的质量和性能。
在材料加工过程中，材料成型控制是至关重要的，它直接影响着产品的精度、表面质量和成型效率。
本文将从材料成型控制的原理、方法和应用等方面进行探讨。
1. 原理。
材料成型控制的原理是通过对材料成型过程中的各种因素进行控制，以达到预期的成型效果。
这些因素包括材料的物理性能、成型工艺参数、成型设备的性能等。
在材料成型控制中，需要对这些因素进行全面的分析和研究，以确定最佳的控制方案。
2. 方法。
材料成型控制的方法主要包括工艺参数控制、设备性能控制和质量监控等。
工艺参数控制是指通过调整成型工艺中的各项参数，如温度、压力、速度等，以实现对材料成型过程的控制。
设备性能控制是指通过对成型设备的性能进行调整和优化，以提高成型的精度和效率。
质量监控是指通过对成型过程中的各项质量指标进行监测和检测，以确保成型产品的质量达到预期要求。
3. 应用。
材料成型控制广泛应用于各种材料的成型加工过程中，如塑料成型、金属成型、陶瓷成型等。
在塑料成型中，通过对注塑工艺参数的控制，可以实现对塑料制品的精确成型；在金属成型中，通过对压铸设备的性能进行控制，可以实现对金属制品的高效成型；在陶瓷成型中，通过对成型工艺的优化，可以实现对陶瓷制品的精细成型。
总结。
材料成型控制是材料加工过程中的关键环节，它直接影响着产品的质量和性能。
通过对材料成型过程中的各种因素进行全面的控制和优化，可以实现对产品成型过程的精确控制，从而提高产品的质量和成型效率。
希望本文对材料成型控制的原理、方法和应用有所帮助，谢谢阅读！。
材料成型设备课后习题答案解析
材料成型设备一、填空题40分，共20小题，集中在二三四五章1、曲柄压力机的组成:工作机构、传动系统、操作机构、能源部分、支撑部分、辅助系统。
P102、曲柄压力机的辅助分类方式：P11按滑块数量分类：单动压力机、双动压力机-按压力机连杆数量分类：单点压力机、双点压力机和四点压力机（“点”数是指压力机工作机构中连杆的数目）3、曲柄压力机型号表示P124、曲柄滑块机构按曲柄形式，曲柄滑块机构主要有几种：曲轴式、偏心齿轮式P175、装模高度调节方式：调节连杆长度、调节滑块高度、调节工作台6、过载保护装置：压塌块式过载保护装置和液压式过载保护装置-两种P197、离合器可分为刚性离合器和摩擦式离合器-，制动器多为摩擦式、有盘式和带式-8、刚性离合器按结合零件可分为转键式，滑销式，滚柱式和牙嵌式9、飞轮的储存和释放能量的方式是转速的加快和减缓-10、曲柄压力机的主要技术参数：通常曲柄压力机设备越小，滑块行程次数越大。
装模高度是指滑块在下死点时滑块下表面到工作台点半上表面的距离。
最大装模高度是指当装模高度调节装置将滑块调节至最上位置时的装模高度值。
与装模高度并行的标准还有封闭高度。
封闭高度是指滑块处于下死点时，滑块下表面与压力机工作台上表面的距离，封闭高度与装模高度不同的是少一块工作台垫板厚度P4211、一般拉深压力机有两个滑块（称双动拉深压力机），外滑块用于压边，内滑块用于拉伸成型P5312、液压机的工作介质有两种，采用乳化液的一般叫水压机，采用油的一般叫油压机，油压机中使用做多的是机械油（标准称全损耗系统用油）P8513、液压机本体结构一般由机架部件，液压缸部件，运动部件及其导向装置所组成。
P8714、液压机立柱的预紧方式主要有加热预紧、液压预紧和超压预紧P9115、液压缸结构可以分为柱塞式，活塞式和差动柱塞式三种形式。
P9416、液压元件是组成液压系统的基本要素，由动力元件，执行元件，控制元件及辅助元件四部分组成。
3-材料成形过程自动化-第三章计位置自动控制-gai
摆辊缝过程
3.5 辊缝计算
理想定位过程存在问题
运动系统，包括电动机及其负载的质量、摩擦和阻尼； 运动系统的动态特性随时间、环境、整定值、位置的变化； 减速点时间上的精确性过高，难以实现；
修正
提前进入减速段； 速度设定值与位置偏差对应； 设置死区
