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日本CKD喜開理輕量夾緊氣缸CAC-N?UCAC-N系列【湖南中村】

一、型號(hào)組成
CKD 輕量夾緊氣缸 CAC-N?UCAC-N 系列以 “CAC-N” 和 “UCAC-N” 為核心標(biāo)識(shí),前者代表 “標(biāo)準(zhǔn)輕量夾緊氣缸”,后者中 “U” 凸顯 “超薄輕量特性”,型號(hào)體系通過 “基礎(chǔ)標(biāo)識(shí) + 安裝形式代碼 + 缸徑 + 行程 + 動(dòng)作方式標(biāo)識(shí) + 桿端形狀標(biāo)識(shí) + 附加功能標(biāo)識(shí)” 的組合傳遞規(guī)格參數(shù),設(shè)計(jì)圍繞 “輕量化結(jié)構(gòu) + 高效夾緊” 的核心邏輯展開:
  • 基礎(chǔ)標(biāo)識(shí) “CAC-N/UCAC-N”:“CAC-N” 為標(biāo)準(zhǔn)輕量款,采用鋁合金缸體與空心活塞桿實(shí)現(xiàn)輕量化;“UCAC-N” 為超薄輕量款,缸體長(zhǎng)度較 CAC-N 縮減 20% 以上,適配超狹小空間(如小型機(jī)器人末端執(zhí)行器);

  • 安裝形式代碼:“-LB” 為軸向腳座型(底部螺栓固定,適配立式工作臺(tái))、“-FA” 為前端法蘭型(缸體前端固定,適配臥式設(shè)備)、“-EA” 為耳環(huán)型(可繞銷軸擺動(dòng),適配工件位置微量偏移場(chǎng)景)、“-SB” 為側(cè)面安裝型(缸體側(cè)面固定,節(jié)省上下空間);

  • 缸徑:兩位數(shù)字標(biāo)注,單位 mm,覆蓋 Φ10、Φ12、Φ16、Φ20、Φ25 五種規(guī)格,Φ10-Φ16 對(duì)應(yīng)微型夾緊,Φ20-Φ25 對(duì)應(yīng)輕型夾緊,直接決定夾緊力基準(zhǔn);

  • 行程:兩位數(shù)字標(biāo)注,單位 mm,范圍 5-20mm,“-05” 代表 5mm 行程,“-20” 代表 20mm 行程,適配不同厚度的小型工件;

  • 動(dòng)作方式標(biāo)識(shí):“-D” 為雙作用型(氣壓驅(qū)動(dòng)夾緊與復(fù)位,動(dòng)作可控性強(qiáng))、“-S” 為單作用型(氣壓驅(qū)動(dòng)夾緊,彈簧復(fù)位,配管減少 40%);

  • 桿端形狀標(biāo)識(shí):“-R” 為圓頭型(通用平面工件)、“-V” 為 V 型頭(適配圓柱形工件定心夾緊)、“-F” 為平頭型(增大接觸面積,適配薄壁工件);

  • 附加功能標(biāo)識(shí):“-M” 為帶磁性開關(guān)(內(nèi)置磁敏元件,反饋夾緊 / 復(fù)位到位信號(hào))、“-B” 為帶彈性緩沖(橡膠緩沖墊吸收終端沖擊)、“-L” 為帶長(zhǎng)行程調(diào)節(jié)(活塞桿末端可微調(diào)行程 ±2mm)。

例如完整型號(hào) “UCAC-N-LB-16-10-D-V-M”,表示超薄輕量系列、軸向腳座安裝、Φ16 缸徑、10mm 行程、雙作用、V 型桿端、帶磁性開關(guān);“CAC-N-FA-25-15-S-F-B” 對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)輕量系列、前端法蘭安裝、Φ25 缸徑、15mm 行程、單作用、平頭桿端、帶彈性緩沖,適配小型電機(jī)端蓋夾緊。
二、衍生系列
CAC-N?UCAC-N 系列圍繞 “輕量化程度 + 動(dòng)作需求 + 環(huán)境適配” 形成三大衍生方向,均以 “鋁合金輕量化結(jié)構(gòu)” 為核心,覆蓋微型精密夾緊場(chǎng)景:
1. 按輕量化程度衍生
  • 標(biāo)準(zhǔn)輕量款(CAC-N 前綴):采用鋁合金缸體 + 實(shí)心不銹鋼活塞桿,重量較常規(guī)夾緊氣缸減輕 35% 以上,Φ16 缸徑款重量?jī)H 180g,適配小型自動(dòng)化設(shè)備的固定工位(如電子元件測(cè)試臺(tái));

