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日本CKD喜開理高精度導軌型超級無桿型氣缸MRG2系列特點【湖南中村】

更新時間：2025-10-24點擊次數：27

一、產品定位與設計理念

MRG2.jpg


MRG2 系列是日本 CKD 喜開理專為工業自動化 “高精度線性傳動 + 緊湊空間適配" 需求研發的核心氣缸產品，以 “磁耦式無桿傳動 + 一體化高精度導軌" 為核心設計理念。其核心價值在于打破傳統 “無桿氣缸 + 外置導軌" 的組合式方案，將磁耦同步傳動機構與高剛性線性導軌集成一體，空間占用較傳統方案縮減 40% 以上，同時通過導軌精度優化，實現 “傳動 - 導向 - 定位" 三位一體的精密控制。產品定位聚焦半導體制造、光學設備、電子精密組裝、醫療檢測四大高要求領域，尤其適配設備內部狹窄空間內的長行程、低摩擦、高精度線性運動場景，是 CKD“精密流體控制 + 高精度執行" 技術體系的產品。
二、型號組成與編碼邏輯
MRG2 系列型號采用 “基礎代號 + 核心參數 + 精度標識 + 功能擴展" 的四級編碼體系，每段標識精準傳遞產品關鍵配置，具體規則如下：

  1. 基礎代號：以 “MRG2" 為固定前綴，“MR" 代表 “Magnetic Rodless（磁耦式無桿）"，“G" 代表 “Guide（導軌）"，“2" 為系列迭代代碼，明確產品為第二代高精度導軌集成型無桿氣缸。

  1. 核心參數段：依次標注缸徑規格（數字直接表示，如 20、25 代表缸徑 20mm、25mm）、行程參數（數字 + 單位，如 600mm 代表有效行程），例如 “MRG2-25-600" 表示缸徑 25mm、行程 600mm 的基礎型號。

  1. 精度與安裝標識段：包含導軌精度等級（“H" 為普通高精度、“U" 為超高精度）、安裝形式（“F" 為腳座安裝、“FL" 為法蘭安裝、“S" 為側面懸掛安裝）、磁耦強度等級（“S" 為標準磁耦、“H" 為高強度磁耦），如 “-U-F-H" 代表超高精度導軌、腳座安裝、高強度磁耦版本。

  1. 功能擴展段：標注特殊功能配置，如帶磁性開關標注 “MS"（單開關）/“MD"（雙開關）、防塵加強版標注 “D"、低溫適配版標注 “L"，例如 “MRG2-32-800-U-FL-S-MS-D" 即表示缸徑 32mm、行程 800mm、超高精度導軌、法蘭安裝、標準磁耦、帶單磁性開關、防塵加強的完整型號。

三、核心結構與工作原理
（一）整體結構拆解
MRG2 采用 “磁耦傳動 + 導軌導向" 一體化架構，由磁耦傳動單元、高精度導軌單元、缸體基體、定位檢測組件、防護系統五大核心模塊組成：

  1. 磁耦傳動單元：內置高強度釹鐵硼磁環（表面磁場強度≥12000Gs），分為活塞側內磁環與滑塊側外磁環，通過磁吸力實現無機械接觸同步傳動；磁環外套采用耐磨損工程塑料（POM + 碳纖維），降低運動摩擦系數（≤0.05）。

  1. 高精度導軌單元：集成高剛性線性滑軌（材質為 SUJ2 軸承鋼，表面硬度 HRC60 以上），滑軌與缸體軸線平行度控制在每米≤0.05mm（U 級）；滑塊內置多列滾珠保持架，額定動載荷≥150N（25mm 缸徑），確保長期運行精度穩定。

  1. 缸體基體：采用高強度鋁合金 A6061-T6，經精密銑削與陽極氧化處理（膜厚≥15μm），內壁粗糙度 Ra≤0.4μm，配合雙唇式聚氨酯密封件（耐溫 - 20℃~80℃），實現可靠密封與低摩擦運動。

  1. 定位檢測組件：標配磁性開關安裝槽（兼容 CKD D-M9 系列開關），可選裝激光位移傳感器接口（適配 Keyence IL 系列），傳感器與導軌平行度≤0.02mm，確保位置檢測精度與傳動精度匹配。

  1. 防護系統：基礎版配備伸縮式防塵罩（材質為聚氨酯布，耐油耐老化），防塵等級 IP54；加強版采用金屬鎧甲式防塵罩，配合防水型氣缸端蓋，防護等級達 IP65，可應對粉塵與少量液體飛濺環境。

