气动技术在数控机床上的应用及发展

　　气动技术，全称气压传动与控制技术，是生产过程自动化和机械化最有效手段之一，具有高速高效、安全长寿、低成本、易维护、防过载等优点，工业部门许多领域中，正到越来越广泛应用。

　　数控机床中，易实现高频率换向、可大范围调速、节省空间体积、简化机床结构等特点，气动技术主要应用于以下装置中：

1、机床部件移动，主要用于进给运动传动，如主轴、工作台移动等。
2、数控机床中辅助装置中，如固定循环、自动换刀、工作台夹紧松开、自动门开合、吹气、工件夹紧、工件自动上、下料、搬送堆放等处，可以缩短加工辅助时间，减轻工人劳动强度，充分发挥数控设备高效性能。
3、自动吹屑，如工件、交换工作台、工具定位面等处。
4、运动部件平衡，如主轴箱重力平衡、机械手、刀库平衡装置等。
5、检测功能，如工件位置确认、刀具缺损确认等。

　　机床工作现场环境一般较为复杂苛刻，尤其是冷却液飞溅氛围，使用了不适当气动元件，往往会出现不正常现象，而数控机床通常是集机械、电气、液压、气动等干一体加工设备，组成机床各部分之间具有密切联系，其中任何一部分发生故障均会影响其他部分正常工作，大型数控机床内有成千上万只元器件，故障检查、维修难一向是最棘手问题之一，，机床气动设计与应用中，一定要选用可靠、切合实际厂家与产品。

　　诺冠公司（NORGREN）为瑞士某公司加工中心提供自动换刀解决方案，使用了机床行业设计ISO/VDMA气缸用于选刀与换刀，该气缸独特之处其活塞杆材质采用奥氏体不锈钢，耐蚀、耐热、力学性能好，活塞杆密封采用防水防油特殊密封件，保证了气缸长期无故障使用；而控制气缸动作电磁阀则采用了符合ISO标准精密密封滑柱阀，该阀滑柱阀套经硬质阳极氧化处理，摩擦小、切换快、且具有IP65防尘防水等级，可实现长期无故障使用。

　　诺冠公司（NORGREN）为某加工中心应用实例，采用Norgren专利产品,两个Twin-Lintra无杆气缸进行自动门开合，这种无杆气缸具有双滑台、双行程特点，安装空间仅需一般气缸四分之一、速度可达2米/秒、往复行程推力平衡、速度均一，实现了最高灵活性与省空间性。

　　国内机床急速增长，生产自动化水平不断提高，气动技术机床行业发展趋势将主要表现以下几个方面：
一、标准化
　　便于紧急维护维修，现用户一般会要求产品具有可替换性，连安装件也都要求标准件，，符合ISO、VDMA、NFE等标准产品将持续稳定增长。

二、无油化、更环保
　　国外设备普遍采用由过滤器、减压阀和不供油润滑阀、气缸等组成无给油润滑气动系统，这种系统元件需要润滑处预先封入润滑脂，无需油雾器，可长时间工作而不需补充润滑脂，可降低油耗、改善环境、成本低、维修方便、性能稳定。

三、紧凑化、模块化、集成化
　　现设备要求有限空间内实现更多功能，气动元件尺寸也要求越来越紧凑、集成，促使了大量新产品研发与制造，例如诺冠公司（NORGREN）Twin-Lintra无杆气缸,所需安装空间仅为一般气缸四分之一；又VM系列阀岛宽度仅10mm阀体可提供430L/min流量，可2～20位集成，多种功能、压力可集成使用，是复杂控制未来趋势。

四、智能化、网络化
　　伴数控机床智能化、网络化发展趋势，应用于机床行业气动技术智能化、网络化也就成为必然，以诺冠公司（NORGREN）SMART系列产品为例：SMART气缸是智能型气缸集大成者，内置电磁阀、速控阀，提供Fieldbus及ASI接口，还符合ISO/VDMA标准，具有IP66防护等级、最高速度可达1.5米/秒；SMART三联件则使空气处理系统自我诊断成为可能，大多数气动系统故障因空气处理系统而起，SMART三联件有效解决了这一问题，它可以对气动系统进行持续监控并随时Fieldbus及ASI连接显示相关数据，告知何时需要更换滤芯、润滑油，压力状态是否正常、记录使用时间，使故障率达到最低、减少维护维修成本，提高正常运行时间和生产能力。

五、高寿命、高可靠性
　　降低故障率最有效方法是使用可靠性好、寿命长产品，如上文所提到精密密封滑柱阀，采用间隙密封，滑柱阀套经硬质阳极氧化处理，使用寿命可达两亿次以上，还有IP65防尘防水等级，可实现长期无故障使用，就是此类产品典范。