3.3 电动位置自动控制
电动压下APC控制基本要求： (1) 电动机转矩不得超过电动机和机械系统的最大允许 转矩——安全启动 (2) 能在最短时间里完成定位动作——速度快 (3) 定位余差小——精度高 (4) 在控制过程中不应产生超调现象 ，并且系统应稳 定——无反复调节
ENmax
影响定位精度因素：
•死区长度越小精度越高
ENcr
VPcr ENz
EPz VNcr
EPcr
EPmax e (mm)
•爬行速度小，不易超调 影响定位速度因素：
•调速区加速度越大，定位 速度越快
VNmax
ENmax －负最大偏差； ENcr EPmax －正最大偏差； EPcr VNmax －负最大速度； VNcr
3.4 液压位置自动控制
顶帽位置检测 液压缸油压检测
AGC调节量
位置基准 ＋ － ＋＋
附加补偿 ＋
变增益
辊缝微调基准
位置控制器
位置倾斜基准
＋－ 位置倾斜反馈
同步控制器
轧制力限幅基准
轧制力限幅控制器
＋－
液压缸位置检测
比较器
伺服 放大器
轧制力检测
3500mm轧机
MTS位置传感器 SONY磁尺 油压传感器 MTS位置传感器
液压缸移动速度
一般情况：5mm/s； 特殊情况：25mm/s，带载压下，LP板轧制，平面形状控制
材料成型设备及控制 第三章2
第3章
金属塑性成形装备及自动化
➢ 多工位压力机的工作原理是按照多工位冲压工艺的要求确定的，即在一台 多工位压力机上可以安装多副模具进行冲压生产，并且通过一套工位间的
传递机构使压力机在一次往复行程中可以完成一个冲压件的全部冲压工序
（即落料、冲孔、拉深、弯曲、切边、压印、整形等工序），而实现自动 化生产。
（4）采用刚性较好的框架型机身。
3.5 多工位压力机
多工位压力机的技术参数
第3章
金属塑性成形装备及自动化
（1）滑块行程：根据多工位压力机拉伸的工艺特点，在上模回程等于两个零件高度时，夹钳才 能送料。从开始送料到滑块回程到上死点的曲柄转角一般取为60°。在此条件下，滑块行程S和 零件高度H间的关系为：S=2.85H，或为了可靠起见取S=3H。
这种机电一体化的传动系统有如下优点：
A) 可自由设定各种数值，运动精度较高。
B) 采用伺服驱动可提高行程次数，从而提高生产率
C) 传送装置单独驱动。
3.5 多工位压力机
第3章
金属塑性成形装备及自动化
③ 采用行星齿轮机构实现夹板的送料运动和升降运动的三坐标传送装置
该机构能平稳地加速和减速，从而减少惯性冲击，有利于提高速度。
在夹板传递过程中受阻力而超过允许扭矩时，牙嵌离合器或顶销脱开，弹簧被压缩，同时 限位开关的触头被触及而发出信号使压力机停止工作。
当夹板和夹销为各自独立传动的情况下，则在夹板和夹钳传动环节上均需设置过载离合器。
3.5 多工位压力机
多工位送料系统
第3章
金属塑性成形装备及自动化
（1） 单坐标传送机构
与凸轮驱动的顶料机构联用。
复杂信息，使数字控制系统的性能大大提高。
3.6.2 数控技术与数控机床
材料成型设备(可编辑修改word版)
一、曲柄压力机由哪几部分组成？各部分的功能如何？曲柄压力机主要部件及作用如下：1、传动部件传动部件包括带轮、带、齿轮和传动轴及相应的轴承。
其功能是传递电动机的运动和能量，并起减速作用。
2、工作机构由曲柄、连杆、滑块和机身上的导轨构成曲柄滑块机构，其功能是将旋转运动变换为滑块的直线往复运动。
3、操纵机构由离合器、制动器组成。
它们的主要功能是在电动机正常运转的条件下控制曲柄和滑块的运动或停止。
4、机身机身是压力机的支承零件，所有零件安装在机身相应位置上组成一部完整的机器。
其自身质量完全靠机身支承。
在压力机工作时，要靠机身平衡工作载荷和各传动零件之间的相互作用力，保证各个运动零件的正确位置和滑块的导向精度。
5、能源部件压力机能源部件包括电动机和飞轮。
电动机从电网吸收电能并转换成压力机需要的旋转形式的机械能。
