气动驱动器可以作为液压和电气的替代品

伊利诺伊州帕克里奇- 几十年来，工程师们已经了解了气动学的基本事实：这是一种开关技术。它以快速，简单的操作而闻名 - 没有中间行程定位，没有加速度曲线，没有超精确运动。这就是它作为“爆炸式”技术赢得绰号的方式。但是，现在可能正在发生变化。少数几家公司已经开始提供采用气动技术超越砰砰声的系统。突然之间，新系统在需要精确线性定位的应用中挑战电驱动和液压。“十五年前，业内没有人认为使用空气定位气缸是可能的，”俄亥俄州布鲁克维尔Mosier Industries公司营销副总裁Douglas S. Kelly指出。“现在我们正以千分之三英寸的速度完成它。”自动化技术东部是东海岸领先的自动化/机器人贸易展，提供微软，IBM洛克希德马丁等数百种最新的组件，控制器和取放器。

通过提供这种精确的气动驱动技术，新系统开辟了一系列潜在的应用，这些应用是当今传统气动装置无法满足的。这些包括：包装，码垛和转换机械;输送机;和许多其他系统。一些工程师建议新系统可用于组装复杂的产品，如电动剃须刀，便携式磁带播放器和高度集成的PC板。位于肯塔基州列克星敦的力士乐气动系统公司提供伺服气动系统，用于在小型产品上打印图像，

到目前为止，这种要求苛刻的应用还不是气动的标准。大多数人在夹紧，推动和制动的情况下都发现了它们的最大用途。

工程师说，为新型应用开发气动系统一直很艰难。制造商称，更糟糕的是，潜在客户，特别是美国的客户，对这项技术持怀疑态度。

困难的根源在于基础物理学。作为动力传递介质，空气难以精确控制。它比液压油的压缩性高出数百倍，其行为本质上是非线性的。因此，工程师无法成功应用比例积分微分(PID)技术来控制当今绝大多数的工业系统。原因是：PID技术基本上是线性的。

为了弥补这个问题，气动工程师必须从头开始设计自己的控制系统。在力士乐，工程师开发了一种数值控制器，在其算法中结合了气动物理的非线性特性。他们还创造了自己的伺服气动阀门技术。通过以微秒为单位调节阀门的变化，系统可精确控制负载的位置和速度。价值15,000美元的三轴系统可提供0.0004英寸的非凡定位分辨率，即使在每秒12英尺的最高速度下也是如此。

在纽约州Hauppauge的Festo公司，工程师们创造了一系列伺服气动阀门，使用户能够以迄今为止无法实现的方式控制气流。与传统的气动阀不同，该公司的伺服阀在通电时可以部分打开。它们与闭环控制一起使用，使用户可以超越开关操作的范围。因此，机器设计人员现在可以使用气动装置来控制诸如力或加速度之类的变量。它们可以实现低至0.004英寸的定位精度。

然而，并非所有工程师都相信伺服气动可以解决所有问题。在探索了伺服气动之后，Mosier工程师采用了一种低成本技术，该技术采用制动器来辅助最终定位。它被称为Pneuma-Drive系统，由单轴控制器和定制软件，位置反馈编码器，阀门组件和无杆气缸组成。系统的制动器使用特殊的垫子牢固地夹住缸室的内壁。控制器“知道”给定负载所需的停止距离，并将该距离纳入定位过程。系统会自动调整摩擦力，载荷和外力的变化。使用内径为40 mm的气缸，Mosier的Pneuma-Drive系统可将300磅的负载定位在0.003英寸范围内。

美国人不情愿。工程师说，到目前为止，欧洲对伺服气动定位的接受程度要高于美国。“我的美国数据库中有大约7,000个联系人，可能有80%的人还没有接受伺服气动定位的想法，”一位不愿透露姓名的工程师声称。他说，他的公司已经在欧洲安装了数十个伺服气动系统，但在美国只有大约15个

然而，将这项技术融入其机器设计的工程师现在仍然是信徒。“这是快速且极其可重复的，”纽约罗彻斯特ITT汽车公司的制造工程师Brian D. Smith指出。ITT采用力士乐的伺服气动系统，用于直流电动机的铜换向器成型。“它一整天都在千分之一英寸内，一周五天，一天三班，一年一百五十万次。它很难被击败。”

