本教材为适应专业教学改革的新方向，有机地将材料成形与控制工程专业课程整合起来，形成一门逻辑性强、内容广泛而新颖、重点突出的课程。是一部根据近年来材料成形与控制工程领域技术和理论的发展动态并结合教学改革的需求形势，在充分进行市场调研基础上计划编撰的新版教材。

本教材涵盖了材料成形原理概述、自动控制基础、铸造过程的自动控制、焊接过程的自动控制、锻压过程自动控制、模具成形过程自动控制、轧制成形过程自动控制基本内容。在自动控制理论的基础上，将铸造、焊接、锻压、模具、轧制材料成形过程共性部分进行有机地整合，分别对其成形过程控制有选择性地重点论述，并解析一定的成形过程控制应用实例，有机地补充一些国内外材料成形控制的发展前沿。可作为高等院校材料成型与控制工程专业(铸造、焊接、锻压、模具等方向)的教师用书、学生教材或相关工程师、工程技术人员参考书使用。

本教材共分为7章，主要内容包括：材料成形原理概述、自动控制基础、铸造过程的自动控制、焊接过程的自动控制、锻压过程的自动控制、模具成形过程的自动控制、轧制成形过程的自动控制。在编写过程中，注重理论分析与实际应用相结合：既有一定的理论深度，又注重深浅适度。在阐述材料成形原理、过程的基础上，分别对其成形过程控制有选择性地重点论述，并解析一定的成形过程控制应用实例，有机地补充一些国内外材料成形控制的发展前沿，从而将会给新版的教材带来一定的创新性，适合作为材料成型与控制工程专业应用型本科、专科学生学习教材，也可作为相关专业学生和工程师、技术人员的参考用书。通过对该教材的学习，可对材料成形过程自动控制有较深入和系统的理解，为以后的学习和工作奠定一定的理论和实践基础。

