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CKD 電動執(zhí)行器滑塊 - 活塞桿型技術(shù)解析:系列劃分、核心特性

更新時間:2025-09-22點擊次數(shù):210
CKD 電動執(zhí)行器滑塊 - 活塞桿型技術(shù)解析:系列劃分、核心特性與應(yīng)用案例
在工業(yè)自動化領(lǐng)域,電動執(zhí)行器作為精密運動控制的核心組件,其性能直接影響產(chǎn)線的效率與精度。CKD 作為自動化元件制造商,其滑塊 - 活塞桿型電動執(zhí)行器憑借模塊化設(shè)計、高剛性結(jié)構(gòu)及氣動兼容性等優(yōu)勢,廣泛應(yīng)用于汽車制造、電子裝配、醫(yī)療器械等領(lǐng)域。本文將系統(tǒng)梳理 CKD 該類型執(zhí)行器的產(chǎn)品系列、核心技術(shù)參數(shù)及典型應(yīng)用案例,為自動化產(chǎn)線設(shè)計提供參考。
產(chǎn)品系列劃分:滑塊與活塞桿的差異化布局
CKD 電動執(zhí)行器滑塊 - 活塞桿型產(chǎn)品采用雙軌并行的產(chǎn)品策略,針對不同負載規(guī)模、行程需求和精度要求細分出兩大類別七個系列,形成完整的產(chǎn)品矩陣。
滑塊型電動執(zhí)行器
滑塊型產(chǎn)品以雙導(dǎo)桿支撐結(jié)構(gòu)為核心,適合需要穩(wěn)定導(dǎo)向的精密搬運與裝配場景,主要包括 GST 和 DST 兩大系列:
  • GST 系列作為型號代表,分為 GSTL(長行程高剛性型)和 GSTG(短行程精密型)。GSTL 系列最大行程可達 400mm,采用加寬導(dǎo)軌設(shè)計,抗傾覆力矩達 200N?m,專為汽車零部件等中重負載長距離搬運設(shè)計;GSTG 系列則聚焦 100mm 以內(nèi)短行程應(yīng)用,通過優(yōu)化滾珠絲杠導(dǎo)程(6mm/9mm 可選)實現(xiàn) ±0.02mm 的重復(fù)定位精度,適配半導(dǎo)體晶圓檢測等微米級作業(yè)。

  • DST 系列定位經(jīng)濟型市場,包含 DSTS(標準行程)、DSTL(長行程)和 DSTG(短行程)三個子系列。該系列延續(xù)氣動 SSD2 系列的安裝尺寸,可直接替換傳統(tǒng)氣缸,其中 DSTL 系列行程覆蓋 200mm,水平負載能力達 14.8kg,而 DSTG 系列則以 50mm 以內(nèi)短行程為優(yōu)勢,標配 ESC3 簡易控制器,無需編程即可實現(xiàn)兩點定位。

活塞桿型電動執(zhí)行器
活塞桿型產(chǎn)品采用緊湊型缸體結(jié)構(gòu),專注推壓、插拔等直線驅(qū)動場景,以 GSSD2 系列為核心:
  • GSSD2 系列按缸徑分為 20mm、32mm 和 50mm 三個規(guī)格,對應(yīng)水平負載 4.4-14.8kg,垂直負載 6.4-19.6kg。該系列最大特點是保留氣動執(zhí)行器的活塞桿結(jié)構(gòu),同時通過內(nèi)置滾珠絲杠實現(xiàn)電動化升級,行程范圍 20-200mm,最大速度達 500mm/s(32mm 缸徑型號),支持 PIO、IO-Link 等五種通信協(xié)議,可無縫集成至主流 PLC 系統(tǒng)。

  • 特別設(shè)計的模塊化缸體結(jié)構(gòu)允許前端法蘭(FA)或直接安裝(E)兩種固定方式,桿端可選內(nèi)外螺紋配置,滿足不同工裝連接需求,大幅提升工程適配性。

核心技術(shù)參數(shù)與性能特點
CKD 通過材料創(chuàng)新、傳動優(yōu)化和智能控制三大技術(shù)路徑,實現(xiàn)滑塊 - 活塞桿型執(zhí)行器的性能突破,關(guān)鍵參數(shù)與技術(shù)特性呈現(xiàn)顯著的系列化差異。
關(guān)鍵性能參數(shù)對比
性能指標
GST系列DST系列
GSSD2 系列(活塞桿型)
行程范圍
20-400mm
20-200mm
20-200mm
重復(fù)定位精度
±0.02mm(帶編碼器)
±0.05mm(默認配置)
±0.02mm
最大速度
300mm/s(GSTL)
180mm/s
500mm/s(32mm 缸徑)
水平負載能力
14.8kg(GSTL-50)
14.8kg(DSTL-50)
14.8kg(50mm 缸徑)
控制方式
ECG/ECMG 控制器
ESC3 簡易控制器
ECG 控制器 / IO-Link
防護等級
IP40(可選 IP50 防塵蓋)
IP40
IP40(可選防塵罩)
核心技術(shù)突破
  1. 高剛性結(jié)構(gòu)設(shè)計:GST 系列采用鋁合金一體化基座與雙軸承支撐結(jié)構(gòu),導(dǎo)軌間距較傳統(tǒng)設(shè)計增加 30%,在 400mm 行程下仍保持 0.01mm/m 的直線度誤差。GSSD2 系列則通過缸體壁厚梯度優(yōu)化,在 50mm 缸徑型號中實現(xiàn) 19.6kg 垂直負載的長期穩(wěn)定支撐,傾覆力矩承受能力較同類產(chǎn)品提升 25%。