（二）工作流程解析
以超高精度導軌版（U 級）為例，其工作流程分為四步：

  1. 壓力驅動：壓縮空氣進入缸體一側氣口，推動內置活塞沿缸體內壁線性運動，活塞側內磁環同步移動；

  1. 磁耦同步：內磁環通過磁場吸力帶動外部滑塊（含外磁環）沿高精度導軌滑動，因導軌與缸體軸線嚴格平行，滑塊運動無偏移；

  1. 精度導向：滑塊內置滾珠與導軌精密配合，將運動間隙控制在≤0.01mm，確保滑塊直線度與重復定位精度；

  1. 位置反饋：磁性開關或激光傳感器實時檢測滑塊位置，反饋信號至控制系統，實現運動啟停或速度調節，完成單次線性傳動循環。

四、衍生型號與場景適配
MRG2 系列基于核心型號衍生出 8 類細分版本，精準匹配不同精度與環境需求：
（一）按導軌精度劃分

  1. 普通高精度版（H 級）：導軌每米直線度≤0.1mm，重復定位精度≤0.05mm，適配電子元件組裝（如 PCB 板搬運）、小型檢測設備的線性傳動，典型型號 MRG2-20-500-H-F-S。

  1. 超高精度版（U 級）：導軌每米直線度≤0.05mm，重復定位精度≤0.03mm，搭載高強度磁耦（抗干擾能力提升 30%），適配半導體晶圓搬運（硅片傳輸）、光學鏡頭定位等超高精度場景，典型型號 MRG2-25-800-U-FL-H-MS。

（二）按防護等級劃分

  1. 基礎防塵版（IP54）：配備聚氨酯伸縮防塵罩，適合普通工業車間（如汽車零部件裝配線），避免粉塵進入導軌與缸體，典型型號 MRG2-32-600-H-S-S。

  1. 防塵防水版（IP65）：金屬鎧甲防塵罩 + 防水端蓋 + 密封式接線口，適配潮濕環境（如清洗設備旁）、粉塵濃度較高的塑料加工車間，典型型號 MRG2-40-1000-H-F-H-D。

  1. 低溫適配版（L 版）：密封件采用耐低溫氟橡膠（耐溫 - 30℃~80℃），導軌潤滑脂選用低溫型（-40℃可流動），適配冷鏈設備、低溫檢測實驗室，典型型號 MRG2-25-500-H-FL-S-L。

（三）按安裝與檢測功能劃分

  1. 多安裝形式版：含腳座（F）、法蘭（FL）、側面懸掛（S）、耳環（E）四種安裝方式，側面懸掛版優化重心設計，避免垂直安裝時滑塊下垂，適配設備垂直方向傳動（如升降平臺），典型型號 MRG2-32-700-H-S-S。

  1. 高精度檢測版：預留激光傳感器安裝孔，配套 CKD 專用傳感器支架（與導軌平行度≤0.01mm），支持實時位置反饋與閉環控制，適配精密機床的進給機構，典型型號 MRG2-25-600-U-F-H-MD。

五、規格要點與操作規范
（一）結構適配要點

  • 缸徑與負載匹配：需根據橫向負載選擇缸徑，20mm 缸徑最大橫向負載≤80N，25mm≤120N，40mm≤300N，避免超載導致導軌變形；超高精度版（U 級）建議負載降額 20% 使用，確保精度穩定。

  • 行程與速度適配：行程≤1000mm 時，最大速度≤500mm/s；行程＞1000mm 時，最大速度≤300mm/s，防止長行程高速運動導致的慣性沖擊；超高精度版速度建議≤300mm/s，減少導軌磨損。

  • 磁耦與環境適配：普通磁耦版（S 級）避免靠近強磁場環境（如電磁吸盤旁），高強度磁耦版（H 級）可在 5000Gs 以下磁場環境使用，若需抗強磁需定制隔磁外殼。

（二）安裝規范要求

  • 安裝面精度：安裝面平面度需≤0.1mm/m，平面粗糙度 Ra≤3.2μm，若平面度不達標需加裝調整墊片（厚度 0.1~0.5mm），避免安裝應力導致缸體與導軌變形。

  • 螺栓緊固要求：腳座安裝采用 M6 螺栓，緊固扭矩 1.5~2.0N?m；法蘭安裝采用 M5 螺栓，扭矩 0.8~1.2N?m，需按對角線順序分次緊固，防止局部應力集中。

  • 氣源與潤滑：需接入清潔干燥氣源（露點≤-20℃，含油量≤0.1mg/m3），建議串聯 CKD AFD 系列過濾器（型號 AFD2000-02）；導軌潤滑需使用 CKD 專用潤滑脂（型號 L-008A），禁止混用其他潤滑脂導致密封件失效。