如今，气动定位技术成功的主要障碍是成本。线性定位系统目前的成本至少是传统气动装置的三到四倍。在高端，这种系统可以运行的不仅仅是基于步进电机的技术，而是比大多数伺服电机方法更少。然而，为了获得更高的成本，客户获得的精度水平可能是传统气动装置的一千倍。

最终，工程师希望气动定位系统能够匹配最好的电气技术。曾经被认为不可能的大部分表现已经实现。Festo公司销售副总裁Joachim Scholz指出：“突然之间你会发现需要精确定位的非常复杂的应用中的气动装置。我们谈论的是随机定位，而不仅仅是内外或开 - 关。我们重新添加伺服控制装置，提供在行程中途提升，加速或减速的能力。这些是气动装置无法做到的事情。

竞争对手数字化平板电脑制造商联手

这两家公司宣布，德克萨斯州奥斯汀市--Summagraphics公司正在与竞争对手Kurta Corp.合作，共同开发数字化平板电脑产品和技术。

Summagraphics总裁兼首席执行官Michael Bennett表示：“这是一种已经在许多其他细分市场中得到应用的战略，我们显然需要这种战略。”“将两家公司在工程和制造方面的优势结合起来，将为最终用户提供最佳的整体应用解决方案。”

“通过合作，我们有机会利用我们的协同效应，融合两者的优势，在数字化仪市场中创造新的力量，”Kurta首席执行官Bruce Moeller补充道。这些公司希望在即将举行的贸易展览和行业会议上公布他们首次合作的细节。

Summagraphics以其SummaSketch数字化平板电脑以及绘图仪和打印机而闻名。位于凤凰城的Kurta生产桌面图形平板电脑和大型数字化仪;它隶属于日本的Mutoh Industries。

Summagraphics最近发布了两款无线，压力敏感的图形输入板，SummaFlex和Summa Expression。18 x 24英寸的SummaFlex，大约相当于标准桌面吸墨纸的尺寸，可以推出并留在原位，不仅可以作为平板电脑，还可以作为永久性桌面工作台。Summa Expression是一个较小的(6x8英寸)版本，适用于工作空间有限的用户。

设计新闻奖励工程成就

芝加哥 -设计新闻工程奖颁奖典礼庆祝工程领域最优秀，最聪明的人才，荣获三位杰出的专业人士：发明家杰罗姆·勒梅尔森，被设计新闻读者评选为1995年度“年度工程师”;Cray Research的Lester Davis接受了特别成就奖;和Bose Corp.的Amar Bose，他们获得了质量奖。

内华达州的发明家Lemelson在其职业生涯中获得了近500项美国专利。只有托马斯爱迪生和埃德温兰德有更多。他的发明涉及机器人，材料处理，消费电子产品和医疗设备等领域。

“很难想象一种与Jerry Lemelson的发明之间没有任何关系的产品，”设计新闻编辑部主任拉里马洛尼指出，他是第八届年度盛会的主持人之一。“该男子已经平均每个月申请专利40年 - 而且71岁仍然很强劲。”

在接受该奖项时，Lemelson反对改变美国专利制度，以满足贸易伙伴的需求。“我们必须为促进发明和保护知识产权的计划投入资源，”他说。“这个国家的创始人比现在的国会更加致力于发明。”

Lester Davis最近退休，担任Cray Research，Inc。的首席运营官，是超级计算机领域的主要推动者之一，也是今年的特别成就奖获得者。

自公司成立以来，戴维斯在其所建立的每台主要机器中都发挥了关键作用。他曾在1976年推出的广泛成功的Cray-1上担任首席工程师。然后，他指导Cray在一系列更成功的机器上的技术工作 - 从X-MP到最近推出的Triton。

戴维斯在接受他的奖项时回应了Lemelson的一个主题：鼓励年轻人选择工程职业。

第三个获奖者Amar Bose创立了Bose Corp.，该公司获得了年度设计新闻质量奖。Bose产品开发总监Richard Paynting代表他接受了该奖项。设计和制造屡获殊荣的音响系统，Bose Corp.继续成为领先的声学创新者。公司成功的背后是多层质量计划，其中包括广泛使用全面质量管理概念。

