工業級氣動工具的發展趨勢主要有以下幾個方面
隨著生產自動化程度的不斷提高,氣動技術應用面迅速擴大、氣動產品品種規格持續增多,性能、質量不斷提高,市場銷售產值穩步增長。工業級氣動工具的發展趨勢主要在下述方面:
一、小型化、集成化
有限的空間要求氣動元件的外形尺寸盡量小,小型化是主要發展趨勢?,F在小氣缸內徑僅為f2.5,并配制開關;電磁閥寬度僅10mm,有效截面積達5mm2;接口f4的減壓閥也已開發。據調查,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省空間,還有利于安裝、維修和工作的可靠性。
二、組合化、智能化
簡單的元件組合是帶閥、帶開關氣缸。在物料搬運中,已使用了氣缸、擺動氣缸、氣動夾頭和真空吸盤的組合體;還有一種移動小件物品的組合體,是將帶導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,結構緊湊,占用空間小,行程可調,日本精器(株)開發的智能閥帶有傳感器和邏輯回路,是氣動和光電技術的結合。不需外部執行器,可直接讀取傳感器的信號,并由邏輯回路判斷以決定智能閥和后續執行元件的工作。開發功能模塊已有十多年歷史,現在正在不斷地完善。這些通用化的模塊可以進行多種方案的組合,以實現不同的機械功能,經濟、實用、方便。
三、精密化
為了使氣缸的定位更,使用了傳感器、比例閥等實現反饋控制,定位精度達0.01mm。在氣缸精密方面還開發了0.3mm/s低速氣缸和0.01N微小載荷氣缸。在氣源處理中,過濾精度0.01mm,過濾效率為99.9999%的過濾器和靈敏度0.001MPa的減壓閥已開發出來.
四、高速化
為了提高生產率,自動化的節拍正在加快,高速化是必然趨勢。目前氣缸的活塞速度范圍為50-750mm/s。要求氣缸的活塞速度提高到5m/s,高達10m/s。據調查,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,閥的響應速度將加快,要求由現在的1/100秒級提高到1/1000秒級。
五、無油、無味、無菌化
人類對環境的要求越來越高,因此無油潤滑的氣動元件將普及化。還有些特殊行業,如食品、飲料、制藥、電子等,對空氣的要求更為嚴格,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。
六、高壽命、高可靠性和自診斷功能
5000萬次壽命的氣閥和3000km的氣缸已商品化,但在紡織機械上有一種高頻閥壽命要求1億次以上,達2億次。這個要求,現有的彈性密封閥很難達到,這使間隙密封元件重新獲得重視。
七、節能、低功耗
節能是企業的課題,并將規定在建立ISO14000環保體系標準中。氣動元件的低功耗不僅僅為了節能,更主要的是能與微電子技術相結合。功耗0.5W的電磁閥早已商品化,0.4W、0.3W的氣閥也已開發,可由PC直接控制。
八、機電一體化為了達到預先設定的控制目標(如開關、速度、輸出力、位置等),應采用閉路反饋控制方式。
氣-電信號之間轉換,成了實現閉路控制的關鍵,比例控制閥可成為這種轉換的接口。在今后相當長的時期內開發各種形式的比例控制閥和電-氣比例/伺服系統,并且使其性能好、工作可靠、價格便宜是氣動技術發展的一個重大課題。
九、滿足某些行業的特殊要求
在激烈的市場競爭中,為某些行業的特定要求開發的氣動元件是開拓市場的一個重要方面,各廠都十分關注。國內氣動行業近期開發的如鋁業氣缸(耐高溫、自鎖),鐵路氣缸(抗震、高可靠性),鐵軌潤滑氣閥(抗低溫、自過濾能力),環保型汽車燃氣系統(多介質、性能優良)等。
十、應用新技術、新工藝、新材料
型材擠壓、鑄件浸滲和模塊拼裝等技術十多年前在國內已廣泛應用;壓鑄新技術(液壓抽芯、真空壓鑄等)、去毛刺新工藝(爆炸法、電解法等)已在國內逐步推廣;壓電技術、總線技術,新型軟磁材料、透析濾膜等正在被應用;超精加工、納米技術也將被移植。氣動行業的科技人員特別關注密封件發展的新動向,一旦新結構和新材料的密封件出現,就會被采用。
十一、標準化
貫徹標準,尤其是ISO標準是企業必須遵守的原則。它有兩個方面工作要做:是氣動產品應貫徹與氣動有關的現行標準,如術語、技術參數、試驗方法、安裝尺寸和安全指標等。第二是企業要建立標準規定的保證體系,現有3個:質量(ISO9000)、環保(ISO14000)和安全(ISO18000)。
十二、安全性
從近期頒布的有關氣動的ISO標準可知,對氣動元件和系統的安全性要求甚嚴。ISO4414氣動通則中將危險要素分成14類,主要有機械強度、電器、噪聲、控制失靈等。ISO組織又頒布了ISO18000標準,要求企業建立安全保證體系,將安全問題放在特別重要的議程上。為此,產品開發和系統設計切實考慮安全指標也是氣動技術發展的總趨勢。對國內企業而言,由于過去的行業標準忽視了安全問題,有必要對已投入市場的產品重新考核和修正。