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CKD喜開理帶任意位置防墜落的SELEX氣缸USC系列【湖南中村】

一、型號組成
USC 系列型號采用 “系列標識 - SELEX 控制類型 - 防墜落模式 - 缸徑 - 行程 - 安裝形式 - 定制編碼” 的七級編碼體系，以 “USC-S-L-25-100-F-M” 及 “USC-P-E-32-150-R-EX” 為例解析：

  • 前綴 “USC”：SELEX 帶防墜落氣缸核心標識，“U” 代表超級緊湊平臺，“S” 特指 SELEX 伺服定位技術(shù)，“C” 為防墜落控制模塊（Catch）；

  • SELEX 控制類型 “S/P”：“S” 代表伺服閉環(huán)型（集成絕對值編碼器，定位精度達 ±0.01mm），“P” 代表比例控制型（通過比例閥實現(xiàn)速度與推力無級調(diào)節(jié)）；

  • 防墜落模式 “L/E”：“L” 代表激光觸發(fā)型（激光位移傳感器實時監(jiān)測位置，0.02s 內(nèi)觸發(fā)鎖止），“E” 代表電磁聯(lián)動型（與 SELEX 控制系統(tǒng)聯(lián)動，鎖止響應(yīng)與定位動作同步）；

  • 缸徑代碼 “25/32”：對應(yīng)標準缸徑 25mm、32mm，系列覆蓋 16mm、20mm、25mm、32mm、40mm、50mm 中高端規(guī)格；

  • 行程代碼 “100/150”：代表有效行程 100mm、150mm，常規(guī)范圍 30-300mm，超長行程定制加后綴 “-LL”（上限 600mm）；

  • 安裝形式 “F/R”：“F” 為法蘭安裝，“R” 為耳環(huán)安裝（可選 “B” 腳座安裝、“T” 通孔安裝，適配 SELEX 設(shè)備集成布局）；

  • 定制編碼 “M/EX”：“M” 為磁環(huán) + 激光雙檢測模塊，“EX” 為防爆組件（可選 “-H” 耐環(huán)境、“-V” 伺服調(diào)速、“-TD” 雙導(dǎo)桿導(dǎo)向）。

二、規(guī)格要點

  1. SELEX 集成結(jié)構(gòu)：采用 “伺服驅(qū)動單元 - 防墜落鎖塊 - 激光定位模塊” 三位一體設(shè)計，SELEX 控制模塊嵌入缸體側(cè)面凹槽，較 “普通伺服氣缸 + 外置防墜器” 組合縮減 50% 安裝空間，缸體選用 7075 高強度鋁合金鍛造而成，表面經(jīng)硬質(zhì)陽極氧化處理形成 10μm 厚防護層，耐鹽霧腐蝕達 1000 小時，適配高潔凈與高腐蝕環(huán)境；

  1. 任意位置防墜落核心：激光觸發(fā)型（L 類）通過激光傳感器實時捕捉活塞桿位置，鎖止響應(yīng)時間≤0.02s，可在 0-100% 行程內(nèi)任意位置實現(xiàn)鎖止，鎖止重復(fù)精度達 ±0.01mm；電磁聯(lián)動型（E 類）與 SELEX 伺服系統(tǒng)無縫協(xié)同，鎖止動作與定位指令同步完成，鎖止力達額定推力的 2.5 倍，可承受軸向靜載 1000N 以上；

  1. SELEX 定位優(yōu)勢：伺服閉環(huán)型（S 類）集成 17 位絕對值編碼器，定位誤差控制在 ±0.01mm 內(nèi)，支持 1000 點可編程定位；比例控制型（P 類）通過電信號實現(xiàn) 0.1-100% 推力調(diào)節(jié)，適配精密壓裝等柔性作業(yè)場景，速度控制范圍 5-500mm/s，調(diào)速分辨率達 0.1mm/s；