  • 超薄輕量款(UCAC-N 前綴):缸體采用薄壁鍛造工藝,活塞桿為空心結(jié)構(gòu),重量較 CAC-N 款再減 20%,Φ16 缸徑款長(zhǎng)度僅 65mm,適配機(jī)器人末端執(zhí)行器、緊湊型裝配機(jī)等空間受限場(chǎng)景。

2. 按動(dòng)作方式衍生
  • 雙作用精準(zhǔn)款(-D 后綴):雙向氣壓驅(qū)動(dòng),夾緊與復(fù)位速度獨(dú)立可調(diào)(50-250mm/s),動(dòng)作重復(fù)定位一致性高,適配高頻次精密夾緊(如手機(jī)攝像頭模組組裝);

  • 單作用簡(jiǎn)化款(-S 后綴):?jiǎn)温窔庠醇纯沈?qū)動(dòng),內(nèi)置高強(qiáng)度復(fù)位彈簧(壽命≥100 萬次),適配氣源接口有限的小型專用設(shè)備(如手動(dòng)工裝改造的自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu))。

3. 按環(huán)境需求衍生
  • 通用工業(yè)款(無后綴):缸體陽極氧化處理,密封件為耐油丁腈橡膠,適配溫度 - 5℃-60℃、濕度≤85% 的常規(guī)車間(如小型五金零件鉚接);

  • 耐微腐款(-CR 后綴):活塞桿鍍鉻加厚,密封件為氟橡膠,可耐受弱腐蝕環(huán)境(如打印機(jī)金屬軸類零件夾緊);

  • 潔凈款(-CL 后綴):缸體電解拋光,采用無油潤(rùn)滑,適配 Class 10000 潔凈車間(如醫(yī)療試紙裁切設(shè)備的基材夾緊)。

三、規(guī)格要點(diǎn)
該系列以 “極致輕量化 + 安裝靈活化 + 夾緊可靠化” 為核心特色,聚焦 “微型工件 + 狹小空間” 的夾緊需求,關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)如下:
1. 輕量化結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)
  • 材質(zhì)輕量化:缸體采用 6061-T6 高強(qiáng)度鋁合金,活塞桿可選空心不銹鋼,相比同規(guī)格鑄鐵氣缸重量減輕 40% 以上,降低設(shè)備負(fù)載與安裝強(qiáng)度,適配移動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)(如流水線隨行夾具);

  • 結(jié)構(gòu)緊湊化:集成化設(shè)計(jì)減少冗余部件,UCAC-N 系列缸體長(zhǎng)度較傳統(tǒng)產(chǎn)品縮短 30%,Φ20 缸徑款長(zhǎng)度僅 72mm,可嵌入設(shè)備內(nèi)部狹小腔體安裝。

2. 夾緊性能保障
  • 力傳遞高效:活塞桿與活塞采用一體化加工,配合精密導(dǎo)向套,夾緊力傳遞效率達(dá) 92% 以上,Φ25 缸徑款在 0.7MPa 壓力下夾緊力可達(dá) 320N,穩(wěn)定固定輕型金屬工件;

  • 終端防護(hù)設(shè)計(jì):帶緩沖款(-B 后綴)通過彈性橡膠墊吸收末端動(dòng)能,夾緊接觸瞬間沖擊力降低 40%,避免塑料、陶瓷等脆性工件損傷。

3. 安裝與適配靈活性
  • 多姿態(tài)安裝:腳座、法蘭、耳環(huán)等安裝形式覆蓋臥式、立式、懸掛式等多種布局,耳環(huán)型(-EA 后綴)可補(bǔ)償 ±3° 安裝偏差,適配非平整安裝面;