飞轮在压力机工作行程之前将机械能储存起来，在压力机工作行程中大量消耗能量时释放，直接供给压力机，起调节电动机机械负荷的作用。
6、辅助装置与系统压力机上的辅助装置与系统分为两类：一类是保证压力机正常运转的，如润滑系统、超载保护装置、滑块平衡装置、电路系统等；另一类是为了操作方便和扩大压力机应用范围的，如顶件装置等。
二、分析曲柄滑块机构的受力，说明压力机滑块需用负荷图的准确含义。
三、曲柄压力机的技术参数有哪些？如何选用？1、标称压力Fg 和标称压力行程sg标称压力是压力机的主要参数，是滑块运动到下止点前某一特定距离sg 时或者曲柄旋转到离下止点某一特定角度时滑块所能承受的最大作用力。
该剧距离sg 称为标称压力行程，根据滑块行程和曲柄位置的对应关系，和标称压力行程对应的曲柄转角称为标称压力角。
2、滑块行程滑块可移动的最大距离称为滑块行程。
滑块运动到最上位置时其速度为零，该位置称上止点，运动到最下位置时速度也为零，称下止点。
上、下止点之间的距离为滑块行程。
3、滑块行程次数滑块行程次数指压力机空载连续运转时滑块每分钟往复运动的次数，可直接或间接表示压力机生产率。
成型机原理
成型机原理成型主要由液压系统、加热系统、测量系统、冷却系统、控制系统组成。
一、液压系统1，液压系统是成型机的动力源，成型机所需的动力和压力全部来自液压系统。
,2，主油缸负责开模、合模、锁模、顶出、顶退动作。
通过电磁阀控制进入主油缸的流量来控制开模、合模、锁模所需要的合适的压力。
旋转油缸负责储料（加料）动作，根据储料的多少调整储料所需的压力。
3，射出油缸负责射料及保压动作，根据射出胶料的多少调整所需的射出压力。
根据产品外观需要调整保压所需的压力。
座进座退油缸负责料管的座进座退动作。
料管的座进座退方便洗料装模等需要。
,4，液压系统易出现电磁阀卡死，会出现不开模、不合模、不射料、不加料等故障。
找到对应的电磁阀手工推动电磁阀活塞即可紧急启用故障动作。
二、加热系统,1，加热系统是成型机将固体胶料转化为流体可成型胶料的热力源。
2，加热系统由三个发热圈两个热电偶感温线、以及三个固态继电器组成。
温控器根据设定温度控制固态继电器的通断，固态继电器负责给发热圈导通供电，发热圈发热给料管加热，热电偶感温线侦测加热温度并传递给温控器，温控器再根据设定值控制固态继电器是否通断加热。
3，加热系统易出现，温度异常。
当温度异常时检查发热圈是否损坏不加热，检查感温线是否损坏感应不到实际问题，检查固态继电器是否损坏，造成无法给发热圈导通供电。
三、测量系统1，成型机上部和下部有两个用来测量位置的电子尺。
上部的电子尺用来测量射出的位置和射出移动距离以及加料的位置和加料的距离。
下部的电子尺用来测量开模、合模、锁模的位置和距离。
精确的移动数据，是成型机稳定的基础。
精确的射出距离和射出位置，才能保证注入模具胶量的精确，精确的料量是保证良好产品外观的基础。
2，下部的电子尺，测量开合模所需的高度，锁模时的高度。
移动数据不够精确会导致过早锁模易损坏模具，过晚锁模会导致模具锁模不紧等问题。
四、冷却系统1，成型机需将固体的原料通过加热系统转化为流体的胶料才能将胶料注入模具。
材料成形检测与控制电气控制理论部分
5.1.3原理方框图
n 扰动 r 给定值 控制器 - 偏差 测量信号
e
执行机构
被控对象
c 被控量
测量变速器
引出点，表示信号 在此分两路，两路 信号相同，不存在 分流问题。
表示比较元件或比较点， 它的输出量等于各输入 量的代数和，各输入量 若为“＋”号可以不标， 若为“－”号必须在箭 头旁标注负号。
基于：二战军工技术 目标：反馈控制系统的稳定 基本方法：传递函数，频率法，PID调节器 (频域)
2.现代控制理论
60~70年代形成 适用于MIMO （多输入－多输出）系统
基于： 冷战时期空间技术，计算机技术
目标：最优控制 基本方法：状态空间表达式
材料成形检测与控制课件
