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伺服与运动控制 |
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从优秀到卓越--机电一体化技术与气动技术的结合 |
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作者：Josef Kraus 来源：MM《现代制造》 |
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机电一体化技术的发展令各种传动装置有了更多的同一性。因此，在今天与电子机械的竞争中，气动传动装置重新焕发出了其本来的优势。
想要在市场上取得成功，就必须对前瞻性趋势有所了解。这样一个趋势就是机电一体化技术：即结合应用机械技术和电子技术于一体。在传动技术领域，不仅仅是电子机械从中受益，而且，气动装置也从中受益。
气动技术在控制传动技术方面有着最为广泛的应用。Kuhnke自动化有限公司基础研发部主管Malente认为，由于气动传动装置的传统优势：如功率密度高、动力高且价格经济等，在许多场合起着决定性的作用。机电一体化技术的发展为气动技术提供了在电子机械应用领域阔步向前的可能性。在今天与电子机械的竞争中，气动装置也能够以平等的地位将优势发挥出来。“未来，结构简单的气缸将成为气动传动装置的一大部分”，Kuhnke公司的Jens Storjohann博士认为。
这种发展始于微电子领域引入气动系统，使得电子气动技术得到了发展。Festo股份公司机械电子研发部经理Ruediger Neumann博士通过一个伺服气动并行技术驱动机械人的例子清晰地说明：“气动学构成了机电一体化系统中的传动技术。”但前提条件是，机械、电子和数据处理必须综合考虑，所有的部件都必须“相互契合”。图片来自佳工机电网www.newMaker.com
这个气动式阀门岛设备（Airbox）的显著特点是，将总线控制、
控制阀和开关阀与反馈输入端等诸功能集成 现场总线分离出控制部分和传动部分
现场总线担负着与中央控制单元通信的职能。从而将电子部分分离为控制部分和传动部分。在工业自动化技术中，按照Storjohann的说法，它因此成为“气动技术为实现机械电子解决方案的一股推动力量”。从而在气动技术中，现场总线的应用推动了电子控制与监控功能的集成，例如开关阀门。Malente说，“这满足了客户对设备的快速、小型化方面的需求”。“一个传动系统的直接或间接的电子化控制的可能性，是朝着机电一体化方向进一步发展的必要的前提条件”，Storjohann解释。
例如，在一个气动伺服阀中，集成了一个受控的电子机械传动装置，它也是一个机电一体化系统。Neumann说，这表明气动技术不仅是机电一体化技术的一个组成部分，反之亦然。按照Festo公司的这位研发工程师的说法，这种发展带来了气动技术传动装置更为广阔的应用前景，甚至超出传统的应用范围。“医疗设备是这种技术应用的重要代表”，Storjohann如是说。在这些设备中，例如由阀来控制气流。此外，设备中还使用了气动技术的传动装置。机电一体化技术令这些设备安全性更高、调节精确度更高、且操作更舒适性。但是，为此的运行费用也会升高。
在工业自动化技术中，受控的气动传动装置通常不被作为首选的应用方案。Storjohann认为，其中的原因主要在于成本。虽然机电一体化系统在技术上有诸多优点，但“成本是一个不容忽视的重要因素”。 这些成本主要包括：气动传动装置、控制和传感器的成本；此外，还有研发与安装成本。所有成本加起来，对于工业自动化技术中的许多气动应用项目来说，的确是太昂贵了。因此，机电一体化技术在工业自动化中的应用要晚得多。“事实上，机电一体化技术概念的提出已经有50多年了”，Storjohann如是说，“特别是军事技术方面”。那时候，还没有“机电一体化技术” 这么一个专有名词来表示机械技术与电子技术的结合。
对于气动传动装置来说，传感器太昂贵了
Malente说，主要是传感器的费用“太高”了。 这样的成本与原本的气动传动装置部件的价格不符。“由于这个原因，恰恰是无传感器的气动部件成为气动技术中机电一体化的最重要代表”，Storjohann肯定地说。“这里面还包括总线控制阀”。它们满足了机电一体化的要求：“从技术层面看，必须通过电子信号来控制传动系统，而且在机电一体化的响应方面也必须是可再现的。”使用控制阀和气动传动装置能够实现这些要求。
但是在实践中，重要的不仅仅是技术上的可实施性，培养用户的观念也同样重要。Storjohann总是发现，得到认可的总是“某一个已熟悉的传动装置”。 “对于真正创新的产品研发来说，与客户和竞争对手的联系是研发过程中一个重要的组成部分”，Storjohann解释说。“因为最终的研发成果必须要走向一个有利可图的发展。”
作为实例，Storjohann列举了Kuhnke自动化公司的阀门岛设备Airbox。在这项产品的研发中，用户可以从现场总线控制、控制阀和开关阀的集成中获益，此外，还有各种反馈输入的功能。(end)
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| 文章内容仅供参考
(投稿)
(8/24/2007) |
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