第1章 材料成形原理概述/1

 1.1 液态成形/1

1.1.1 概述/1

1.1.2 铸造金属熔炼/2

1.1.3 液态成形方法/3

 1.2 固态塑性成形/7

1.2.1 概述/7

1.2.2 固态金属塑性成形的方法/8

 1.3 固态材料的连接成形/13

1.3.1 概述/13

1.3.2 金属材料焊接/13

1.3.3 粘接/17

 1.4 粉末压制和常用复合材料成形/18

1.4.1 概述/18

1.4.2 粉末冶金工艺的基本工序/19

1.4.3 常用粉末冶金材料简介/21

 1.5 非金属材料成形/21

1.5.1 概述/21

1.5.2 高分子材料成形/22

1.5.3 陶瓷材料成形/26

1.5.4 常用复合材料成形/28

 1.6 材料模拟成形发展概况/30

1.6.1 金属液态成形计算机模拟技术/30

1.6.2 塑性成形计算机模拟/31

1.6.3 焊接成形计算机模拟/31

1.6.4 模具加工计算机模拟/33

 习题与思考题/36

第2章 自动控制基础/37

 2.1 自动控制基本概念/37

 2.2 自动控制系统的类型/39

2.2.1 自动控制系统的分类方法/39

2.2.2 开环控制和闭环控制/41

 2.3 材料成形过程自动控制系统的特性/44

2.3.1 自动控制系统的基本特性/44

2.3.2 材料成形过程自动控制系统的特点/45

 2.4 材料成形过程自动控制的常用控制策略简介/46

 习题与思考题/47

第3章铸造过程的自动控制/48

 3.1 冲天炉熔炼过程自动控制/48

3.1.1 冲天炉配料的定量控制/48

3.1.2 送风控制部分/50

3.1.3 加料控制部分/50

3.1.4 冲天炉其他参数控制/52

 3.2 连铸机自动控制/54

3.2.1 连铸机工艺原理/54

3.2.2 连铸机自动控制系统/54

 3.3 真空差压铸造自动控制/61

3.3.1 真空差压铸造工作原理/61

3.3.2 真空差压铸造控制系统/61

 3.4 低压铸造自动控制/64

3.4.1 低压铸造工作原理/64

3.4.2 低压铸造控制系统/65

 3.5 热室压铸自动控制/66

3.5.1 热室压铸工作原理/66

3.5.2 热室压铸控制系统/68

 3.6 铅锭浇注自动控制/68

3.6.1 系统性能指标/69

3.6.2 系统组成/69

 习题与思考题/72

第4章 焊接过程的自动控制/73

 4.1 焊接过程自动控制概述/73

4.1.1 焊接概念简述/73

4.1.2 焊接生产的自动控制/73

 4.2 电弧焊自动控制基础/74

4.2.1 电弧焊的程序自动控制/74

4.2.2 电弧焊的自动调节系统/75

 4.3 埋弧焊设备及控制/75

4.3.1 埋弧焊设备分类/75

4.3.2 埋弧焊设备概述/76

 4.4 钨极氩弧焊（TIG）设备及控制/85

4.4.1 TIG焊设备的组成/85

4.4.2 程序控制系统/87

4.4.3 WSJ 500型手工交流TIG焊机/89

4.4.4 脉冲GTAW过程的自动控制/90

 4.5 熔化极氩弧焊（MIG）的设备及控制/93

4.5.1 电弧自身调节系统/94

4.5.2 MIG焊设备/95

4.5.3 控制系统/97

4.5.4 NB 400型半自动熔化极氩弧焊机/97

 4.6 CO2气体保护电弧焊设备及控制/99

4.6.1 CO2气体保护电弧焊设备的组成/99

4.6.2 NBC7 250（IGBT）型逆变式CO2焊机/105

 4.7 真空钎焊炉的自动控制/105

4.7.1 真空钎焊炉/105

4.7.2 双室真空钎焊炉控制系统/107

 4.8 弧焊机器人/108

4.8.1 焊接机器人概述/108

4.8.2 弧焊机器人概述/108

4.8.3 示教再现型弧焊机器人/111

4.8.4 智能型弧焊机器人/112

4.8.5 基于知识库的焊接工艺系统设计/113

 4.9 管道全位置焊接计算机控制系统设计/114

4.9.1 控制系统方案的制定/114

4.9.2 全位置脉冲TIG焊弧压传感器弧长调节/117

4.9.3 焊缝横向跟踪控制系统组成/118

4.9.4 多微处理器在管道焊接自动控制系统中的应用/118

 习题与思考题/121

第5章 锻压过程自动控制/122

 5.1 自由锻造自动控制/122

5.1.1 自由锻造加热工艺的控制/122

5.1.2 自由锻造过程的控制/124

 5.2 热模锻自动控制/127

5.2.1 热模锻压力机的控制原理/127

5.2.2 热模锻压力机的自动控制/128

 5.3 快速锻造压力机自动控制/130

 5.4 锻压过程自动控制实例分析/131

5.4.1 生产工艺过程/132

5.4.2 控制方案/132

5.4.3 设备选择/134

 习题与思考题/134

第6章 模具成形过程自动控制/135

 6.1 冲压成形设备的结构和工作原理/135

6.1.1 机械压力机的结构组成和工作原理/135

6.1.2 液压压力机的结构组成和工作原理/138

 6.2 冲压成形设备的控制技术/142

6.2.1 冲压成形设备的电力拖动控制/142

6.2.2 冲压成形设备的微机控制/146

 6.3 冲压成形设备自动控制实例分析/150

6.3.1 曲柄压力机的自动控制/150

6.3.2 液压折弯机的自动控制/154

 6.4 塑压成形过程自动控制/157

6.4.1 塑压成形设备的结构和工作原理/158

6.4.2 塑压成形设备的控制技术/159

6.4.3 塑压成形设备自动控制实例分析/165

 6.5 挤压成形过程的自动控制/170

6.5.1 挤压成形设备的结构和工作原理/170

6.5.2 挤压成形设备的控制技术/173

6.5.3 液压挤压机的自动控制/179

 6.6 模具加工过程的自动控制/181

6.6.1 数控加工机床的自动控制/181

6.6.2 快速成形加工过程的自动控制/184

6.6.3 电火花线切割加工的自动控制/188

 习题与思考题/190

第7章 轧制成形过程自动控制/191

 7.1 轧制成形过程自动化概述/191

7.1.1 轧制成形过程自动化的基本概念/191

7.1.2 轧制自动控制技术的发展现状/191

7.2 轧制过程自动化控制的基本形式/191

7.2.1 自动控制系统的基本要求/191

7.2.2 自动控制系统的基本形式/192

 7.3 轧制成形的计算机控制系统/194

7.3.1 数据采集系统（DAS）/194

7.3.2 操作指导系统/195

7.3.3 直接数字控制系统/195

7.3.4 监督控制系统/195

 7.4 位置自动控制/196

7.4.1 位置自动控制概念/196

7.4.2 位置自动控制系统的基本组成/196

7.4.3 位置控制的基本要求和控制方式/197

7.4.4 位置控制系统程序的组成/198

7.4.5 存储程序控制的位置自动控制（SPC APC）/199

7.4.6 具有可编程序控制器的位置自动控制(PLC APC)简介/201

 7.5 厚度自动控制/202

7.5.1 厚度自动控制概述/202

7.5.2 板带钢厚度波动的原因及其变化规律/202

7.5.3 厚度自动控制原理/204

7.5.4 轧制力AGC(PAGC)控制系统基本原理/212

 7.6 带钢板形自动控制/216

7.6.1 板形自动控制概述/216

7.6.2 带钢板形的影响因素/217

7.6.3 带钢板形的检测/217

7.6.4 带钢板形控制系统/219

7.6.5 人工智能法/220

7.6.6 板形自动控制的实现//221

7.6.7 2030mm带钢冷连轧机板形控制系统实例分析/222

 7.7 连轧时张力的自动控制/228

7.7.1 张力概述/228

7.7.2 轧制过程中张力的作用及计算/228

7.7.3 连轧过程中机架之间的张力/230

7.7.4 控制张力的基本原理/233

7.7.5 热连轧无张力自动控制/235

 习题与思考题/243

参考文献/244