  • 快速適配調(diào)整:帶長(zhǎng)行程調(diào)節(jié)款(-L 后綴)通過活塞桿末端螺母微調(diào)行程,無需更換氣缸即可適配 ±2mm 的工件厚度波動(dòng),減少備品庫存;

  • 信號(hào)聯(lián)動(dòng)便捷:帶磁性開關(guān)款(-M 后綴)可輸出 “夾緊到位”“復(fù)位到位” 雙信號(hào),直接接入 PLC 系統(tǒng),實(shí)現(xiàn) “工件識(shí)別 - 夾緊 - 加工 - 釋放” 自動(dòng)化閉環(huán)。

四、核心技術(shù)參數(shù)
系列參數(shù)圍繞輕量化特性、夾緊性能、環(huán)境適配展開,基于鋁合金輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),具體如下:
  • 缸徑與夾緊力:缸徑 Φ10、Φ12、Φ16、Φ20、Φ25;0.7MPa 壓力下,Φ10 款約 80N,Φ16 款約 180N,Φ25 款約 320N;單作用型復(fù)位彈簧力為夾緊力的 35%-45%,確保復(fù)位徹底;

  • 行程與定位參數(shù):行程 5mm、10mm、15mm、20mm;夾緊過程中桿端徑向偏移量≤0.15mm,確保定位精準(zhǔn);

  • 動(dòng)作速度:雙作用型夾緊 / 復(fù)位速度 50-250mm/s,單作用型夾緊速度 50-200mm/s,復(fù)位速度 80-220mm/s,可通過流量閥無級(jí)調(diào)節(jié);

  • 使用壓力與氣源要求:雙作用型工作壓力 0.15-0.7MPa,單作用型 0.2-0.7MPa;氣源需無水(露點(diǎn)≤-20℃)、無油(油分≤0.01mg/m3)、無塵(過濾精度≥0.3μm),推薦配套 CKD FD-M 系列微型氣源處理單元;

  • 環(huán)境與壽命參數(shù):通用款工作溫度 - 5℃-60℃,耐腐款 - 10℃-70℃,潔凈款 0℃-65℃;防護(hù)等級(jí) IP65(通用 / 耐腐款)、IP67(潔凈款);正常維護(hù)下,機(jī)械結(jié)構(gòu)壽命≥300 萬次往復(fù),密封件壽命≥100 萬次,磁性開關(guān)壽命≥1000 萬次;

  • 尺寸與重量:CAC-N-LB-16-10-D-R 型號(hào)尺寸(長(zhǎng) × 寬 × 高)78mm×32mm×30mm,重量 180g;UCAC-N-SB-16-10-D-R 型號(hào)尺寸 65mm×32mm×28mm,重量 145g,均適配低負(fù)載設(shè)備需求。

五、工作原理
該系列通過 “氣壓驅(qū)動(dòng)活塞 + 直線夾緊運(yùn)動(dòng)” 機(jī)制實(shí)現(xiàn)輕量化精密夾緊,以雙作用帶磁性開關(guān)款(CAC-N-LB-16-10-D-V-M)為例,工作流程分四個(gè)階段,依賴缸體輕量化結(jié)構(gòu)與精密導(dǎo)向設(shè)計(jì):
1. 準(zhǔn)備階段
設(shè)備啟動(dòng)后,控制系統(tǒng)向 “復(fù)位腔” 供氣,壓縮空氣推動(dòng)活塞反向移動(dòng),活塞桿帶動(dòng)桿端直線縮回至初始位置,磁性開關(guān)反饋 “復(fù)位到位” 信號(hào),工件可順利進(jìn)入夾緊工位。
2. 直線夾緊階段
工件到位后,氣路切換至 “夾緊腔”,壓縮空氣推動(dòng)活塞沿缸筒直線運(yùn)動(dòng),活塞桿帶動(dòng)桿端(如 V 型頭)向工件移動(dòng),精準(zhǔn)貼合工件定位面并施加夾緊力;帶緩沖款在行程末端 3mm 處,彈性緩沖墊接觸工件,減緩?qiáng)A緊速度;夾緊力達(dá)到設(shè)定值時(shí),磁性開關(guān)反饋 “夾緊到位” 信號(hào),系統(tǒng)維持壓力。
3. 夾緊保持階段
氣缸保持穩(wěn)定供氣壓力(微型工件 0.2-0.3MPa,輕型金屬件 0.4-0.7MPa),活塞桿在氣壓與導(dǎo)向套約束下維持夾緊狀態(tài),適配工件加工、檢測(cè)等工序,保持時(shí)間可通過系統(tǒng)設(shè)定為 0.3-10s。
4. 釋放復(fù)位階段
工序完成后,氣路切換回 “復(fù)位腔”,壓縮空氣推動(dòng)活塞反向運(yùn)動(dòng),活塞桿帶動(dòng)桿端脫離工件并縮回初始位置,磁性開關(guān)反饋 “釋放到位” 信號(hào),完成一次夾緊循環(huán),等待下一個(gè)工件進(jìn)入。
六、操作使用
1. 安裝規(guī)范
  • 本體固定

