中國(guó)氣動(dòng)元件的發(fā)展方向

　　小型集成化 組合智能化 精密高速化

　　隨著生產(chǎn)自動(dòng)化程度的不斷提高，氣動(dòng)技術(shù)應(yīng)用面迅速擴(kuò)大，氣動(dòng)產(chǎn)品品種規(guī)格持續(xù)增多，性能、質(zhì)量不斷提高，市場(chǎng)銷售產(chǎn)值穩(wěn)步增長(zhǎng)。以日本為例，20世紀(jì) 90年代初，氣動(dòng)產(chǎn)品銷售值與液壓相比是2：3，20世紀(jì)90年代的期，兩者持平，現(xiàn)在兩者之比已超過液壓。氣動(dòng)工業(yè)的高速增長(zhǎng)，進(jìn)一步刺激了氣動(dòng)技術(shù)的發(fā)展。

　　氣動(dòng)產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在以下方面：

　　一、小型化、集成化。氣動(dòng)元件有些使用場(chǎng)合，如在制鞋、電阻、電容制造和線路板檢測(cè)等裝置，有限的空間要求氣動(dòng)元件的外形尺寸盡量小，小型化是主要發(fā)展趨勢(shì)。據(jù)調(diào)查，小型化元件的需求量，大約每5年增加一倍。氣閥的集成化不僅僅將幾只閥合裝，還包含了傳感器、可編程序控制器等功能。集成化的目的不單是節(jié)省空間，還有利于安裝、維修和提高可靠性。

　　二、組合化、智能化。最簡(jiǎn)單的元件組合是帶閥、帶開關(guān)氣缸。在物料搬運(yùn)中，已使用了氣缸、擺動(dòng)氣缸、氣動(dòng)夾頭和真空吸盤的組合體，還有一種移動(dòng)小件物品的組合體，是將帶導(dǎo)向器的兩只氣缸分別按X和Y軸組合而成，還配有電磁閥、程控器，結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小，行程可調(diào)。

　　三、精密化。為了減小普通氣缸活塞桿的擺動(dòng)，目前有些企業(yè)已開發(fā)了橢圓活塞氣缸、并列雙缸氣缸、帶導(dǎo)桿氣缸等;為了使氣缸精確定位開發(fā)了制動(dòng)氣缸等。為了使氣缸的定位更精確，使用了傳感器、比例閥等實(shí)現(xiàn)反饋控制，定位精度達(dá)0.01mm。在氣缸精密方面還開發(fā)了0.3mm/s低速氣缸和0.01N微小載荷氣缸。目前，在氣源處理中，過渡精度0.01mm，過渡效率為99.9999%的過渡器和靈敏度0.001MPa的減壓閥國(guó)內(nèi)有些企業(yè)已開發(fā)出來。

　　四、高速化。為了提高生產(chǎn)率，自動(dòng)化的節(jié)拍正在加快，高速化是必然趨勢(shì)。目前，氣缸的活塞速度范圍為50~750mm/s。在目前市場(chǎng)需求下，要求氣缸的活塞速度提高到5m/s，最高達(dá)10m/s。據(jù)調(diào)查，五年后，速度2~5m/s的氣缸需求量將增加2.5倍，5m/s以上的氣缸需求量將增加3倍。與此相應(yīng)，閥的響應(yīng)速度將加快，要求由現(xiàn)在的1/100秒級(jí)提高到1/1000秒級(jí)。

　　五、無油、無味、無菌化。由于氣動(dòng)元件的廢氣直接排放到空氣中，但人類對(duì)環(huán)境的要求越來越高，不希望帶油霧的空氣來污染環(huán)境，因此無油潤(rùn)滑的氣動(dòng)元件將會(huì)普及。還有些特殊行業(yè)，如食品、飲料、制藥、電子等，對(duì)空氣的要求更為嚴(yán)格，除無油外，還要求無味、無菌等，這類特殊要求的過濾器將被不斷開發(fā)出來。

　　六、高壽命、高可靠性和自診斷功能。氣動(dòng)元件大多用于自動(dòng)生產(chǎn)線上，元件的故障往往會(huì)影響全線的運(yùn)行，生產(chǎn)線的突然停止，造成的損失嚴(yán)重，為此，對(duì)氣動(dòng)元件的工程可靠性提出了更高的要求。目前，氣動(dòng)系統(tǒng)的自診斷功能提到了議事日程上，附加預(yù)測(cè)壽命等自診斷功能的元件和系統(tǒng)正在開發(fā)之中。隨著機(jī)械裝置的多功能化，接線數(shù)量越來越多，不僅增加了安裝、維修的工作量，也容易出現(xiàn)故障，影響工作可靠性，因此配線系統(tǒng)的改進(jìn)也為氣動(dòng)元件和系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員所重視。

　　七、節(jié)能、低功耗。氣動(dòng)元件的低功耗不僅僅為了節(jié)能，更主要的是能與微電子技術(shù)相結(jié)合。功耗0.5W的電磁閥早已商品化，0.4W、0.3W的氣閥也已開發(fā)，可由PC直接控制。

　　八、機(jī)電一體化。為了精確達(dá)到預(yù)先設(shè)定的控制目標(biāo)(如開關(guān)、速度、輸出力、位置等)，應(yīng)采用閉路反饋控制方式。為了實(shí)現(xiàn)這種控制方式要解決計(jì)算機(jī)的電信號(hào)(數(shù)字信號(hào))，傳感器反饋信號(hào)(模擬信號(hào))和氣動(dòng)控制信號(hào)(氣壓或氣流量)三者之間的相互轉(zhuǎn)換。一般的傳感器解決了模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，為此氣與電信號(hào)之間轉(zhuǎn)換，成了實(shí)現(xiàn)閉路控制的關(guān)鍵，比例控制閥可成為這種轉(zhuǎn)換的接口。在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)開發(fā)各種形式的比例控制閥和電與氣比例 /伺服系統(tǒng)，并且使其性能好、工作可靠、價(jià)格便宜是氣動(dòng)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重大課題。

　　九、應(yīng)用新技術(shù)、新工藝、新材料。在產(chǎn)品開發(fā)和制造中，能否善于應(yīng)用新技術(shù)、新工藝、新材料是體現(xiàn)企業(yè)技術(shù)素質(zhì)的一個(gè)重要方面。型材擠壓、鑄件浸滲和模塊拼裝等技術(shù)十多年前在國(guó)內(nèi)已廣泛應(yīng)用;壓鑄新技術(shù)(液壓抽芯、真空壓鑄等)、去毛刺新工藝(爆炸法、電解法等)目前已在國(guó)內(nèi)逐步推廣;壓電技術(shù)、總線技術(shù)，新型軟磁材料、透析濾膜等正在被應(yīng)用;超精加工、納米技術(shù)也將被移植。

　　十、標(biāo)準(zhǔn)化。氣動(dòng)行業(yè)貫徹國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)是企業(yè)必須遵守的原則。它有兩個(gè)方面工作要做：第一是氣動(dòng)產(chǎn)品的應(yīng)貫徹與氣動(dòng)有關(guān)的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，如術(shù)語、技術(shù)參數(shù)、試驗(yàn)方法、安裝尺寸和安全指標(biāo)等。第二是企業(yè)要建立標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的保證體系。