1．1．氣動技術發展概況
人類雖然對壓縮空氣早就有所了解，并在采礦工業、建筑工業和鐵路上早已應用，但對壓縮空氣性質和基本原理進行系統的研究則是二十世紀開始的。氣壓傳動與自動控制的結合麗形成的現代氣動技術，則是二十世紀五十年代發展起來的。1956年，Shearer等人成功地將氣動伺服機構應用于航天飛行器和導彈的姿態和飛行穩定控制中口12】，揭開了氣動伺服控制的帷幕。1967年，Burrows等人首先將開關伺服控制應用于氣動伺服機構中，實現點到點的控制，但控制精度較低【3卅。1979年，W．Backe教授研制出*個氣動伺服閥，大大推進了氣動伺服控制的發展【51。進入二十世紀80年代后，氣動控制系統從基于可編程控制器的位置和速度的簡單開關控制，發展為基于噴嘴擋板氣動伺服閥和氣動比例電磁閥的比例伺服控制i64J。隨著新材料、新工藝、新技術的開發和應用，氣動技術已經突破傳統的設計、制造理念，氣動技術應面迅速擴大，氣動產品品種規格持續增多，性能、質量不斷提高。氣動產品作為便捷和廉價的自動化元件，不僅在機電、輕紡、家電等傳統領域有著很大的市場，而且在新興的信息技術產業、生物制品業、精細加工業等領域都有廣闊的發展空間。
通過產品結構調整，改善經營管理，我國氣動行業自20世紀90年代后期開始，一直保持著良好的經濟運行態勢。國產氣動元件的發展經歷著聯合設計、技術引進和自主開發三個階段。近幾年根據市場需求，開發了很多新產品，擴大了氣動產品的應用領域，也為企業帶來了良好的經濟效益。2003年國產氣動元件到國外參加展覽會，得到了國外廠商的好評。部分國產元件已經初步具備了批量出口的條件，并且在價格上有很大優勢，今后出口有望大幅度增加。雖然近十年來我國的氣動技術取得了很大的發展，但無論從產品規格。種類、質量、銷售額、應用范圍還是從研究水平上來看與*水平相比還有不小差距。因此，為發展我們的氣動行業，提高我國的氣動技術水平，開展和加強氣動技術的研究很有必要的[9,101。
1．2氣動技術發展的趨勢
（1）氣動技術近十年來的發展
近lO來年來，自動化技術經歷了令人注目的飛躍性發展，突出表現在以下四個方面：a）．自動化設備的應用覆蓋面越來越廣，從原先只應用于簡單、重復的工藝過程擴大到復雜的工藝過程：b）．自動化機器在性能和功自＆上都有顯著的提高，機器的節拍時問更短，運動精度更高，同時能與計算機直接聯接，從而更快和更準確地進行生產管理；
c）．由于產品的多樣化使柔性生產設備得到越來越廣泛的應用，這類設備要求能非常快捷地對之進行重新編程，以實現同一機器對不同種類或尺寸工件進行加工，從而大幅度地降低設備投資并實現小批景產品的生產自動化；d）．要求越來越短的設備設計、制造、
調試周期和設備停機維修時間?’。“。
為適應這一發展形勢，自上世紀90年代以來，氣動行業，在不斷提高氣動元器件的性能和降低生產成本的同時，致力于開發各類新型元器件。突出表現在兩個方面：即氣動技術與機械技術的結合以及氣動技術與電子技術的結合。
f2）氣動技術與機械技術的相結合
傳統概念上的氣動元件往往局限于單立的氣動執行元件或控制元件。自動化設備的設計者在對這些單立元件進行選型時，必須根據實踐應用工況進行繁瑣的計算，并花費大量的時問自行設計或選擇許多相關的機構和部件。如與氣缸結合的直線導向機構、行程開關傳感器安裝件等等。采用這種傳統方式實現一套設備，勢必需要非常長的設計和生產閣期，同時設計結果合理與否很大程度上取決于設計者的經驗和知識，難以確保設備質量。因此對于現代化的大規模、復雜自動設備就不再適應了。
近年來新發展的大量集成氣動、機構為一體的元器件為設備制造商提供了極大的方便。在這方面尤為突出的是各種新型的氣動執行元件。氣動、機械一體化的特點是將傳統系統的多種單立元件和機構經過優化和專門化設汁有機地集成為一體，成為系列的規范產品。與此同時，采用模塊化設計原理，使產品的尺寸規格覆蓋面更為廣闊，為用戶帶來更多的方便和經濟效益。
（3）氣動技術與電子技術的結合
例如作為重要控制元件的氣閥，前一階段主要是在降低功率、實現微型化、小型化方面下功夫，各國包括我國在內，陸續開發了這類產品，估計不要很長時間，它們將在市場上占有重要位置。但是控制元件的發展，恐怕不能局限在這一方向上，功耗的減少、體積的縮小總有個極限，不能沒有止境。因此，各企業都在尋找新的開發方向，大致有以下幾點值得注意。
從_r義上來理解機電一體化的方向，本來的電磁閥、電氣比例閥也是機電一體化元件，即用電氣信號來控制機械運動或氣流的參數，但是隨著微電子技術的發展，電子計算機技術的普及應用，可以把許多原來復雜的控制裝置，微縮到一塊芯片或一塊集成電路上，而且價格便宜，工作可靠，這樣就有可能在原來的氣控閥、氣動執行元件上安裝～些電子元件裝置，如數模轉換，信號放大、調制、解碼、測量與信號反饋等等，從而實現將電子與氣動控制閥結合在一體的，甚至直接與執行元件集成的氣動裝置，這就大大提高了系統可靠性和維修使用性能。這種方法實際上是將已成熟的電子、機械技術融合為一體，設計制造出新一代的元件與系統，類似于電子技術中從分離元件時代向集成電路時代的過渡。例如：德國Festo公司，已將幾十只電磁閥安裝在一塊基板上，相只用兩根導線進行控制，中問有類似程控的控制器，可將信號按地址送到每個電磁閥，這樣省略了大量的導線，提高了可靠性。另外為了實現對電磁閥的控制，已開始有智能化的聲控、光控、溫控的電子控制閥，以保護系統正常工作。為了達到系統穩定她工作，有各類傳感器應用在系統中，從而可控制系統的壓力、流量、運動部件的速度等。新型電氣壓力調節閥及電氣流量比例閥比原來傳統的氣動調節元件精度高，響應快，適合自動控制。
（4）氣動技術的高壓化
在繼續研究提高常規氣動伺服控制性能的同時，使氣動系統向高壓化發展是一條可行之路。日本于1987年已經通過了高壓氣體管理法，氣動系統壓力使用范圍的上限南1MPa提高到5 MPa，使氣動控制有了更廣闊的發展空間‘”】。高壓化不僅改善了系統的動態特性，還可以改善控制系統的剛度。在獲得同樣輸出力的情況下，高壓化可以使行元件的體積減小。執行元件體積減小意味著所需氣體流量減小，則可阻使相應的電磁閥、減壓閥、過濾器等控制和輔助元件的體積減小。由于氣動元件小型化了，則能汀省安裝空間、資源和成本。今后，
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