  • 軸向腳座型(-LB):用 M4×8mm 內(nèi)六角螺栓固定,擰緊扭矩 0.8-1.2N?m,安裝面平面度≤0.3mm/m,確?;钊麠U與工件定位面垂直;

  • 前端法蘭型(-FA):通過前端 M4 螺紋孔固定,法蘭面與設(shè)備面板貼合,擰緊扭矩 1.0-1.5N?m,避免偏載導(dǎo)致桿端偏移;

  • 側(cè)面安裝型(-SB):設(shè)備側(cè)壁鉆 M4 螺紋孔,螺栓固定后手動(dòng)推動(dòng)活塞桿,確保伸縮無卡頓,安裝高度與工件夾緊點(diǎn)對(duì)齊。

  • 配管連接:采用 Φ3mm 或 Φ4mm 耐油 PU 軟管,通過 CKD KQ2-M5 系列微型快插接頭連接,雙作用型需兩路配管(夾緊腔、復(fù)位腔),單作用型僅需一路夾緊腔配管;配管長(zhǎng)度≤1.5m,彎曲半徑≥15mm,避免管路彎折影響動(dòng)作速度。

  • 桿端安裝:根據(jù)工件形狀選擇桿端,用內(nèi)六角扳手?jǐn)Q緊在活塞桿螺紋上,Φ10-Φ16 缸徑擰緊扭矩≤0.8N?m,Φ20-Φ25 缸徑≤1.5N?m,禁止過緊損壞螺紋。

2. 調(diào)試流程
  • 壓力調(diào)試:初始將減壓閥調(diào)至 0.15MPa,手動(dòng)觸發(fā)夾緊動(dòng)作,觀察桿端與工件貼合情況;逐步提升壓力至適配值(如塑料件 0.2MPa,金屬件 0.5MPa),用拉力計(jì)檢測(cè)夾緊力,記錄參數(shù);重復(fù)動(dòng)作 10 次,確保每次夾緊力一致。

  • 速度調(diào)試:進(jìn)氣口安裝微型流量調(diào)節(jié)閥,順時(shí)針減小流量降低速度,逆時(shí)針增大流量;夾緊速度建議控制在 80-150mm/s,避免過快導(dǎo)致工件移位;帶緩沖款需確保末端緩沖后速度降至 30mm/s 以下。

  • 信號(hào)聯(lián)動(dòng)調(diào)試:將磁性開關(guān)信號(hào)接入 PLC 系統(tǒng),模擬 “工件到位 - 夾緊 - 加工 - 釋放 - 復(fù)位” 流程,驗(yàn)證信號(hào)觸發(fā)順序;測(cè)試緊急停止場(chǎng)景,切斷氣源后檢查活塞桿是否立即停止,無慣性移動(dòng)。

3. 維護(hù)保養(yǎng)
  • 日常檢查:每日開機(jī)前擦拭缸體與活塞桿,去除粉塵油污;用肥皂水檢查配管接口,無氣泡即為正常;觀察磁性開關(guān)指示燈,手動(dòng)推動(dòng)活塞桿感受伸縮順暢度,無明顯阻力。