  1. 安全冗余設(shè)計：配備 “伺服解鎖 + 機械應(yīng)急釋放 + 手動強制解鎖” 三重解鎖機制，鎖止狀態(tài)下可通過 SELEX 系統(tǒng)遠程解鎖，緊急情況可按壓缸體頂部按鈕機械釋放，故障時可旋動側(cè)面旋鈕強制解鎖，三種狀態(tài)均通過 LED 燈實時反饋（綠 - 解鎖、紅 - 鎖止、黃 - 故障）。

三、衍生型號

  1. USC-H 系列：耐環(huán)境型，防護等級升級至 IP67，缸體接縫采用金屬密封圈 + 迷宮式密封雙重防護，防墜落鎖塊選用全氟醚橡膠密封，可在 - 30℃-80℃溫度范圍、粉塵濃度 10mg/m3 環(huán)境中穩(wěn)定運行，SELEX 定位一致性保持率達 99.5%；

  1. USC-LL 系列：超長行程伺服型，支持 300-600mm 行程擴展，缸體采用分段式加強結(jié)構(gòu)，內(nèi)置活塞桿支撐軸承組，長行程運行時徑向跳動控制在 0.02mm 以內(nèi)，防墜落模塊增設(shè)行程補償算法，鎖止可靠性不受行程長度影響；

  1. USC-TD 系列：雙導(dǎo)桿精密型，集成兩根 SUS440C 不銹鋼導(dǎo)桿（表面鍍鉻硬度 HV800），導(dǎo)桿與活塞桿平行度≤0.02mm/m，耐橫向負載能力較基礎(chǔ)型提升 120%，適配半導(dǎo)體晶圓搬運等高精度防傾斜場景；

  1. USC-EX 系列：防爆伺服型，SELEX 控制回路與防墜落模塊均符合 Ex d IIC T6 Ga 防爆等級，接線盒采用隔爆螺紋結(jié)構(gòu)，隔爆面間隙≤0.1mm，防護等級達 IP66，適配石油化工、醫(yī)藥中間體生產(chǎn)等易燃易爆環(huán)境。

四、核心技術(shù)參數(shù)

  • 缸徑范圍：16mm-50mm，對應(yīng)活塞有效面積 201.1mm2-1963.5mm2；

  • 行程范圍：30mm-300mm（常規(guī)）、30mm-600mm（USC-LL 系列定制）；

  • 工作壓力：0.2MPa-0.9MPa，0.9MPa 工況下最大推力 0.8kN-16.0kN；

  • 防墜落性能：激光型鎖止響應(yīng)時間≤0.02s，鎖止力≥2.5 倍額定推力，任意位置鎖止重復(fù)精度 ±0.01mm；電磁型鎖止響應(yīng)時間≤0.03s，鎖止力 2.0-2.5 倍額定推力可調(diào)，應(yīng)急解鎖力≤25N；

  • SELEX 定位性能：伺服閉環(huán)型定位精度 ±0.01mm，定位速度 5-500mm/s；比例控制型推力調(diào)節(jié)范圍 0.1-100%，速度調(diào)節(jié)分辨率 0.1mm/s；

  • 環(huán)境適配：使用溫度 - 10℃-70℃（基礎(chǔ)型）、-30℃-80℃（USC-H 系列），相對濕度 10%-95%（可凝露，需加裝防潮加熱器）；

  • 使用壽命：基礎(chǔ)型≥150 萬次往復(fù)運動，防墜落機構(gòu)≥100 萬次鎖止 - 解鎖循環(huán)，SELEX 伺服單元≥20000 小時無故障運行。

五、使用方法

  1. 安裝準備：確認氣源壓力處于 0.2-0.9MPa 區(qū)間，氣源需經(jīng)四級過濾（精度≤1μm）、干燥（露點≤-40℃）及油霧潤滑（油霧濃度 0.1-0.5mg/m3）處理，避免雜質(zhì)影響 SELEX 定位精度；安裝面平整度需≤0.01mm/m，垂直安裝優(yōu)先選用雙導(dǎo)桿 TD 系列，確保負載重心與活塞桿軸心重合；

  1. 裝配流程：按安裝形式固定氣缸（法蘭安裝需涂抹定位膠，貼合面壓力≥5MPa），配管選用不銹鋼編織氣管（內(nèi)徑≥缸徑 1/4），接線時需區(qū)分 SELEX 控制信號線（屏蔽層接地電阻≤1Ω）與防墜落回路電源線，防爆型需按 Ex 標準緊固隔爆面（力矩達 30N?m）；

