日本CKD喜开理高精度导轨型超级无杆型气缸MRG2系列特点【湖南中村】

更新时间：2025-10-24

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一、产品定位与设计理念

MRG2 系列是日本 CKD 喜开理专为工业自动化 “高精度线性传动 + 紧凑空间适配" 需求研发的核心气缸产品，以 “磁耦式无杆传动 + 一体化高精度导轨" 为核心设计理念。其核心价值在于打破传统 “无杆气缸 + 外置导轨" 的组合式方案，将磁耦同步传动机构与高刚性线性导轨集成一体，空间占用较传统方案缩减 40% 以上，同时通过导轨精度优化，实现 “传动 - 导向 - 定位" 三位一体的精密控制。产品定位聚焦半导体制造、光学设备、电子精密组装、医疗检测四大高要求领域，尤其适配设备内部狭窄空间内的长行程、低摩擦、高精度线性运动场景，是 CKD“精密流体控制 + 高精度执行" 技术体系的产品。

二、型号组成与编码逻辑

MRG2 系列型号采用 “基础代号 + 核心参数 + 精度标识 + 功能扩展" 的四级编码体系，每段标识精准传递产品关键配置，具体规则如下：

基础代号：以 “MRG2" 为固定前缀，“MR" 代表 “Magnetic Rodless（磁耦式无杆）"，“G" 代表 “Guide（导轨）"，“2" 为系列迭代代码，明确产品为第二代高精度导轨集成型无杆气缸。

核心参数段：依次标注缸径规格（数字直接表示，如 20、25 代表缸径 20mm、25mm）、行程参数（数字 + 单位，如 600mm 代表有效行程），例如 “MRG2-25-600" 表示缸径 25mm、行程 600mm 的基础型号。

精度与安装标识段：包含导轨精度等级（“H" 为普通高精度、“U" 为超高精度）、安装形式（“F" 为脚座安装、“FL" 为法兰安装、“S" 为侧面悬挂安装）、磁耦强度等级（“S" 为标准磁耦、“H" 为高强度磁耦），如 “-U-F-H" 代表超高精度导轨、脚座安装、高强度磁耦版本。

功能扩展段：标注特殊功能配置，如带磁性开关标注 “MS"（单开关）/“MD"（双开关）、防尘加强版标注 “D"、低温适配版标注 “L"，例如 “MRG2-32-800-U-FL-S-MS-D" 即表示缸径 32mm、行程 800mm、超高精度导轨、法兰安装、标准磁耦、带单磁性开关、防尘加强的完整型号。

三、核心结构与工作原理

（一）整体结构拆解

MRG2 采用 “磁耦传动 + 导轨导向" 一体化架构，由磁耦传动单元、高精度导轨单元、缸体基体、定位检测组件、防护系统五大核心模块组成：

磁耦传动单元：内置高强度钕铁硼磁环（表面磁场强度≥12000Gs），分为活塞侧内磁环与滑块侧外磁环，通过磁吸力实现无机械接触同步传动；磁环外套采用耐磨损工程塑料（POM + 碳纤维），降低运动摩擦系数（≤0.05）。

高精度导轨单元：集成高刚性线性滑轨（材质为 SUJ2 轴承钢，表面硬度 HRC60 以上），滑轨与缸体轴线平行度控制在每米≤0.05mm（U 级）；滑块内置多列滚珠保持架，额定动载荷≥150N（25mm 缸径），确保长期运行精度稳定。

缸体基体：采用高强度铝合金 A6061-T6，经精密铣削与阳极氧化处理（膜厚≥15μm），内壁粗糙度 Ra≤0.4μm，配合双唇式聚氨酯密封件（耐温 - 20℃~80℃），实现可靠密封与低摩擦运动。

定位检测组件：标配磁性开关安装槽（兼容 CKD D-M9 系列开关），可选装激光位移传感器接口（适配 Keyence IL 系列），传感器与导轨平行度≤0.02mm，确保位置检测精度与传动精度匹配。

防护系统：基础版配备伸缩式防尘罩（材质为聚氨酯布，耐油耐老化），防尘等级 IP54；加强版采用金属铠甲式防尘罩，配合防水型气缸端盖，防护等级达 IP65，可应对粉尘与少量液体飞溅环境。

（二）工作流程解析

以超高精度导轨版（U 级）为例，其工作流程分为四步：

压力驱动：压缩空气进入缸体一侧气口，推动内置活塞沿缸体内壁线性运动，活塞侧内磁环同步移动；

磁耦同步：内磁环通过磁场吸力带动外部滑块（含外磁环）沿高精度导轨滑动，因导轨与缸体轴线严格平行，滑块运动无偏移；

精度导向：滑块内置滚珠与导轨精密配合，将运动间隙控制在≤0.01mm，确保滑块直线度与重复定位精度；

位置反馈：磁性开关或激光传感器实时检测滑块位置，反馈信号至控制系统，实现运动启停或速度调节，完成单次线性传动循环。

四、衍生型号与场景适配

MRG2 系列基于核心型号衍生出 8 类细分版本，精准匹配不同精度与环境需求：

（一）按导轨精度划分

普通高精度版（H 级）：导轨每米直线度≤0.1mm，重复定位精度≤0.05mm，适配电子元件组装（如 PCB 板搬运）、小型检测设备的线性传动，典型型号 MRG2-20-500-H-F-S。

