機械設計制造中液壓機械控制系統的應用

林釩

（杭叉集團股份有限公司，浙江 杭州 311305）

進入21世紀以來，隨著我國現代化建設的不斷推進，我國的工業化程度得到快速發展，工業化程度的提升也對機械設計制造提出了更高的要求，尤其是液壓機械控制系統的應用，為推動我國工業發展提供了技術支撐，所以，本文以機械設計制造中液壓機械控制系統的應用為研究主題具有重要的現實意義。

1 液壓機械控制系統的基本原理

液壓機械控制系統的運行是基于其內部液體作用，確保其內部系統運行平衡并能夠根據活塞大小來給出合適的壓力，其實質就是以內部液體作為載體把壓力變為所需能量的機械裝置。液壓機械控制系統一般由三部分構件組成：執行元件、動力元件、輔助元件。其中，執行元件的主要作用是把壓力變為所需能量，主要部分為液壓泵，該元件可以讓壓力在短時間內變為相應能量，對系統的轉化效率起決定性影響。

2 液壓機械傳動的設計內容分析

2.1 液壓機械傳動的體系分析

就現有的液壓機械傳動體系來看，開展機械加工時，液壓傳動主體應用作用較為明顯，但其在整體應用中還存在諸多問題，因此，在進行多層面應用時應根據機械設計的方式使得機械傳動的效果更加明顯，通常來說，主體液壓機械傳動體系是基于集成裝置變化來進行體系綜合配置分析，在多層面控制體系中液壓傳動作用更加高效，所以，在構建液壓傳動體系時，應聯合多種自動化控制系統提升傳動效果。

2.2 液壓機械傳動的控制

在整個控制系統中，機械傳動穩定性具有不同的平衡關系，所以在進行平衡控制時一般借助系統液壓來實現其平衡控制，另外，進行溫度控制時，液體變化趨勢較為明顯，因此，在整個傳動控制系統的運動特性中，溫度和環境會出現初步性改變，同時液壓機械傳動的過程中，外部環境受到污染則會造成系統內液壓油面出現不穩定變化，進而造成系統外部的雜質更為明顯，最終導致整個系統本身結構出現多層面變化。

3 液壓機械傳動控制系統在機械設計制造中的應用

3.1 機械設計制造中的系統控制

液壓機械傳動控制系統在機械設計制造中的應用具有不同的表現形式，其在工程設備體系控制中的應用主要是用來對設備的功率進行使用效率的控制以及精度分析，而在液壓傳動系統內同樣也需要對實際的施工環境以及施工方法進行確定，從而確保即便在極端惡劣的施工條件下，所使用的施工技術仍然可以確保最終的完工效果。結合當下的整體態勢，可以認為液壓傳動技術在各個領域的應用效果較為顯著，特別在塑性加工領域，其整體應用效果更加顯著，塑性加工主要是借助外力使加工材料的形態發生變化滿足客戶需求，在對材料進行加工的過程中材料自身所具備的性質并未發生改變，在實際應用中具備以下幾點優勢：（1）簡化了整個加工流程，提升機械加工效率。（2）不再進行切割，提高資源利用率。（3）能夠實現對復雜部件的加工與制造。（4）加工后的成品具有強度大、質量輕等優點。

3.2 傳動技術的應用

不同的機械設計方式會影響系統對整個傳動體系的控制，所以，進行體系全面層控制時，我們首先要對機械傳動的整體效果進行分析，不同的層面傳動中機械傳動的效果不同，而在數據傳輸控制過程中液壓傳動的整體效果更為明顯。隨著計算機無線控制技術的應用，液壓技術與計算機控制技術的結合能在許多行業領域發揮作用，特別是在動力體系控制方面，可以基于工業產值變化對液壓參數比進行調控，進而使整個系統的機械操作性能得到顯著的提升，而機械傳動技術的變量對系統控制結構的影響同樣會更加明顯。

4 機械設計中液壓機械傳動控制系統的構建

液壓機械傳動系統由硬件和軟件系統兩部分組成。其中硬件系統包含微處理器、存儲器、I/O部分、輸出部件以及編程器等，硬件的各個部分通過總線方式連接。液壓系統內各類編程構成了軟件系統，其中軟件系統又可分為用戶程序與系統程序，PLC的控制運行是由系統程序來控制的，用戶程序則是用戶根據其自身需求而編制的程序。如圖1為液壓傳動系統的工作原理。

PLC的核心是微機處理器，被廣泛應用于工業領域，尤其是近些年來工業自動化理念的提出更是為液壓系統的應用提供了良好的發展條件，其主要有以下特點：（1）靈活、通用?？删幊炭刂破骺刂乒δ艿膶崿F主要是借助于其自身存儲器內部既定的編程程序，如果在實際應用中需要對控制過程進行改變或控制出現問題時，只需對其控制程序進行重新修改即可，其中可編程控制器只需改變系統內部軟件就可以對不同的對象進行有效控制。（2）運行可靠性強。機械制造領域對機械的可靠性以及抗干擾能力要求較高，一些工作需要機械在惡劣環境下完成，而液壓傳動顯然可以在任何工作環境下穩定運行。（3）操作方便、更易維修。在進行編程時通常采用的都是梯形圖，更加便于使用者了解程序或修改程序，用戶不用具備專業的計算機知識只需要對照說明書即可使用。（4）功能強大。目前使用的液壓傳動系統能夠對開關量以及模擬量進行有效控制，不僅可以實現對單一量的控制還能夠對群體進行有效控制，另外，隨著無線控制技術的發展，其還可以實現一些復雜的遠程控制。

圖1 液壓傳動系統的工作原理

在I/O分配方面，結合系統控制需求共設置了18個輸入點和6個輸出點開關量信號，表1為其具體分配情況。

5 結語

隨著社會對機械自動化應用要求的不斷提升，液壓機械傳動控制系統在機械制造與設計領域的應用范圍逐步擴大。液壓機械傳動控制系統雖然具有高效的工作效率，大大簡化了機械構件的制造過程，但在實際應用中還有諸多問題亟待解決。就目前而言，如何將液壓技術與計算機技術完美地結合，是液壓機械領域學者研究的重要課題。

表1 具體分配表