  • 定期維護(hù):每運(yùn)行 50 萬次后,檢查密封件與導(dǎo)向套磨損,若出現(xiàn)漏氣或卡頓需更換原廠配件;每 100 萬次補(bǔ)充 CKD RL-700 專用潤(rùn)滑脂,涂抹于活塞桿與導(dǎo)向套接觸部位;每年校準(zhǔn)磁性開關(guān),確保信號(hào)觸發(fā)精準(zhǔn)。

  • 故障處理:活塞桿伸縮卡頓需用 0.2MPa 壓縮空氣吹掃缸內(nèi)雜質(zhì)或補(bǔ)充潤(rùn)滑脂;夾緊力不足先檢查供氣壓力,再排查密封件,必要時(shí)更換;磁性開關(guān)無信號(hào)需檢查接線或調(diào)整開關(guān)與磁環(huán)間隙(0.5-1.0mm)。

4. 安全注意事項(xiàng)
  • 安裝維護(hù)前必須切斷氣源,待活塞桿完全復(fù)位后再操作,避免突然動(dòng)作造成傷害;

  • 禁止超過額定夾緊力使用(如 Φ16 缸徑不超過 180N),否則導(dǎo)致活塞桿彎曲,設(shè)備需標(biāo)注最大夾緊力警示;

  • 夾緊易墜落工件時(shí),加裝機(jī)械防墜裝置(如彈性卡爪),避免氣壓失效導(dǎo)致墜落;

  • 長(zhǎng)期停機(jī)(>30 天)前排空缸內(nèi)空氣,活塞桿表面涂防銹油,復(fù)工前空載運(yùn)行 10 次恢復(fù)潤(rùn)滑。

七、案例應(yīng)用
系列憑借 “輕量化 + 精準(zhǔn)夾緊” 優(yōu)勢(shì),廣泛適配電子制造、3C 產(chǎn)品組裝、醫(yī)療器械、小型物流設(shè)備等場(chǎng)景,典型案例如下:
1. 電子制造:手機(jī)攝像頭模組夾緊
  • 應(yīng)用場(chǎng)景:攝像頭模組(尺寸 12mm×8mm×3mm)組裝時(shí),需夾緊塑膠底座,避免鏡頭安裝時(shí)移位,要求夾緊力輕柔(≤50N)、設(shè)備負(fù)載低。

  • 選用型號(hào):UCAC-N-SB-12-05-S-V-M(超薄側(cè)面安裝、Φ12 缸徑、5mm 行程、單作用、V 型桿端、帶磁性開關(guān))。

  • 優(yōu)勢(shì)體現(xiàn):Φ12 缸徑在 0.3MPa 下輸出 55N 夾緊力,適配輕柔需求;超薄設(shè)計(jì)嵌入模組組裝機(jī)狹小空間,重量 120g 降低設(shè)備負(fù)載;V 型頭精準(zhǔn)定心底座,磁性開關(guān)聯(lián)動(dòng)組裝流程,良率提升至 99.7%。

2. 3C 產(chǎn)品:筆記本電腦轉(zhuǎn)軸夾緊
  • 應(yīng)用場(chǎng)景:轉(zhuǎn)軸(直徑 Φ8mm,長(zhǎng)度 20mm)檢測(cè)時(shí),需定心夾緊兩端,確保同軸度檢測(cè)精準(zhǔn),要求夾緊力穩(wěn)定(80-100N)、安裝空間緊湊。

  • 選用型號(hào):CAC-N-EA-16-10-D-V-M(標(biāo)準(zhǔn)耳環(huán)安裝、Φ16 缸徑、10mm 行程、雙作用、V 型桿端、帶磁性開關(guān))。

  • 優(yōu)勢(shì)體現(xiàn):Φ16 缸徑在 0.4MPa 下輸出 90N 夾緊力,耳環(huán)型安裝補(bǔ)償檢測(cè)臺(tái)偏差;雙作用設(shè)計(jì)確保夾緊 / 復(fù)位速度可調(diào),適配檢測(cè)節(jié)拍,同軸度檢測(cè)合格率提升至 99.5%。

3. 醫(yī)療器械:血糖試紙基材夾緊
  • 應(yīng)用場(chǎng)景:試紙基材(紙質(zhì),厚度 0.1mm)裁切時(shí),需夾緊邊緣避免褶皺,環(huán)境為 Class 10000 潔凈車間,要求無粉塵污染。

