机械设计制造中液压机械控制系统的应用

2019-06-03林钒

中国设备工程 2019年9期

林钒

（杭叉集团股份有限公司，浙江杭州 311305）

进入21世纪以来，随着我国现代化建设的不断推进，我国的工业化程度得到快速发展，工业化程度的提升也对机械设计制造提出了更高的要求，尤其是液压机械控制系统的应用，为推动我国工业发展提供了技术支撑，所以，本文以机械设计制造中液压机械控制系统的应用为研究主题具有重要的现实意义。

1 液压机械控制系统的基本原理

液压机械控制系统的运行是基于其内部液体作用，确保其内部系统运行平衡并能够根据活塞大小来给出合适的压力，其实质就是以内部液体作为载体把压力变为所需能量的机械装置。液压机械控制系统一般由三部分构件组成：执行元件、动力元件、辅助元件。其中，执行元件的主要作用是把压力变为所需能量，主要部分为液压泵，该元件可以让压力在短时间内变为相应能量，对系统的转化效率起决定性影响。

2 液压机械传动的设计内容分析

2.1 液压机械传动的体系分析

就现有的液压机械传动体系来看，开展机械加工时，液压传动主体应用作用较为明显，但其在整体应用中还存在诸多问题，因此，在进行多层面应用时应根据机械设计的方式使得机械传动的效果更加明显，通常来说，主体液压机械传动体系是基于集成装置变化来进行体系综合配置分析，在多层面控制体系中液压传动作用更加高效，所以，在构建液压传动体系时，应联合多种自动化控制系统提升传动效果。

2.2 液压机械传动的控制

在整个控制系统中，机械传动稳定性具有不同的平衡关系，所以在进行平衡控制时一般借助系统液压来实现其平衡控制，另外，进行温度控制时，液体变化趋势较为明显，因此，在整个传动控制系统的运动特性中，温度和环境会出现初步性改变，同时液压机械传动的过程中，外部环境受到污染则会造成系统内液压油面出现不稳定变化，进而造成系统外部的杂质更为明显，最终导致整个系统本身结构出现多层面变化。

3 液压机械传动控制系统在机械设计制造中的应用

3.1 机械设计制造中的系统控制

液压机械传动控制系统在机械设计制造中的应用具有不同的表现形式，其在工程设备体系控制中的应用主要是用来对设备的功率进行使用效率的控制以及精度分析，而在液压传动系统内同样也需要对实际的施工环境以及施工方法进行确定，从而确保即便在极端恶劣的施工条件下，所使用的施工技术仍然可以确保最终的完工效果。结合当下的整体态势，可以认为液压传动技术在各个领域的应用效果较为显著，特别在塑性加工领域，其整体应用效果更加显著，塑性加工主要是借助外力使加工材料的形态发生变化满足客户需求，在对材料进行加工的过程中材料自身所具备的性质并未发生改变，在实际应用中具备以下几点优势：（1）简化了整个加工流程，提升机械加工效率。（2）不再进行切割，提高资源利用率。（3）能够实现对复杂部件的加工与制造。（4）加工后的成品具有强度大、质量轻等优点。

3.2 传动技术的应用

不同的机械设计方式会影响系统对整个传动体系的控制，所以，进行体系全面层控制时，我们首先要对机械传动的整体效果进行分析，不同的层面传动中机械传动的效果不同，而在数据传输控制过程中液压传动的整体效果更为明显。随着计算机无线控制技术的应用，液压技术与计算机控制技术的结合能在许多行业领域发挥作用，特别是在动力体系控制方面，可以基于工业产值变化对液压参数比进行调控，进而使整个系统的机械操作性能得到显著的提升，而机械传动技术的变量对系统控制结构的影响同样会更加明显。

4 机械设计中液压机械传动控制系统的构建

液压机械传动系统由硬件和软件系统两部分组成。其中硬件系统包含微处理器、存储器、I/O部分、输出部件以及编程器等，硬件的各个部分通过总线方式连接。液压系统内各类编程构成了软件系统，其中软件系统又可分为用户程序与系统程序，PLC的控制运行是由系统程序来控制的，用户程序则是用户根据其自身需求而编制的程序。如图1为液压传动系统的工作原理。

PLC的核心是微机处理器，被广泛应用于工业领域，尤其是近些年来工业自动化理念的提出更是为液压系统的应用提供了良好的发展条件，其主要有以下特点：（1）灵活、通用。可编程控制器控制功能的实现主要是借助于其自身存储器内部既定的编程程序，如果在实际应用中需要对控制过程进行改变或控制出现问题时，只需对其控制程序进行重新修改即可，其中可编程控制器只需改变系统内部软件就可以对不同的对象进行有效控制。（2）运行可靠性强。机械制造领域对机械的可靠性以及抗干扰能力要求较高，一些工作需要机械在恶劣环境下完成，而液压传动显然可以在任何工作环境下稳定运行。（3）操作方便、更易维修。在进行编程时通常采用的都是梯形图，更加便于使用者了解程序或修改程序，用户不用具备专业的计算机知识只需要对照说明书即可使用。（4）功能强大。目前使用的液压传动系统能够对开关量以及模拟量进行有效控制，不仅可以实现对单一量的控制还能够对群体进行有效控制，另外，随着无线控制技术的发展，其还可以实现一些复杂的远程控制。