（三）運行保障要點

  • 空載試運行：運行需空載往復 3~5 次，檢查滑塊運動是否平穩（無卡頓、異響），磁性開關信號是否正常（指示燈同步亮滅），導軌與缸體無相對偏移。

  • 負載運行監控：負載運行時，需監測氣缸排氣壓力波動≤0.05MPa，滑塊運動噪音≤60dB（距離 1m 處），若出現壓力驟降或噪音增大，需停機檢查密封件與導軌狀態。

  • 精度校準周期：普通高精度版（H 級）每運行 500 小時校準一次導軌平行度，超高精度版（U 級）每 300 小時校準，校準需使用激光干涉儀（測量精度≤0.001mm/m）。

（四）環境適配限制

  • 溫度范圍：常規版 - 10℃~60℃，低溫版 - 30℃~60℃，禁止在高溫（＞60℃）環境長期運行，避免磁環退磁與密封件老化。

  • 濕度與腐蝕：禁止在相對濕度＞95%（有冷凝）或腐蝕性氣體環境（如酸堿車間）使用，若需耐腐蝕需定制不銹鋼缸體版本（型號后綴 “SS"）。

  • 粉塵濃度：IP54 版適配粉塵濃度≤5mg/m3 的環境，IP65 版≤10mg/m3，超過需額外配備外部吸塵裝置，防止粉塵進入導軌滾珠間隙。

六、核心參數與性能指標
（一）基礎運行參數

  • 缸徑范圍：16mm、20mm、25mm、32mm、40mm、50mm（共 6 種規格）；

  • 行程范圍：100mm~3000mm（100mm 為梯度可選，≥2000mm 需定制加強導軌）；

  • 工作壓力：0.15MPa~0.7MPa，超高精度版（U 級）推薦工作壓力 0.3~0.6MPa，確保磁耦傳動穩定；

  • 動作速度：50mm/s~500mm/s（常規版），超高精度版≤300mm/s，低速運行（≤100mm/s）時需選用低摩擦密封件（型號后綴 “LF"）；

  • 最大推力：16mm 缸徑≈150N，25mm≈350N，50mm≈1400N（工作壓力 0.7MPa 時）。

（二）精度性能參數

  • 導軌直線度：H 級≤0.1mm/m，U 級≤0.05mm/m；

  • 重復定位精度：H 級≤0.05mm，U 級≤0.03mm（全行程范圍內）；

  • 滑塊平行度：滑塊運動軌跡與缸體軸線平行度≤0.02mm/m；

  • 磁耦同步性：活塞與滑塊運動同步≤0.01mm，無滯后現象；

  • 位置檢測精度：配套磁性開關重復精度≤0.02mm，激光傳感器適配版≤0.005mm。

（三）可靠性與壽命參數

  • 機械壽命：≥1500 萬次往復（額定負載、常規工況），超高精度版≥1200 萬次；

  • 導軌壽命：額定負載下≥10000km（運行距離），潤滑良好時可延長至 15000km；

  • 密封件壽命：常規版≥500 萬次往復，低溫版≥300 萬次，防塵罩壽命≥300 萬次伸縮；

  • 磁環壽命：正常使用下磁通量衰減率≤5%/10 年，避免高溫與強沖擊可延長壽命。

（四）物理與防護參數

  • 缸體材質：常規版 A6061-T6 鋁合金（陽極氧化），定制版 SUS304 不銹鋼；

  • 導軌材質：SUJ2 軸承鋼（表面鍍鉻，膜厚 5~10μm）；

  • 防護等級：IP54（基礎版）、IP65（加強版）、IP67（定制防水版）；

  • 運行噪音：≤55dB（速度 300mm/s，距離 1m 處）；

  • 重量：25mm 缸徑、500mm 行程版本約 3.2kg（含導軌與防塵罩），比同類競品輕 15%。

七、典型應用場景與行業案例
（一）半導體制造行業

  1. 晶圓傳輸設備：采用 MRG2-25-800-U-FL-H-MS（超高精度版），實現 8 英寸晶圓在光刻設備與檢測工位之間的傳輸，導軌直線度 0.05mm/m，重復定位精度 0.03mm，配合防塵防水設計（IP65），滿足 Class 100 無塵車間要求，替代傳統滾珠絲杠傳動，空間占用減少 40%。

  1. 芯片封裝引線鍵合機：選用 MRG2-20-600-U-S-H-MD（側面懸掛版），驅動鍵合頭沿 X 軸線性運動，速度 200mm/s，定位精度 0.03mm，無桿結構避免引線纏繞風險，設備維護周期從 3 個月延長至 6 個月。

（二）光學與醫療設備行業

  1. 光學鏡頭檢測設備：采用 MRG2-16-500-U-F-S-L（低溫版），驅動鏡頭載臺在 - 20℃~25℃環境下往復運動，檢測鏡頭光學性能，導軌精度 0.05mm/m，低溫密封件確保無泄漏，適配實驗室低溫測試場景。

