液压机技术的现状与发展趋势

       一、概述
       液压机是制品成型生产中应用最广的设备之一。目前，液压机的最大标称压力已达750MN，用于金属的模锻成型。随着金属压制和拉伸制品的需求逐年提高，对产品品种的要求也日益增多，另一方面，产品的生产批量也逐渐缩小。为与中小批量生产相适应，需要能快速调整的加工设备，这使液压机成为理想的成型工艺设备。特别是当液压机系统实现具有对压力、行程速度单独调整功能后，不仅能实现对复杂工件以及不对称工件的加工，而且，废品率非常低。与机械加工系统相比，有极大的优越性。80年代以来，随着微电子技术、液压技术等的发展，液压机有了更进一步的发展、其高技术含量增多，众多机型已采用CMC或PC机来控制，提高了产品的加工质量和生产率。
       二、液压机的分类和特点
液压机按照机架结构形式分为梁柱式、组合框架式、整体框架式、单臂式等。按照功能和用途可分为手动液压机，锻造液压机，冲压液压机，一般用途液压机，校正、包装液压机，层压液压机，挤压液压机，压制液压机，打包液压机，专用液压机等10余种类型。
       液压机有以下几个特点：
       （1）液压机的动力传动为“柔性”传动，较机械加工复杂的传动系统简单，可避免机器过载的情况。
       （2）液压机基本的动作方式有3种：单动、双动和三动。但其拉伸过程中只有单一的直线驱动力，使加工系统有较长的使用寿命和高的工件成品率。
       三、国内外液压机技术发展状况
       液压机的液压系统和整机结构等方面发展已经比较成熟，国内外机型无较大差距，主要差别在于加式工艺和安装方面。良好的工艺使机器在过滤、冷却及防止冲击振动方面有明显改善。
       （1）在油路结构设计方面，国内外都趋向于集成化、封闭式设计。插装阀、叠加阀和复合化元件及系统在液压系统中得到了广泛的应用。国外已广泛采用封闭式循环油路设计，可有效地防止泄油和污染，更重要的是防止灰尘、空气和化学物质侵入系统，延长了机器的使用寿命。由于加工工艺等方面的原因，国内采用封闭式循环油路设计的系统还不多见。
       （2）在安全性方面，国外某些采用微处理器控制的高性能液压机利用软件进行故障的检测和维修，产品可实现负载检测、自动模具保护和错误诊断等功能。
       （3）液压机的发展最主要体现在控制系统方面。微电子技术飞速发展为改进液压机的性能、提高稳定性、加工效率等方面提供了前提条件。相比之下，国内机型虽然种类齐全，但技术含量相比较低，缺乏高档机型，这与机电液一体化和中小批量柔性生产的发展趋势不相适应。
当前国内外液压机产品控制系统分为以下3种类型。

1. 以继电器为主控元件的传统型  其电路结构简单，技术要求不高，成本较低，相应控制功能简单，适应性不强。主要用于单机工作，加工产品精度不高的大批量生产，也可组成简单的生产线。现在，国内许多液压机厂还以该机型为主，国外众多厂家只是保留了对该机型的生产能力，而主要面向技术含量高的机型组织生产。
2. 采用可编程控制器（PLC）控制系统  该系统是在继电器控制和计算机控制发展的基础上开发出来的，并逐渐发展成为以微处理器为核心，将自动化技术、计算机技术、通讯技术溶为一体的新型工业自动控制装置。目前，该机型广泛应用于各种生产机械和自动化生产过程中。早期的可编程序控制器只能进行简单的逻辑控制，随着技术的不断发展，一些厂家采用微电子处理器作为可编程序控制器的中央处理单元（CPU），不仅可以进行逻辑控制，还可以对模拟量进行控制，扩大了控制器的功能。可编程控制器有较高的稳定性和灵活性，但还是介于继电器控制和工业控制机控制之间的一种控制方式，与工业控制机相比还有很大的差距。当前，国内有部分厂家采用该控制系统，如天津锻压机械厂有60%的产品采用PLC来提高控制性能和可靠性。国外厂家如丹麦的STENHQJ公司采用STEMENS的可编程控制器，实现对压力和位移的控制。
3. 应用高级微处理机（或工业控制计算机）的高性能控制系统    该控制方式划在计算机控制技术成熟发展的基础上采用一种高科技含量的控制方式，以工业控制机或单片/单板机作为主控单元，通过外围接口器件（如A/D或 D/A板等）或直接应用数字阀实现对液压系统的控制，同时利用各种传感器组成闭环回路方式的主要特点为：具有友好的人机交互性，操作简单，控制精度高；生产高速化，提高生产率；可顺利实现对工作参数（如压力、速度、行程等）的单独调整，能进行复杂工件、不对称工件的加工；预存工作模式，缩短调整时间，与柔性加工要求相适应；可通过软件来消除高速下的换向冲击，以降低噪声，提高系统的稳定性；在安全方面可利用软件进行故障预诊断，并自动修复故障和显示错误。

       现在，国外众多液压机生产厂家都生产这种高性能的工业控制机控制方式的液压机产品，如美国MULTIPRESS、丹麦STENHQJ和加拿大BROWN BOG-GS等公司，而国内很少有该类产品。
       四、液压机技术发展趋势
       （1）高速化、高效化、低能耗。提高液压机的工作效率，降低生产成本。
       （2）机电液一体化。充分利用机械和电子方面的先进技术促进整个液压系统的完善。
       （3）自动化、智能化。微电子技术的高速发展为液压机的自动化和智能化提供了充分的条件。自动化不仅仅体现在加工，应能够实现对系统的自动诊断和调整，具有故障预处理的功能。