土星轿跑车提供实用的时尚

马萨诸塞州牛顿- 一个单词描述了新的土星SC2轿跑车：价格低廉。

'95 SC2起价为13,815美元。但即使在17,540美元，装载版本的设计新闻测试表现得像一辆更昂贵的汽车。标准的双安全气囊和动力四轮盘式制动器与可选的ABS，牵引力控制，空调和巡航控制相匹配，几乎没有什么需要。便利设施包括电动锁和窗户以及带自动关闭功能的后窗除雾器。

不仅仅是花里胡哨，这些选项使汽车完全符合要求。更重要的是，SC2处理得很好。SC2的重量为2,389磅(1,084千克)，在城市驾驶中灵活稳定。焊接钢框架和加强型前稳定器有助于提高加工时的刚度。

虽然l.9领先，单顶置凸轮，四缸发动机不是动力，但新的多端口燃油喷射系统增加了15马力的“95”，总输出额定值为124.而发动机缺乏的是什么强度可以弥补燃油效率和低排放。

铝块，聚合物车身板，新型复合燃料导轨和调谐复合空气感应系统可将行驶里程提升至24英里/加仑，高速公路EPA等级为34英里/加仑。

同样是'95的新型铸铝进气歧管。该设计在寒冷天气使用集成冷却剂通道进行加热，以提高排放性能。该车符合加州和联邦一级排放法规。

为了参与包括Dodge Neon，Ford Escort和Nissan Sentra在内的细分市场，土星工程师强调实用设计。重新设计的仪表板具有更少的部件以便于组装，并且在面板后面具有可拆卸的鞋面到维修部件。土星的工程师声称这种设计也减少了吱吱声。

SC2并不完美。在安全性的名义下，小号喇叭按钮在安全气囊旁边短暂存在。而且运动型材价格便宜 - 虽然有一个后排座椅，超过五英尺高的乘客在长途旅行中使用它是不明智的。但总体而言，这款时尚的小型车在路上就在家。

CATIA扩大了视野

-Sharon Machlis，资深编辑

北卡罗来纳州夏洛特市 - 世界上最受欢迎的CAD / CAM软件包之一 - 即将退出其仅限IBM的环境。

最新的CATIA版本现在在Hewlett-Packard HP 9000工作站上运行，这标志着CATIA首次在非IBM平台上推出。该软件的一个版本正在开始在Silicon Graphics工作站上运行。

“这是个大新闻，”马萨诸塞州剑桥市研究和咨询公司Daratech的布鲁斯詹金斯说。“我们认为这将为他们带来许多新的增长。”虽然今年的整体软件收入预计将增长16.2%，但Daratech预计CATIA的增长率将飙升30%。

此举是在一个市场中，用户越来越要求灵活地运行不同品牌的硬件和软件。“许多用户告诉我们他们对多供应商环境更加满意，”詹金斯说。即使没有计划从IBM设备切换的客户也会更有可能购买CATIA，因为它可以让他们在未来进行更改。

CATIA第4版1.4提供了Dassault所称的“单系统映像”，允许用户在IBM和HP工作站之间传递数据而无需“翻译”。它还支持新兴的STEP(产品模型数据交换标准)协议，以便在不同类型的硬件和软件之间更轻松地移动CAD图纸。

此举已经赢得了新客户。“对于像Silicon Graphics这样的多厂商硬件平台开放CATIA的承诺是我们决定将CATIA用于车身设计和汽车制造的一个主要先决条件，”大众汽车公司的Trac Tang博士说。

法国达索系统公司是CATIA的开发商，是最后一家主要的CAD供应商，它采用单平台硬件战略，通过IBM推广该软件包。

“值得注意的是，在Autodesk在单一硬件平台上运行后，CATIA取得了第二大CAD收入来源的地位，”詹金斯说。现在，他补充说，它的前景更加光明。

茶点满足全国的要求

伊利诺伊州查尔斯顿 -每个人都在海滩，集市和其他活动中看到了那些非常熟悉的茶点。许多人开玩笑说拥有一个。但对于那些可能认真的人来说，Ice Deli(TM)茶点中心使启动过程变得更加简单。该公司生产现成的，可立即打开的茶点支架，提供“Snoballs” - 刨冰和调味混合物。