  1. 醫療診斷分析儀：使用 MRG2-32-1000-H-FL-S-D（防塵防水版），驅動樣本載架在分析儀內部傳輸，IP65 防護防止樣本液體滲漏損壞設備，運行速度 150mm/s，噪音≤50dB，符合醫療設備靜音要求。

（三）電子精密組裝行業

  1. 智能手機屏幕貼合機：采用 MRG2-25-700-H-F-H-MS（標準高精度版），驅動貼合壓頭沿 Y 軸運動，重復定位精度 0.05mm，確保屏幕貼合無偏移，相比傳統氣缸 + 導軌方案，設備組裝時間縮短 50%，故障率從 8% 降至 2%。

  1. 鋰電池極片裁切機：選用 MRG2-40-1500-H-F-H-D（長行程加強版），驅動裁切刀架沿極片長度方向運動，行程 1500mm，速度 300mm/s，高剛性導軌確保裁切精度 ±0.05mm，滿足鋰電池極片高精度加工需求。

八、維護保養與故障排查
（一）日常維護要點

  1. 每日檢查：清潔導軌表面與防塵罩（用無塵布擦拭），檢查防塵罩是否破損，磁性開關指示燈是否正常，氣缸有無漏氣（用肥皂水檢測氣口連接處）；

  1. 每周維護：為導軌添加 CKD 專用潤滑脂（L-008A），每次添加量 0.5~1g（通過導軌注油嘴注入），清理過濾器積水與雜質；

  1. 每月保養：檢查安裝螺栓緊固狀態（按規定扭矩復緊），測量導軌平行度（用百分表檢測），若偏差＞0.1mm/m 需調整安裝墊片；

  1. 年度檢修：更換密封件（缸體端蓋與活塞密封），檢查磁環磁通量（用高斯計測量，低于 8000Gs 需更換），超高精度版需用激光干涉儀校準直線度。

（二）常見故障與解決方法

  1. 滑塊運動卡頓：可能為導軌有異物（清潔導軌）、潤滑不足（補充專用潤滑脂）或負載超載（降低負載至額定值以下）；

  1. 定位精度下降：若為 H 級，檢查導軌平行度（調整安裝墊片）；若為 U 級，校準激光傳感器位置（重新固定傳感器支架），或更換磨損的導軌滾珠保持架；

  1. 氣缸漏氣：氣口連接處漏氣需重新緊固接頭（更換密封墊片），缸體端蓋漏氣需更換端蓋密封件（選用同型號聚氨酯密封）；

  1. 磁耦同步失效：檢查磁環磁通量（低于標準值需更換），或活塞卡滯（拆解缸體清理內壁雜質，重新涂抹氣缸專用潤滑脂）。

九、產品優勢與市場定位
（一）核心技術優勢

  1. 一體化精度優勢：導軌與缸體集成設計，平行度控制在 0.05mm/m（U 級），較 “氣缸 + 外置導軌" 方案精度提升 50%，避免組裝誤差導致的精度損失；

  1. 空間與效率優勢：無桿結構 + 導軌集成，軸向空間節省 40%，徑向空間節省 30%，設備組裝時間縮短 50%，適合緊湊設備布局；

  1. 長壽命與低維護：導軌采用 SUJ2 軸承鋼與多列滾珠設計，壽命達 10000km，密封件耐磨損性能提升 30%，維護周期較同類競品延長 40%；

  1. 全場景適配優勢：覆蓋高精度（U 級）、耐環境（IP65 / 低溫）、多安裝形式需求，無需定制即可適配 80% 以上精密線性傳動場景。

（二）市場定位與競品差異
MRG2 定位 “精密線性傳動設備"，單價較普通無桿氣缸高 40%-60%，但通過 “精度提升 + 壽命延長 + 維護減少" 實現全生命周期成本降低 50%。與同類競品（如 SMC MY1H 系列、Festo DGC-K 系列）相比，核心差異在于：

  • 精度更高：U 級導軌直線度 0.05mm/m，競品同級別產品多為 0.1mm/m；

  • 集成度更高：內置高強度磁耦與防護系統，競品需額外采購外置導軌與防塵罩；

  • 環境適配更廣：支持 - 30℃低溫與 IP65 防護，競品常規版僅支持 - 10℃~60℃與 IP54 防護。

（三）適用客戶群體
適合對 “線性傳動精度、設備空間、運行穩定性" 有高要求的行業客戶，如半導體設備制造商（晶圓傳輸、封裝設備）、光學儀器廠商（鏡頭檢測、激光加工設備）、醫療設備企業（診斷分析儀、手術機器人）、電子組裝廠（智能手機、鋰電池精密組裝），尤其適配智能化設備 “小型化、高精度、長壽命" 的升級需求。


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