第9.4节钣金数控设备10.4概述数控剪床与转塔冲床数控旋压机四、超塑成形过程控制五、压弯成形过程控制一、概述1.自动控制的基本概念2.数控成形设备的特点3.成形设备数控的基本方式4.钣金成形中的数控成形设备1.自动控制的基本概念自动控制是指在没有人直接参与的情况下，采用自动化控制装置使生产或其他过程按照一定的工作程序进行。控制装置一般由比较器、控制器和接口几部分组成。被控对象通常指由控制装置所控制的生产设备或生产过程。描述被控对象某一特征的量称为被控变量。*自动控制系统的组成——输入量——比较器——控制器——接口——传感器——被控变量——输入量一般是指作用于系统的外部变量。输入量可以分为两大类，一类是人们预先给定的、系统遵循所赋予的变化规律而变化的量，称为给定量；另一类是破坏系统按预定规律变化的量，称为扰动量。这两类量的作用方向都是从外部指向系统。——比较器由于扰动量的影响，使得被控变量偏离给定量。比较器就是将给定量与被控变量的实际值进行比较，并将结果送入控制器中，使得被控变量与给定量保持一致。——控制器控制器是控制系统的核心，它根据比较器的输出结果完成数据处理、控制运算、逻辑判断及报警处理等工作。控制器按信号形式可分为模拟控制和数字控制两类。在模拟控制器中所有的运算、控制均为模拟量。在数控系统中，数据的输入、处理、运算以及控制算法均以数字量表示。——数字控制系统数字控制（NumericalControl,简称NC）是采用数字形式来表示加工指令并控制设备部件运动的一种控制方式，简称数控。数字控制不但可以完成一般的算术运算和控制算法，而且还可以实现逻辑运算和复杂的控制算法，因而在自动控制系统中得到广泛应用。——接口接口是控制器和被控对象进行信息交换的纽带。控制器通过接口向被控对象发送命令，传感器通过接口将被控变量的实际状态送往比较器。在数控系统中用于数据通讯的接口，按其工作方式又分为串行和并行两大类。D/A、A/D转换板：数字量（D）Ù模拟量（A）——传感器传感器用于将非电量的被控变量转换成电量，并将其反送到控制系统的输入端，以此增强或减弱系统的输入信号。按照作用不同，反馈可分为正反馈和负反馈两类。正反馈——反馈信号与给定量相加负反馈——反馈信号与给定量相减,正反馈用来提高系统的灵敏度；负反馈用来增强系统的稳定性。——被控变量被控变量是被控对象的特征反映。一个被控对象可以有一个或多个被控变量。通常对一个被控变量的控制称为一个控制轴或一个控制坐标。——CNC系统在上述系统中，若以计算机来代替比较器和控制器，就组成了计算机数控系统（ComputerNumericalControl,简称CNC）。在控制系统中引入计算机，可以充分利用其计算、逻辑判断和记忆等功能，以提高控制系统的能力。CNC系统具有较强的适应能力。2.数控成形设备的特点（1）数控机床的特点：（与普通机床相比）——对加工对象的适应性强——加工精度高——加工生产率高——减轻了工人的体力劳动——改善了劳动条件（2）数控成形设备的特点——几何量、物理量都要控制——理论模型的建立困难——塑性成形是一个不可逆过程——几何量、物理量都要控制而物理量的精确测量与控制比几何量困难大，因此成形设备的数控比一般的切削机床数控复杂得多；——理论模型的建立困难塑性成形过程是一个多因素的非线性过程，再与复杂的成形外形相结合，致使一些重要而复杂的成形方法至今未能建成准确可靠的理论模型；——塑性成形是一个不可逆过程在塑性成形的控制中，有关的被控变量（如压力、位移、变形等）都不允许超过控制系统的给定值再返回调整，这与某些简单的控制差别甚大，导致系统更为复杂。塑性成形过程的控制属于谨慎控制（cautiouscontrol）3.成形设备数控的基本方式（1）按控制方式分类——开环控制系统——半闭环控制系统——闭环控制系统——开环控制系统开环控制系统是指无反馈的控制系统。在这种系统中没有检测装置，也没有检测信号的反馈。计算机根据输入数据，经过运算给出控制量和控制指令，执行机构根据接收到的控制指令驱动机床完成相应的运动。系统特点：控制系统结构较为简单，成本较低，控制精度相对较低。——半闭环控制系统半闭环控制系统是指有反馈的控制系统。这种控制系统是在开环控制系统的基础上安装间接检测装置，对被控变量进行间接测量，并将测量结果反馈到控制装置中去，以给定值与间接测量值之差控制机床运动。系统特点：结构较简单，容易调试与维修，稳定性好，控制精度比开环系统高，但比闭环系统低。——闭环控制系统闭