材料成形检测与控制
电气控制理论部分（1） 自动控制理论基础
5-1 引言
一. 自动控制的概念及应用
1.控制：是使某些物理量按指定的规律变化（包括 保持恒定），以保证生产的安全性，经济性及产品
质量等要求的技术手段。
2.自动控制：就是应用自动化仪表或控制装置代替
人，自动地对机器设备或生产过程进行控制，使之
如扰动来自外部，叫做外扰，如果扰动来自内部，如系统中各元件参数的变化， 称为内扰） 给定值和扰动通称为输入量。
5.控制装置：（能够对被控对象起控制作用的设备总称）
材料成形检测与控制课件
基本概念
材料成形检测与控制课件
5.1.2自动控制理论的发展
1.经典控制理论
40~50年代形成 适用于SISO（单输入－单输出）系统
P
电位器 扰动
ur ub -
u
电压 uk 可控硅 ua 直流 放大器 放大器 电动机 测速机 材料成形检测与控制课件
材料成型计算机控制课件
材料成型计算机控制算法
控制算法的基本概念
控制算法是计算机控制系统的核心，它决定了系统的控制精度和稳定性。常用的 控制算法包括PID控制算法、模糊控制算法、神经网络控制算法等。
控制算法在材料成型中的应用
在材料成型过程中，控制算法通过对温度、压力、流量等参数的实时控制，实现 了对材料成型的精确控制，提高了产品质量和生产效率。
集成化
集成化是材料成型计算机控制技 术的另一个重要趋势，通过将各 种工艺和控制技术集成到一个系 统中，提高生产效率和产品质量。
柔性化
随着个性化需求的增加，材料成 型计算机控制技术正朝着柔性化 方向发展，以满足不同产品的定
制化需求。
材料成型计算机控制技术面临的挑战
技术更新换代
随着新材料和新工艺的不断涌现，材料成型计算机控制技术需要 不断更新换代，以适应新的生产需求。
01
术在材料成型中的应用
自动化控制
模拟与优化
计算机控制技术可以实现材料成型的 自动化控制，提高生产效率和产品质 量。
计算机控制技术可以对材料成型过程 进行模拟和优化，降低试验成本和缩 短研发周期。
精确控制
通过计算机控制技术，可以对材料成 型的温度、压力、时间等参数进行精 确控制，确保产品的一致性和稳定性。
精确控制
通过计算机控制技术，可以实现材料成型的 精确控制，提高产品质量。
降低能耗
计算机控制技术可以优化材料成型的工艺参 数，降低能耗和资源消耗。
增强安全性
计算机控制技术可以实现材料成型的自动化 监控和管理，提高生产安全性。
01
材料成型计算机控 制技术原理
计算机控制系统的基本原理
计算机控制系统概述
焊接成型计算机控制应用 实例
PLC自控成型机组成和原理课件
•PLC自控成型机组成和原理
•3
•PLC自控成型机组成和原理
•4
• 某自控成型机需用PLC编程，系统示意图如上图所 示。自控成型机的基本控制要求如下：
• 1、按下启动按钮，电磁阀Y2接通为ON，使液压 缸B的活塞向下运动，上限位S4断开。
• 2、当下降到终点时下限位S3动作为ON，此时启 动左右液压缸，A的活塞向右运动，C的活塞向左 运动。
PLC的组成和原理
• PLC主要由CPU模块、输入/输出模块、编程 器和电源四大部分组成。
• 1、CPU模块主要由CPU、存储器、控制电 路、译码电路和接口电路组成。采用扫描 方式工作。
• 2、I/O模块是联系外部现场和CPU模块的桥 梁。输入模块用来接收和采集信号。输出 模块把CPU发出的处理信号转换成被控设备 所能接收的电压或电流值。
•PLC自控成型机组成和原理
•1
PLC的工作原理
• PLC的信号传输路径为：从输入模块，到 CPU模块，在到输出模块，再从头开始，即 PLC采用循环扫描的工作方式。
• 1、输入处理阶段 PLC在输入处理阶段，以扫描的方式顺
序读入所有输入端的通/断状态，并将此状 态存入输入映像存储器。接着转入程序执 行阶段。
元件功能 启动按钮 A缸右限位 A缸左限位 B缸下限位 B缸上限位 C缸左限位 C缸右限位