  • 選用型號(hào):CAC-N-FA-10-05-D-F-CL-M(標(biāo)準(zhǔn)法蘭安裝、Φ10 缸徑、5mm 行程、雙作用、平頭桿端、潔凈款帶磁性開關(guān))。

  • 優(yōu)勢(shì)體現(xiàn):潔凈款無油潤(rùn)滑與電解拋光缸體符合潔凈要求;平頭桿端增大接觸面積,0.2MPa 下輸出 40N 夾緊力避免基材褶皺;磁性開關(guān)聯(lián)動(dòng)裁切機(jī),效率提升至每分鐘 300 片。

4. 物流設(shè)備:小型零件分揀夾緊
  • 應(yīng)用場(chǎng)景:分揀機(jī)抓取塑料零件(重量 50g,尺寸 20mm×15mm),需輕量化夾緊機(jī)構(gòu)降低機(jī)械臂負(fù)載,要求響應(yīng)快速、安裝緊湊。

  • 選用型號(hào):UCAC-N-LB-20-15-D-R-M(超薄腳座安裝、Φ20 缸徑、15mm 行程、雙作用、圓頭桿端、帶磁性開關(guān))。

  • 優(yōu)勢(shì)體現(xiàn):重量 160g 減輕機(jī)械臂負(fù)載,超薄設(shè)計(jì)適配分揀機(jī)末端;雙作用動(dòng)作速度 150mm/s,適配每分鐘 20 次分揀節(jié)拍;磁性開關(guān)反饋?zhàn)ト⌒盘?hào),分揀準(zhǔn)確率達(dá) 99.9%。

八、認(rèn)證
該系列作為 CKD 輕量化氣動(dòng)元件核心產(chǎn)品,通過多項(xiàng)國(guó)際與行業(yè)認(rèn)證,確保質(zhì)量與合規(guī)性:
1. 質(zhì)量管理體系認(rèn)證
全系列生產(chǎn)符合 ISO 9001:2015 標(biāo)準(zhǔn),從鋁合金缸體鍛造到成品檢測(cè)建立全流程管控:每批次抽樣進(jìn)行 5 萬次循環(huán)測(cè)試,驗(yàn)證機(jī)械耐用性;檢測(cè)夾緊力波動(dòng)(≤5%)與動(dòng)作一致性,生產(chǎn)工廠每季度接受 SGS 審核。
2. 安全與性能認(rèn)證
  • CE 認(rèn)證:出口歐盟型號(hào)通過 CE 認(rèn)證,符合 EN ISO 13849-1(PL d 級(jí))與 EN 60947-5-2 標(biāo)準(zhǔn),結(jié)構(gòu)安全系數(shù)≥1.5,適配歐盟自動(dòng)化設(shè)備。

  • UL 認(rèn)證:出口北美型號(hào)通過 UL 認(rèn)證,符合 UL 1004 與 UL 94 標(biāo)準(zhǔn),缸體阻燃等級(jí) V-0 級(jí),適配高溫工業(yè)環(huán)境。

3. 環(huán)保認(rèn)證
  • RoHS 2.0 認(rèn)證:材質(zhì)符合歐盟 2011/65/EU 標(biāo)準(zhǔn),限制鉛、汞等有害物質(zhì),密封件采用無鹵材質(zhì),適配電子行業(yè)綠色生產(chǎn)。

  • REACH 認(rèn)證:符合 EC No. 1907/2006 法規(guī),不含超限制濃度 SVHC 物質(zhì),每年更新合規(guī)報(bào)告,可提供 MSDS 表。

4. 行業(yè)專項(xiàng)認(rèn)證
  • IATF 16949 認(rèn)證:用于汽車電子部件的型號(hào)通過該認(rèn)證,滿足耐高溫、耐油霧要求,適配汽車供應(yīng)鏈質(zhì)量追溯標(biāo)準(zhǔn)。

  • FDA 認(rèn)證:潔凈款(-CL 后綴)通過 FDA 認(rèn)證,符合 21 CFR Part 177 標(biāo)準(zhǔn),材質(zhì)可接觸醫(yī)療耗材,無有害物質(zhì)遷移。


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