液压工业4.0下液压技术及数智液压的发展方向

2024-03-26 14:44:29 10

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 液压技术是机械传动与控制不可或缺的技术,其在各行各业的重要性日益受到重视。在大功率、体积限制严、特殊场合(如重型机械、风能、海洋能、太阳能、工程机械、海洋装备、航空航天、机器人等)无可替代。

  液压技术的特性适合各种机械和设备的自动化、高性能、大容量、体积小、重量轻等方面的要求。所以虽然它是一门比较新的技术分支,但是在主动力的传递机构、辅机的操作机构或作业自动化控制机构等方面广泛应用。

“数字液压”是在工业3.0电液一体化时代的产物,关注点在于新型的液压数字元件,突出点它是“非模拟控制”的电液转换元件及其液压元件,如步进/伺服电机、高速开关阀、阀岛等等。在数字液压发展阶段已采用微处理器,但不是重点。这时关注点在数字液压元件本身的性能方面,例如元件输入的信号的PWM数字性、输出是否离散性、本身是否模拟控制等。随着工业4.0明确的提出,无人化等社会需求使智能化成为我们技术发展的必然选择,网络连接与软件功能是其中一个组成部分,数字液压元件才发展到数智液压元件。这个发展过程是传统液压(模拟式控制液压)—数字液压(非模拟式控制液压)—数智液压(嵌入式芯片液压元件)。

数智液压的优越性体现在:芯片(微处理器)是液压元件的硬件核心,它决定了元件的功能与性能;软件定义元件的功能,是核心;传感器具有感知功能,是信息输入的基础,是软件运算的依据;根据上述液压控制元件的品种与规格会急剧减少,有利于企业制造的自动化智能化;实现元件全生命周期管理;效率管理、健康管理有了可发展的基础;可以实现对云生态的直接利用,包括大数据、区块链、边缘计算等。

数智液压元件带给我们以下一些启示:

(1)液压技术进入数智技术发展时代。不断打破对液压泵、液压比例阀甚至顶端伺服阀液压元件传统概念。

(2)创新点都最大程度的减少液压阻尼在功率端的作用,而体现液压的执行功能。

(3)所有的创新的元件从硬件看全部集中在电液转换装置,不论是在功率级还是先导级。

(4)创新元件全部采用微处理器控制(芯片),智能性还没有发挥,需要基础性与工程性的继续研发。

(5)数智液压创新的目标有所侧重,包括碳中和、运动的控制性能的提高、数智元件定制化与有利于成本。

(6)各企业数智液压的特点不同:Rexroth利用自身伺服电机特色发展互联液压,在功率级数智液压方面突出,直接有利碳中和;Danfoss的液压数智技术明显是采用先导级数字元件,例如高速开关阀技术有特点,充分利用数字电机的优势;其他包括中国在内的原创性数智液压元件采用步进电机为先导,步进电机有成本与制作方面是优势,相对难度系数低。

(7)数控液压模拟元件如原Eaton AxisPro,也是一条发展数智液压元件的途径。

液压企业在自身发展基础上,可以借助国家政策性资金、上市与项目资金、上下游供应链资源整合、中小企业的纵合横联得到更好资源来发展。充分利用液压院校实力强成果不少而加强产学研合作,将技术固化到产品上,得到更快发展。为此建议建立液压行业发展研讨机制与对接机制,引导投资方向,有利推动液压工业的自我更新。

液压工业4.0给予液压技术发展一个开放的途径与机遇,以“液压智能制造生产数智液压元件,以液压数智元件来推动液压智能制造与无人化装备所需要智能装备”的指导思想,使中国液压立于强国之林!液压行业不是夕阳产业,其高端是朝阳产业!液压有发展空间,有发展的市场。与此同时液压行业必须加强创新,才能在困境中发展新的机遇!



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