输入继电器 X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6
•PLC自控成型机组成和原理
•6
• 3、当A和C缸的活塞都已到终点，原料已成型， 个液压缸开始依次返回原位。
• 4、当A和C缸返回到初始位置后，B缸开始返回。
• 5、当液压缸返回初始状态，系统回到初始状态， 取出成品，放入原料后再次按下启动按钮，开始 下一个工件的加工。
自控成型机的PLC控制
自控成型机的PLC控制摘要：在注塑机生产线中应用PLC控制，具有结构简单、编程方便、操作灵活、使用安全、工作稳定、性能可靠和抗干扰能力强的特点，是一种很有效的自动控制方式，是注塑生产实现高效、低成本、高质量自动化生产的发展方向。
不但使注塑产品的质量和品质得到了严格的保证；而且还大大提高了生产效率和减轻工人的劳动强度，有着非常好的经济效益和社会效益。
本文是利用PLC中步进顺控指令这种方法设计的一种既安全又实用的塑料注塑自动成型系统。
关键词：PLC 液压缸电磁阀注塑机随着企业提出的高柔性、高效益的要求，人们在面临规模更大、更复杂的生产劳动时，不仅费时费力，而且得不偿失。
因此，自动成型系统的出现并广泛应用成为历史的必然。
材料成型设备与计算机技术和智能技术相结合的智能型材料成型设备是今后的主要发展方向。
本文介绍的系统通过PLC控制塑料注塑成型，不仅能够省时省力，降低生产成本，减少设备维护；而且提高了工作的可靠性，减轻工人劳动强度，有效的提高了生产效率。
一、塑料注塑成型设备及其发展简介注塑成型是将塑料材料转换成为塑料制品的一门工程技术。
要实现这种转变，就要研究在转变过程中塑料的各种性质和行为与各因数之间的关系，从而采取合理的工艺和工程以制得质量良好的塑料制品。
注塑机，又叫注射成型机，是用于使热塑性塑料或热固性塑料经加热熔融，并施加一定压力，使高温体充入模具，经冷却而制成的有一定几何形状和尺寸精度的塑料制品的重要成型设备。
注塑机是随着塑料工业的发展而兴起的，最初的注塑机是参照金属压铸机的原理设计的，主要用来加工醋酸维一类的塑料。
直到1932年，才由德国布莱恩（BRAUN）厂设计出第一台全自动驻塞式注塑机。
随着塑料工业的发展，注塑工艺和注塑机结构也不断改进和发展。
到了1948年，注塑机的塑化装置开始使用螺杆，1959年，第一台螺杆式注塑机问世，这是塑料工业的一大突破，大大推动了注塑成型加工的广泛应用。
随着塑料制品应用领域的不断扩大，世界上对塑料成型机械的需求呈现攀升的趋势。
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结构：由刀开关和熔断器组合成。瓷底板上装有进线 座、静触头、熔丝、出线座及刀片式动触头， 工作部分用胶木盖罩住，以防电弧灼伤人手。
分类：单相双极和三相三极两种
第二节 开关电器
一、刀开关
3.负荷开关 (2)封闭式负荷开关（铁壳开关）
作用：手动通断电路及短路保护。
3.1.2 熔断器
无填料密封式熔断器
3.1.2 熔断器
快速熔断器
3.1.2 熔断器
自恢复熔断器
3.1.3 控制按钮
复合按钮 常开(动合)按钮
SB
电路符号
常闭(动断)按钮
SB
SB
电路符号
复合按钮： 常开按钮和
电路符号
常闭按钮做在一起。
3.1.3 控制按钮
作用：发送控制命令或信号的电器
分类：控制按钮 万能转换开关 主令控制器 行程开关 接近开关
第二节 开关电器
二、组合开关（转换开关）
结构：静触头一端固定在胶木盒内，另一端伸
出盒外，与电源或负载相连。动触片套 在绝缘方杆上，绝缘方轴每次作90°正 或反方向的转动，带动静触头通。
特点：结构紧凑，安装面积小，操作方便。
用途：电源的引入开关；通断小电流电路； 控制５ＫＷ以下电动机。
接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。
