国内外自20世纪60年代以来,随着工业机械化和自动化的发展,气动技术越来越广泛地应用于各个领域里，在工业企业自动化中具有非常重要的地位。气压传动技术目前的应用范围相当广泛,许多机器设备中装有气压传动系统,在工业各领域,如机械、电子、钢铁、运输车辆及制造、橡胶、纺织、化工、食品、包装、印刷和烟草领域等,气压传动技术已成为基本组成部分。在尖端技术领域如核工业和宇航中,气压传动技术也占据着重要的地位。
以下就气压传动技术的发展趋势作简要论述：
1.小型化、节能化。气动元件的有些使用场合主要是满足在有限的空间要求气动元件外形尺寸尽量小的要求。因此小型化是主要发展趋势。微型气动元件不但用于机械加工及电子制造业,而且用于制药业、医疗技术、包装技术等。在这些领域中,已经出现活塞直径小于2. 5 mm的气缸、宽度为10 mm的气阀及相关的辅助元件,并正在向微型化及系列化方向发展。如可以用于小型和微型机械设备场合的SCPS针型气缸缸径小至2. 5～156mm;薄型气缸SSD2系列、SMG系列气缸属节省安装空间型气缸。气动元件的低功耗能够节约能源,并能更好地与微电子技术相结合。功耗≤0. 5W的电磁阀已开发和商品化,可由计算机直接控制。CKD生产的数十种系列低功耗与微电子化电磁阀中,电磁铁的消耗功率大都在1. 8 W以下,小型阀有的功率仅为0. 45 W, 盲动型阀的功率一般也都小于4W 。
2.组合化、集成化。最常见的组合是带阀、带开关气缸。在物料搬运中,还使用了气缸、摆动气缸、气动夹头和真空吸盘的组合体,同时配有电磁阀、程控器,结构紧凑,占用空间小,行程可调。这些具有组合功能的气缸,大大方便了用户的选择与使用。可以说,市场的需求,技术的竞争把气缸的发展带入到一个多样化的新时代。气动元件过滤器、减压阀和油雾分离器集成的气动三大件( F、R、L)用于空气调质,根据用户的不同要求,可以考虑有不同的组合。
3.精密化。目前开发了非圆活塞气缸、带导杆气缸等可减小普通气缸活塞杆工作时的摆转;为了使气缸精确定位开发了制动气缸等。为了使气缸的定位更精确,使用了传感器、比例阀等实现反馈控制,定位精度达0. 01 mm。在精密气缸方面已开发了0. 3 mm / s低速气缸和承载力为0. 01 N的微小气缸。在气源处理中,过滤精度0. 01 mm,过滤效率为99. 999 9%的过滤器和灵敏度0. 001 MPa的减压阀业已开发出来。
4.高速化。目前气缸的活塞速度范围为50～750 mm / s。为了提高生产率,自动化的节拍正在加快。今后要求气缸的活塞速度提高到5 ～10 m / s。与此相应,阀的响应速度也将加快,要求由现在的1 /100秒级提高到1 /1 000秒级。气缸的高速化发展对提高装置的生产效率有着重要意义,近年来SMC、CKD、TA IYO、OR IGA、NORGREN、MEC2MEN等公司研制的无活塞杆气缸的速度都已达到2 m / s以上,其它类型的高速气缸甚至达到了3 ～4 m / s的速度。
5.高寿命、高可靠性。气动元件大多用于自动化生产中,元件的故障往往会影响设备的运行,使生产线停止工作,造成严重的经济损失,因此,对气动元件的工程可靠性提出了更高的要求。以第二汽车制造厂80年代的生产水平为例,如果空气压缩机发生故障, 影响装车l天, 会造成800 万元的损失。
6.智能化。智能气动是指具有集成微处理器,并具有处理指令和程序控制功能的元件或单元。最典型的智能气动是内置可编程控制器的阀岛,以阀岛和现场总线技术的结合实现的气电一体化是目前气动技术的一个发展方向。
7.机电一体化。为了精确达到预定的控制目标,应采用闭路反馈控制方式。为了实现这种控制方式要解决计算机的数字信号,传感器反馈模拟信号和气动控制气压或气流量三者之间的相互转换问题。目前市场上,先进的厂家提供的气—电—体化气控单元,如CKD公司的阀岛,已包含传感器、总线接口、可编程控制等各种功能;而在气缸上,除常见的机械功能以外,多维动作的组合或兼有伺服调节作用的位移传感功能等, 也已不再成为难题。气动技术与电子技术的结合则为现代气动技术提供了更广阔的发展空间;阀岛技术,气动伺服定位系统,气动比例控制元件作为三种最为成功的电%气一体化产品,给现代气动技术的发展注入了极大活力,气动伺服系统更是被誉为“气动技术今后高科技发展的火车头” 。
8.真空技术。真空技术是气动技术领域中的一个重要分支,在工业生产中,作为吸盘机械手得以广泛的应用,因此很多气动企业都非常重视真空元器件的开发研制工作。
气动技术是一门多学科性技术,既涉及到传动技术,又涉及到控制技术。气动技术未来几年的主要发展方向,主要还是在器件的高精度、小型化、复合化、智能化、集成化和节能化等方面。为了适应工业自动化领域的需求,经过研究者多年来不断努力,推出了许多新元件,在很多场合替代了过去的机械控制、液压控制及电器控制形式;尤其是在智能化和网络化方面,对中央控制或集散控制的方式选择上产生很大的影响。可以预料,气动技术将得到更大的发展并在工业自动化系统中得到更广泛的应用。