1 引言
四柱式万能液压机是冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等压力加工工艺中广泛使用的机械设备。YA32—200四柱式万能液压机是一种以油作为工作介质的液压机，该液压机主缸最高压制力为2000 kN，最大滑块行程为710 mm。液压机由主机和控制机构两大部分组成。液压机主机部分包括机身、主缸、顶出缸及充液装置等。动力机构由油箱、高压泵、低压控制系统、电动机及各种压力阀和方向阀等组成。动力机构在电气装置的控制下，通过泵和液压缸及各种液压阀实现能量的转换、调节和输送，完成各种工艺动作的循环。
2 YA32-200液压机液压系统的工作原理
该机液压系统中有2个液压泵，泵1是主泵，它是一个高压、大流量恒定功率的变量泵，最高工作压力为32 MPa，由调压阀5设定；泵2是辅泵，是一个低压小流量的定量泵，主要用来供给电液阀的控制油液，其压力可通过溢流阀3调整。液压系统完成的主要动作：主缸滑块的快速下行、慢速加压、保压、卸压、快速回程及在任意点停止，顶出缸活塞的顶出，回程等。YA32—200液压机液压系统的工作原理如图l所示。
图1 YA32-200液压机液压系统的工作原理图
2．1 主缸运动过程
(1)快速下行当按下下行启动按钮后，电磁铁1DT、5DT通电吸合。低压控制油使电液换向阀6切换到右位，同时经电磁阀8使液控单向阀9打开。主泵1经电液换向阀6的右位，单向阀l3向主缸16上腔供油，主缸下腔液压油经液控单向阀9、电液换向阀6的右位、电液换向阀21的中位回油。此时主阀滑块22在自重作用下快速下降；
(2)慢速接近工件加压 当主缸滑块22上的挡铁23到达接近开关SQ2的位置时，电磁铁5DT断电，电磁阀8处于常态位，液控单向阀9关闭。主缸液压油经背压阀lO、电液换向阀6的右位、电液换向阀2的中位回流到油箱。由于回油路上有背压力，滑块单靠自重就不能下降，主泵1供给的液压油使它下行，速度减慢。这时主缸上腔压力升高。充液阀14关闭。来自主泵1的液压油推动活塞使滑块慢速接近工件，当主缸活塞的滑块抵住工件后，阻力急剧增加，上腔液压油压力进一步提高，主泵1的排油量自动减小，主缸活塞以很慢的速度对工件加压；
(3)保压 当主缸上腔的液压油压力达到设定值时，压力继电器12发出信号，使电磁铁1DT断电，电液换向阀6回复中位，将主阀上、下油腔关闭。同时主泵1的流量经电液换向阀6、电液换向阀21的中位进行卸载。单向阀l3保证了主阀上腔良好的密封性，主缸上腔维持高压。保压时间可由时间继电器调整，时间继电器受压力继电器l2控制；
(4)卸压、快速回程保压时间结束时，时间继电器发出控制信号使电磁铁2DT通电，或当压制成型时由接近开关SQ3发出控制信号使电磁铁2DT通电，主缸处于回程状态。当电液换向阀6切换至左位后，主缸上腔还未卸压，压力很高，卸荷阀11处于开启状态，主泵1的液压油经电液换向阀6的左位、卸荷阀11流回至油箱。这时主泵1在低压下运转，该压力不足以打开液控单向阀14的主阀芯，但能打开液控单向阀14中的卸载小阀芯，主阀上腔的液压油经此卸载小阀芯的开口而流回充液箱15，压力逐渐降低。该过程一直持续到主缸上腔压力降到较低值时，卸荷阀11关闭，主泵1的供油压力升高，推开液控单向阀14的主阀芯。此时主泵1的液压油经电液换向阀6的左位、液控单向阀9流入主缸下腔；而主缸上腔的液压油经充液阀14回流到充液箱15，实现主缸快速回程；
(5)停止当主缸滑块上的挡铁23到达接近开关SQ1的位置时，电磁铁2DT断电，主缸活塞被中位为M机能的电液换向阀6锁紧而停止运动，回程结束。此时主泵1的液压油经电液换向阀6、电液换向阀2l回流到油箱，泵处于卸载状态。
2．2 顶出缸运动过程
顶出缸17只有在主缸16停止运动时才能动作。由于液压油先经过电液换向阀6后才进入电液换向阀21，顶出缸17的运动受电液换向阀21控制，当电液换向阀21处于中位时，才有油通向顶出缸，实现了主缸16和顶出缸17的运动互锁。
(1)顶出 按下顶出按钮，电磁铁3DT通电吸
合，液压油由主泵1经电液换向阀6的中位、电液换向阀21的左位流人顶出缸下腔，上腔液压油则经电液换向阀2l回油，活塞上升；
(2)退回当电磁铁3DT通断电，电磁4DT通电吸合时，油路换向，顶出缸的活塞下降。
3 YA32-200液压机PLC控制系统的设计与实现
对YA32—200液压机的控制要求：能够实现工作的半自动化控制；实现单步动作的控制，以便于液压机的手动控制、调试与调整。
3．1 硬件配置
YA32-200四柱万能液压机控制系统的输人输出情况：控制按钮输入7个，接近开关输人3个，时间继电器输入1个，热继电器输人2个，输入点数共13个；指示灯输出6 个，电机控制输出3个，输出继电器5个，输出点数共14个；考虑到经济等因素，选用FX2N一32MR-001型PLC来实现对液压机的控制，该PLC有16点输入，16点输出，属于继电器输出型，输入输出点数满足要求并有一定的冗余。控制系统控制液压系统液压油的流向，按要求实现液压机的各种动作。PLC接收热继电器、接近开关、控制按钮等信号，通过继电器实现对电机的启停，对电磁铁的通、断电控制等。
由PLC构成的YA32-200四柱万能液压机控制系统如图2所示。从图2中可以看出，由PLC构成的控制系统结构清晰，维修检测方便。所有逻辑运算通过PLC程序实现，控制系统可根据加工工艺要求，有效地完成指定的控制任务。
图2 YA32-200四柱万能液压机PLC控制原理图
3．2 PLC控制系统软件设计
在进行YA32-200四柱万能液压机的PLC控制系统的软件开发时经过这样几个步骤：了解液压机控制系统的概况；熟悉YA32—200四柱万能液压机；熟悉编程软件的使用方法和指令系统；定义输入输出表；进行框图设计；程序编写；程序测试等。
在设计液压机PLC控制系统软件时分主泵1启动模块、辅泵2启动模块、指示灯处理模块、状态复位处理模块、半自动化操作子程序进行编写和调试。采用外接模拟信号的方式对程序的逻辑功能进行验证，通过正确性检验后再在实际的液压机上进行调试，以免损坏电机等设备。主泵1采用Y一△减压起动，主电机启动模块的设计采用了佩特利网的设计方法。
4 结束语
基于PLC实现的YA32-200四柱万能液压机电气控制系统按照液压系统规定的动作图表，驱动电动机，
选择规定的工作方式，在发信元件的指令下，使相关电磁铁动作以完成指定的工艺动作循环。经过实际使用表明：系统可靠性高、性能稳定、操作方便。 汇荣流体（http://www.servo-valve.cn/） |