3.1.5 接触器
一、交流接触器 1．结构
触头系统：主触头、辅助触头
常开触头（动合触头） 常闭触头（动断触头） 电磁系统：动、静铁芯，吸引线圈和反作用弹簧 灭弧系统：灭弧罩及灭弧栅片灭弧
3.1.5 接触器
主触头 灭弧装置 动铁心 常闭辅助触头 吸引线圈 常开辅助触头 静铁心
KT
KT
时间继电 器 定时类型
空气式 钟表式
电子式
首 页
阻容式
数字式
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3.1.1 刀闸开关
控制对象： 380V， 5.5kW 以下小电机
考虑到电机较大的起动电流，刀
QS
闸的额定电流值应如下选择：
（3~5)*异步电机额定电流
电路符号
3.1.1 刀闸开关
一、刀开关
作用：隔离电源，不频繁通断电路 分类： 按刀的级数分:单极、双极和三极 按灭弧装置分：带灭弧装置和不带灭弧装置 按刀的转换方向分为：单掷和双掷 按接线方式分为：板前接线和板后接线 按操作方式分为：手柄操作和远距离联杆操作 按有无熔断器分：带熔断器和不带熔断器
作用：短路和严重过载保护 应用：串接于被保护电路的首端 优点：结构简单，维护方便，价格便宜，体小量轻 分类：瓷插式RC 螺旋式RL 有填料式RT 无填料密封式RM 快速熔断器RS 自恢复熔断器
3.1.2 熔断器
瓷插式熔断器
3.1.2 熔断器
螺旋式熔断器
3.1.2 熔断器
有填料式熔断器
~ ~
主触头
动作过程 线圈通电 衔铁被吸合 触头闭合
弹簧
线圈
铁芯 衔铁 电机
M 3~
辅助 触头
电机接通 电源
接触器有关符号：
接触器线圈
接触器主触头－－用于主电路 （流过的电流大，需加灭弧装置） 接触器辅助触头－－用于控制电路 （流过的电流小，无需加灭弧装置）
常开 常闭
接触器控制对象：电动机及其它电力负载
万能式低压断路器结构图
2 1
3
4
5
6 7
1．主触头2．自由脱扣器 3．过电流脱扣器 4．分励脱扣器 1-主触头 2-自由脱扣器 3-过电流脱扣器 4-分励脱扣器 5-热脱扣器 6-失压脱扣器 5．热脱扣器6．失压脱扣器 7．按钮 7-按钮
塑壳式低压断路器原理图
2 1
线路短路 或严重过 载保护
4
3
第二节 开关电器
一、刀开关
1.开关板用刀开关（不带熔断器式刀开关） 作用：不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源用。 结构图和符号 ：
QS
第二节 开关电器
一、刀开关
2.带熔断器式刀开关——用作电源开关、隔离开关 和应急开关，并作电路保护用。
第二节 开关电器
一、刀开关
3.负荷开关 (1)开启式负荷开关
3.1.6 继电器
一、电流继电器
特点：线圈串接于电路中，导线粗、匝数少、阻抗小。 分类：过电流继电器、欠电流继电器
过流电流继电器
欠流电流继电器
3.1.6 继电器
一、电流继电器
I> KA
KA
KA
过电流继电器
I< KA
KA
KA
1.底座 2.反力弹簧 3、4.调节螺钉 5.非磁性垫片 6.衔铁 7.铁芯 8.极靴 9.电磁线圈 10.触点系统
（a）外形
（b） 符号
（c) 结构
第二节 开关电器
三、低压断路器
功能：不频繁通断电路，并能在电路过载、短路及失 压时自动分断电路。
特点：操作安全，分断能力较高。
分类：框架式（万能式）和塑壳式（装置式）
结构：触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。
1.天弧罩 2.开关本体 3.抽屉座 4.合闸按钮 5.分闸按钮 6.智能脱扣器 7.摇匀柄插入位置 8. 连接/试验/分离指示
U< KA
KA
KA
U> KA
KA
KA
欠电压继电器
过电压继电器
3.1.6 继电器
三、中间继电器
中间继电器实质上是一种电压 继电器，结构和工作原理与接触器 相同。但它的触点数量较多，在电