  1. 氣動兼容技術(shù):所有系列均保持與 CKD 氣動執(zhí)行器相同的安裝孔位和外形尺寸,DST 系列替換氣動滑臺時無需改造支架與夾具,平均改造周期從傳統(tǒng)電動化方案的 3 天縮短至 4 小時,改造成本降低 60% 以上。GSSD2 系列更是直接沿用氣動缸的活塞桿直徑與安裝標準,實現(xiàn) “即插即用" 的升級體驗。

  1. 智能控制集成:型號標配 ECG 系列控制器,支持 64 點多點定位與 S 型加減速曲線規(guī)劃,通過 IO-Link 接口可實時采集運行溫度、振動等 16 項狀態(tài)參數(shù),實現(xiàn)預(yù)測性維護。GSSD2 系列還支持 EtherCAT、CC-Link 等工業(yè)總線,在多軸同步控制中實現(xiàn) ±0.5ms 的動作偏差,滿足精密裝配的協(xié)同需求。

典型應(yīng)用案例與實踐效果
CKD 滑塊 - 活塞桿型電動執(zhí)行器憑借系列化優(yōu)勢,在不同行業(yè)場景中展現(xiàn)出精準適配能力,以下三個典型案例印證了其技術(shù)價值。
汽車零部件精密壓裝
某汽車傳感器生產(chǎn)線需要將陶瓷芯片壓入金屬底座,要求壓入深度控制在 ±0.05mm 以內(nèi),傳統(tǒng)氣動壓裝因氣源波動導(dǎo)致 3% 的不良率。采用 GSSD2-32 活塞桿型執(zhí)行器后,通過 ECG 控制器的力 - 位復(fù)合控制功能,實現(xiàn)壓裝力與位移的閉環(huán)調(diào)節(jié):
  • 技術(shù)配置:32mm 缸徑,50mm 行程,6mm 導(dǎo)程,配備壓力傳感器反饋

  • 實施效果:壓裝不良率降至 0.3%,單件壓裝時間從 2.5 秒縮短至 1.8 秒,設(shè)備稼動率提升至 98.5%

  • 核心價值:電動驅(qū)動消除氣壓波動影響,IO-Link 數(shù)據(jù)上傳功能實現(xiàn)每批次壓裝參數(shù)追溯

3C 產(chǎn)品多工位搬運
某智能手機主板組裝線需要在三個工位間移送 PCB 板,行程分別為 80mm、150mm 和 200mm,要求定位精度 ±0.03mm。選用 GSTG-32(短行程)與 GSTL-50(長行程)組合方案:
  • 技術(shù)配置:雙軸 ECMG 控制器同步控制,配備電池 - less 絕對值編碼器

  • 實施效果:每小時處理 800 塊主板,較傳統(tǒng)皮帶線方案占地減少 40%,因定位誤差導(dǎo)致的報廢率從 1.2% 降至 0.15%

  • 核心價值:高剛性結(jié)構(gòu)抵抗 PCB 板搬運時的側(cè)向力,多軸協(xié)同功能簡化產(chǎn)線布局

食品包裝輕量化移送
某餅干生產(chǎn)線需要將烘焙完成的餅干從冷卻輸送帶推至包裝工位,負載約 0.8kg,行程 180mm,要求設(shè)備清潔易維護。采用 DSTL-32 經(jīng)濟型滑塊執(zhí)行器:
  • 技術(shù)配置:32mm 寬度,180mm 行程,ESC3 控制器,選配 IP50 防塵罩

  • 實施效果:設(shè)備運行噪音從氣動方案的 75dB 降至 62dB,能耗降低 20%,每月節(jié)省電費約 3000 元

  • 核心價值:氣動兼容設(shè)計快速替換原有氣缸,簡易控制滿足單機自動化需求

選型建議與技術(shù)展望
CKD 滑塊 - 活塞桿型電動執(zhí)行器的選型需遵循 “負載 - 行程 - 精度" 三角匹配原則:輕負載短行程(≤50mm)優(yōu)先選擇 DSTG 或 GSSD2-20;中負載長行程(100-400mm)側(cè)重 GSTL 或 DSTL 系列;精密協(xié)同場景則推薦 GSTG 與 GSSD2-32 的組合方案。
隨著工業(yè) 4.0 的推進,CKD 正將伺服電機升級為無刷設(shè)計,并開發(fā)基于數(shù)字孿生的虛擬調(diào)試功能,未來執(zhí)行器將具備自診斷與自適應(yīng)調(diào)節(jié)能力。對于自動化產(chǎn)線設(shè)計者而言,充分利用 CKD 的系列化優(yōu)勢與氣動兼容特性,可在保證性能的同時降低升級成本,為柔性制造提供可靠的運動控制解決方案。


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