茶点架可以很容易地运输并且是完全独立的 - 所需的唯一设备是电气连接和“灰色”排水口。这可能听起来很简单;但对于Ice Deli茶点中心来说，设计看台并不容易。

该公司必须开发一个能够满足全国不同规范和要求的装置，包括能够承受佛罗里达州每小时120英里的飓风。国家电气规范要求所有指定的负载中心都放置在建筑物的外部，因此公司需要一个可以放置在这个位置并仍然在恶劣环境条件下运行的外壳和断路器。

解决方案：Cutler-Hammer的CH 100R负载中心位于NEMA 3R防风雨外壳中。Ice Deli设计顾问Doug Cochran表示：“我们与几家公司进行了核实，发现只有Cutler-Hammer可以为我们提供我们想要的库存，现成的产品。”

支架设计中的另一个问题是外壳中不断暴露在阳光下会产生的热量以及盐水可能产生的腐蚀。为了避免断路器不断跳闸导致的故障，该公司选择了Cutler-Hammer的磁性热跳闸断路器。“这些是唯一能够经受住这种惩罚的破坏者，”科克伦声称。在屋顶安装的空调机组上也使用了Cutler-Hammer断路开关。

聚合物有助于安静输送机

美国密歇根州大急流城- Rapistan Demag公司的工程师使用高性能聚合物和纤维改进了他们的辊式输送机技术。根据制造商的说法，新皮带由皮带驱动，比同等堆积输送机运行速度快，只有噪音的一半。

气动执行器控制橡胶传动带和滚子之间的接触。该机构具有由DuPont的Delrin缩醛树脂注塑成型的八个组件。

Rapistan Demag的工程经理Riccardo Schiesser表示，“这些部件的操作比同等金属部件更安静。”“始终如一地紧密模塑公差可防止发出嘎嘎声。”

为了使传送带抵靠辊子，加压空气通过歧管流到致动器，使致动器隔膜向上扩展到鞋子上。带有卡带导向装置的滑靴将推动移动的皮带向上推动以驱动它们。

“对于鞋子组件来说，聚合物的低摩擦和耐磨性是特别重要的特性，因为移动带骑在它上面，”Schiesser补充道。

为了获得最佳兼容性，皮带采用Kevlar(R)芳纶纤维增强，具有高强度和最小拉伸性能。皮带内部是光​​滑的，因此它可以滑过Delrin组成的接触皮鞋，而外面有一个高摩擦表面来驱动输送辊。

该公司指出，执行器部件的设计便于装配和拆卸。空气致动器和歧管卡扣配合到支架中，并且支架通过模制弹簧钩保持在输送机侧轨的开口中。

因此，根据Schiesser的说法，输送机不仅安静，而且使用最少的零件提供灵活的安装。

Rapistan Demag对1278型输送机进行评级，用于处理重量为0.5磅至200磅的运输纸箱或包装，速度为50至250英尺/分钟。

传感器确保安全，降低成本

在潜在爆炸性环境中传感和组装气溶胶罐可能是困难且极其昂贵的。在气溶胶装置中，气溶胶推进剂存在的每个生产阶段必须是本质安全的。传统上，这意味着将传感器和控制装置放置在大而笨重的防爆外壳中，以容纳任何可能的爆炸。但明尼苏达州明尼阿波利斯的Banner Engineering现在有另一种选择。

该公司的NAMUR传感器本质安全，可以在装配线上执行几乎所有传感功能，无需使用笨重的外壳。大多数电缆密封和防爆导管也可以省去，节省了大量的时间和费用。

在典型的气溶胶罐应用中，指向导轨之间的广角漫射传感器可以记录通过的罐，代替可能由金属导轨错误触发的接近传感器。可以使用漫射模式分叉玻璃光纤传感器检测喷管，从顶部向下看罐头。

NAMUR对射式光纤传感器可以监控喷管到装配区域的输送，并在供应用完时关闭装配输送机。相同类型的传感器可以检测喷嘴的存在以及它是否正确就位。对射式光纤传感器还可以检查是否存在帽;而会聚传感器可以监控电容供应。

Banner声称其NAMUR技术可以为公司节省数千美元的购买产品成本，以及数百小时的工程，安装和维护时间。

Quickdraw 3D为Mac提供工作站图形

加州库比蒂诺 -麦金托什电脑长期以来一直受到图形专业人士的欢迎。随着Quickdraw(TM)3D的推出，Apple Computer(Cupertino，CA)也打算让Mac在3D 3D领域成