路中主要是扩展触点的数量。另外
其触头的额定电流较大。
3.1.6 继电器
利用双金属片受热弯曲 去推动杠杆使触头动作 作用：电动机的过载保护 利用电阻值随温度变化 而变化的特性制成
1. 无冲击电流的场合 （如电灯、电炉）
2. 一般电机
IF IL
（稍大）
电路符号
IF
IF
1 1 ~ I st 2.5 3
3. 频繁起动 的电机
t
安秒特性
1 1 IF ~ Ist 1 .6 2
异步电机的起动电流 Ist=(5~7) 额定电 流
3.1.2 熔断器
开关 熔断器 ……
接触器
继电器
起动器
时间继电器 热继电器 ……
……
§3.1 常用控制电器
凡是用来接通和断开电路，以达到控制、调节、转换和保护目的 的电气设备都称为电器。最常用的控制电器有：
刀开关 熔断器 按钮 限位开关 接触器 继电器
时间继电器（延时） 中间继电器
电压继电器
电流继电器 热继电器（过载保护） ……
交流接触器结构图
3.1.5 接触器 2．工作原理
线圈加额定电 压，衔铁吸合，常 闭触头断开，常开 触头闭合；线圈电 压消失，触头恢复 常态。为防止铁心 振动，需加短路 环。
主触头 弹簧
线圈 铁芯 衔铁 电机
M 3~
辅助 触头
3.1.5 接触器 二、直流接触器
用途：远距离通断直流电路或控制直流电动机的频繁起停。 结构：电磁机构、触头系统和灭弧装置。 工作原理：与交流接触器基本相同。
塑壳式低压断路器原理图
2 1
3
4
线路过载 保护
5
6 7
1．主触头2．自由脱扣器3．过电流脱扣器4．分励脱扣器 1-主触头 2-自由脱扣器 3-过电流脱扣器 4-分励脱扣器 5-热脱扣器 6-失压脱扣器 5．热脱扣器6．失压脱扣器 7．按钮 7-按钮
塑壳式低压断路器原理图
2 1
3
4
电动机的 失压保护
5
6 7
1．主触头2．自由脱扣器 3．过电流脱扣器 4．分励脱扣器 1-主触头 2-自由脱扣器 3-过电流脱扣器 4-分励脱扣器 5-热脱扣器 6-失压脱扣器 5．热脱扣器6．失压脱扣器 7．按钮 7-按钮
塑壳式低压断路器原理图
3.1.2 熔断器
作用：用于短路保护。 熔体额定电流
IF
的选择：
FU
3.1.5 接触器 三、接触器的符号
KM
KM
KM
KM 线圈 主触点 常开辅助触点 常闭辅助触点
3.1.5 接触器 四、接触器的主要技术指标 额定电压
交流接触器： 127、220、380、500V 直流接触器： 110、220、440V
额定电流
交流接触器：5、10、20、40、60、100、150、250、400、600A 直流接触器：40、80、100、150、250、400、600A
中间继电器
电压继电器
继电器类型： 电流继电器
时间继电器（具有延时功能）
热继电器（做过载保护） …...
热继电器
功能：过载保护
发热元件
结构：
I
双金 属片
扣板
常闭触头
工作原理： 发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金 属片被烤热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其 向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开。
热继电器的符号
串联在主电路中
发热元件
KH
常闭触头
串联在控制电路中 KH
3.1.6 继电器
作用：控制、放大、联锁、保护和调节 分类： 按用途分 ：控制和保护继电器 按动作原理分：电磁式、感应式、电动式、电子式、 机械式 按输入量分：电流、电压、时间、速度、压力 按动作时间分：瞬时、延时继电器 特点：额定电流不大于5A
3.1.3 控制按钮
控制按钮
3.1.3 控制按钮
万能转换开关
3.1.3 控制按钮
接近开关
3.1.4 行程开关 用作电路的限位保护、行程控制、
自动切换等。