專家談自己對氣動技術的思索
氣動控制的優勢主要有兩方面:一是方便,調試、使用、維護都很方便。比如一般的操作人員,不用太多的專業知識,只要作一些培訓就會使用。而電動控制要復雜一些,對工人的技術要求要高很多。二是受環境影響比較小,電控不能在潮濕的環境,不能在易燃易爆的地方。氣動沒有這些限制。
關于氣動是否受到沖擊要具體分析:當面臨諸如灰塵、油脂、水或清潔劑等惡劣的環境條件時,氣動驅動器顯得特別有優越性。尤其是目前的氣動驅動器,由于采用模塊化的設計結構及安裝技術,使其能方便、快速地改動某模塊,便能使自動流水線很快投產。氣動驅動器與真空吸盤、氣抓取技術組合能提供典型的抓取功能,操作方便成本低廉。而且氣動驅動器非常堅固耐用。這些都是氣動驅動特別優勢的表現。但并不表示它在自動流水線上能滿足高節奏、高精確的定位要求。需要說明的是,當氣動驅動器與相應的傳感器、氣動流量比例閥及比例控制器組成一個氣動伺服定位系統時,它的定位精度是±0.2mm。顯然,±0.2mm停位精度在高節奏、高精度自動流水線上是遠不能滿足實際工況需要。而帶伺服馬達的電驅動重復精度可達到±0.02mm。在作用力快速增大且需要精確定位的情況下,帶伺服馬達的電驅動器具有優勢。對于要求精確、同步運轉、可調節和規定的定位編程的應用場合,電驅動器是最好的選擇。另一方面,我個人認為國際上一些領先的氣動廠商己考慮到耗氣量太大會是一個問題。所以帶導向裝置的導軌氣缸就出來了,帶導向裝置的導軌氣缸的缸徑尺寸小了,由于內置了摩擦力很小的滾珠軸承尋軌,可以承受較大的徑向負載,所以現在氣動廠商也在優化氣動產品、優化系統。我能感覺到的是氣動廠商越來越理智,過去排斥電驅動技術,現在不僅不排斥,還友好相處,一切從用戶操作方便、經濟合理角度出發。
這么說來,氣動的前景呢?
我個人認為,一旦解決了氣驅動與電驅動在人們心理上的疙瘩,氣動技術的發展又到了一個飛躍階段。自動化控制的最終目標要完成所需的運動動作。當解決了什么時候用氣驅動,什么時候用電驅動,接下來又是一個標準化接口問題。現在有桿電缸的連接尺寸已參照我們ISO15552國標準氣缸的外部連接尺寸,一旦有了無桿氣缸的國際標準的話,無桿電缸的制造也有標準的接口可參照,設計一個多維運動機構又將簡化了許多,再分氣驅動用得多還是電驅動用得多?已無實際意義!都是氣動廠商提供產品,只是根據該項目的實際需求來決定的。其實氣動技術也在擴張,擴張到電控領域又何止是電驅動。比如閥島產品也是包含電控這一塊。我們以前只是氣動的閥門,PLC控制器、電輸入/輸出模塊等都是由電氣廠家供應的。現在我們提供的閥島產品是一種集氣動電磁閥、節點控制器、電輸入輸出部件的一個獨立的控制系統產品,而其中節點控制器、電輸入輸出部件也已成氣動廠商自己開模具,自己在做的產品之一。氣動與電接合后其發展潛力巨大。
所有的自動化都是從氣動開始設計的,為什么因為我們機械傳動的時候,比如說齒輪傳動也好,直線傳動也好,蝸輪蝸桿傳動也好,傳送角度受到限制,氣動卻很方便,你只要把空間的軌跡搭建好了,氣缸的運動方向也就很方便確定了(任意空間的角度,與水平相交15度、20度、30度等都可以),速度的快慢只要調兩個速度閥。這個在你第一步設計的時候就要從這方面開始,然后確定氣缸的規格,電磁閥規格,再來配氣源三聯件。所以很多自動化的設計都是從氣動技術開始做起,然后再設計整個設備的機械系統,也就是說氣動是非常有用的。工業自動化需要氣動技術。
那么什么才是氣動的發展方向呢?氣動的發展方向必須是省氣源的,小型化的,微型化的,集成化,智能化,模塊化的,這是什么意思呢?這就是要跟電氣合在一起,大了怎么跟電氣合在一起?這樣說以后都要跟電相結合?
對。比如說我國有一個研發人員設計了一個氣/電比例閥,比例閥的輸出口要有一個壓力傳感器來做反饋,這個微型壓力傳感器在國內很貴,所以這個產品無法推廣。但后來到了德國后發現并不是很貴,這樣本來是實驗性的東西就可以走向市場,作為商品來銷售了。所以電子元件價格一下來,馬上新產品就可以推出來了。以后會有很多類似的電子元件的價格下降對氣動元件帶來影響,因此,氣與電結合將是氣動唯一的發展出路。請您談一下閥島技術的發展。閥島是德國FESTO公司在1989年研發的產品,現在世界上幾乎所有氣動廠商都推出這一產品,閥島的誕生加速了氣動控制技術的應用發展,當然閥島技術的發展離不開當今世界的通信技術發展,離不開目前現場總線技術、以太網技術的發展。目前帶分散與集中的控制并具診斷功能的模塊化閥島(可內置/也可不內置PLC)組合成一個智能控制裝置。通過采用現場總線、或以太網的通信方式,它不僅可以控制現場設備,而且還能對遠距離的設備進行控制、操作和故障斷。借助于internet網絡,可對幾千公里之外的現場設備進行故障診斷。目前網絡專家們正全力以赴開發通過以太網IP的100%安全數據傳輸,一旦解決之后,對幾千公里之外的現場設備進行實時控制將成為現實,自動化控制將發生巨大的變革。某些國際先進的氣動廠商的閥島產量己占閥類銷售的40%以上。
您覺得未來幾年,氣動技術會在哪些領域里發展的更加迅猛呢?
這個題目太大了,也太難回答了。你指的是國內、還是國際上未來氣動的發展?要說國內那就說不完了,許許多多事要做,也有許許多多的發展機會,最主要的是提高質量。國際上的話,我個人看法是朝著一個幫助客戶提供、解決整套方案這樣的目標在發展。因為氣動廠商不僅僅提供氣動技術方案,它還會幫助客戶解決由其它相關技術與氣動技術相結合的問題。如:由視覺傳感設備感受發出的電信號如何與氣動程序的判別檢測結合起來,完成下一步動作程序等。氣動己經在很多領域里應用,但決不停步,如果下一個發展領域是生物醫藥、太陽能制造業等的話,那么氣動技術也一定會在那個領域搞得轟轟烈烈。
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