  1. 調(diào)試要點：運行前需通過 SELEX 軟件進行原點校準與行程標定，在全行程范圍內(nèi)選取 10 個均勻分布點測試鎖止可靠性；伺服閉環(huán)型需校準編碼器與激光傳感器的位置偏差，確保定位與鎖止動作同步；比例控制型需繪制壓力 - 推力對應(yīng)曲線，確保 0.5 倍額定負載下鎖止穩(wěn)定；

  1. 維護規(guī)范：每運行 3000 小時檢查防墜落鎖塊磨損，鎖止面磨損量超過 0.05mm 需及時更換；SELEX 伺服單元每 6000 小時進行精度校準，更換密封件時需選用原廠全氟醚橡膠配件；防爆型每 3 個月檢測隔爆面密封性，清除積塵后涂抹專用防銹油脂，嚴禁使用普通潤滑油。

六、應(yīng)用案例

  1. 半導(dǎo)體晶圓搬運：某 12 英寸晶圓傳輸設(shè)備采用 USC-TD-32-200-F-M 型號，雙導(dǎo)桿導(dǎo)向配合 SELEX 伺服定位，在 5mm 高度空間內(nèi)實現(xiàn)晶圓搬運與任意位置鎖止，定位精度 ±0.005mm，設(shè)備良率從 98.2% 提升至 99.7%；

  1. 醫(yī)療植入器械裝配：某心臟支架組裝設(shè)備選用 USC-S-E-25-100-T 型號，SELEX 伺服控制與電磁聯(lián)動防墜落協(xié)同作用，實現(xiàn)支架壓裝過程中的 100 點可編程定位與即時鎖止，鎖止響應(yīng)時間 0.02s，滿足醫(yī)療器械裝配的高精度需求；

  1. 新能源電池極片加工：某鋰電池極片裁切設(shè)備采用 USC-P-L-40-300-B 型號，比例控制型鎖止適配不同厚度極片（0.01-0.1mm）的裁切定位需求，扁平結(jié)構(gòu)縮減設(shè)備寬度 35%，日均運行 20 小時；

  1. 防爆環(huán)境精密作業(yè)：某化工中間體反應(yīng)釜加料機構(gòu)采用 USC-EX-50-400-H 型號，防爆伺服與防墜落雙功能結(jié)合耐腐蝕設(shè)計，在可燃溶劑環(huán)境中實現(xiàn)加料閥的高精度定位與防墜落保護，每小時作業(yè)頻次達 300 次，防爆性能通過 IECEx 現(xiàn)場驗證。

七、認證標準

  • 安全認證：符合 ISO 15552 氣動氣缸標準、EN 13849-1 機械安全標準（安全等級 PL e）、IEC 61508 功能安全標準（SIL 3 級），通過 CE 認證（機械指令 2006/42/EC、EMC 指令 2014/30/EU）；

  • 質(zhì)量認證：通過 ISO 9001 質(zhì)量管理體系認證、ISO 14001 環(huán)境管理體系認證，缸體與 SELEX 部件材質(zhì)符合 RoHS 2.0 環(huán)保指令（2011/65/EU）、REACH 法規(guī)（1907/2006/EC）；

  • 防爆認證：USC-EX 系列通過 ATEX 認證（Ex d IIC T6 Ga）、IECEx 認證及中國 GB 3836.1-2010 防爆標準，隔爆外殼耐受壓力 2.0MPa，滿足爆炸性氣體環(huán)境 0 區(qū)、1 區(qū)、2 區(qū)使用要求；

  • 行業(yè)認證：通過 SEMI S2/S8 半導(dǎo)體設(shè)備安全標準認證、FDA 醫(yī)療設(shè)備認證（USC-TD 系列），符合 IEC 61000-4-2 靜電抗擾度標準（±8kV 接觸放電）、IEC 61000-4-3 輻射抗擾度標準（10V/m）。



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