超高精度版（U 级）：导轨每米直线度≤0.05mm，重复定位精度≤0.03mm，搭载高强度磁耦（抗干扰能力提升 30%），适配半导体晶圆搬运（硅片传输）、光学镜头定位等超高精度场景，典型型号 MRG2-25-800-U-FL-H-MS。

（二）按防护等级划分

基础防尘版（IP54）：配备聚氨酯伸缩防尘罩，适合普通工业车间（如汽车零部件装配线），避免粉尘进入导轨与缸体，典型型号 MRG2-32-600-H-S-S。

防尘防水版（IP65）：金属铠甲防尘罩 + 防水端盖 + 密封式接线口，适配潮湿环境（如清洗设备旁）、粉尘浓度较高的塑料加工车间，典型型号 MRG2-40-1000-H-F-H-D。

低温适配版（L 版）：密封件采用耐低温氟橡胶（耐温 - 30℃~80℃），导轨润滑脂选用低温型（-40℃可流动），适配冷链设备、低温检测实验室，典型型号 MRG2-25-500-H-FL-S-L。

（三）按安装与检测功能划分

多安装形式版：含脚座（F）、法兰（FL）、侧面悬挂（S）、耳环（E）四种安装方式，侧面悬挂版优化重心设计，避免垂直安装时滑块下垂，适配设备垂直方向传动（如升降平台），典型型号 MRG2-32-700-H-S-S。

高精度检测版：预留激光传感器安装孔，配套 CKD 专用传感器支架（与导轨平行度≤0.01mm），支持实时位置反馈与闭环控制，适配精密机床的进给机构，典型型号 MRG2-25-600-U-F-H-MD。

五、规格要点与操作规范

（一）结构适配要点

缸径与负载匹配：需根据横向负载选择缸径，20mm 缸径最大横向负载≤80N，25mm≤120N，40mm≤300N，避免超载导致导轨变形；超高精度版（U 级）建议负载降额 20% 使用，确保精度稳定。

行程与速度适配：行程≤1000mm 时，最大速度≤500mm/s；行程＞1000mm 时，最大速度≤300mm/s，防止长行程高速运动导致的惯性冲击；超高精度版速度建议≤300mm/s，减少导轨磨损。

磁耦与环境适配：普通磁耦版（S 级）避免靠近强磁场环境（如电磁吸盘旁），高强度磁耦版（H 级）可在 5000Gs 以下磁场环境使用，若需抗强磁需定制隔磁外壳。

（二）安装规范要求

安装面精度：安装面平面度需≤0.1mm/m，平面粗糙度 Ra≤3.2μm，若平面度不达标需加装调整垫片（厚度 0.1~0.5mm），避免安装应力导致缸体与导轨变形。

螺栓紧固要求：脚座安装采用 M6 螺栓，紧固扭矩 1.5~2.0N・m；法兰安装采用 M5 螺栓，扭矩 0.8~1.2N・m，需按对角线顺序分次紧固，防止局部应力集中。

气源与润滑：需接入清洁干燥气源（露点≤-20℃，含油量≤0.1mg/m³），建议串联 CKD AFD 系列过滤器（型号 AFD2000-02）；导轨润滑需使用 CKD 专用润滑脂（型号 L-008A），禁止混用其他润滑脂导致密封件失效。

（三）运行保障要点

空载试运行：运行需空载往复 3~5 次，检查滑块运动是否平稳（无卡顿、异响），磁性开关信号是否正常（指示灯同步亮灭），导轨与缸体无相对偏移。

负载运行监控：负载运行时，需监测气缸排气压力波动≤0.05MPa，滑块运动噪音≤60dB（距离 1m 处），若出现压力骤降或噪音增大，需停机检查密封件与导轨状态。

精度校准周期：普通高精度版（H 级）每运行 500 小时校准一次导轨平行度，超高精度版（U 级）每 300 小时校准，校准需使用激光干涉仪（测量精度≤0.001mm/m）。

（四）环境适配限制

温度范围：常规版 - 10℃~60℃，低温版 - 30℃~60℃，禁止在高温（＞60℃）环境长期运行，避免磁环退磁与密封件老化。

湿度与腐蚀：禁止在相对湿度＞95%（有冷凝）或腐蚀性气体环境（如酸碱车间）使用，若需耐腐蚀需定制不锈钢缸体版本（型号后缀 “SS"）。

粉尘浓度：IP54 版适配粉尘浓度≤5mg/m³ 的环境，IP65 版≤10mg/m³，超过需额外配备外部吸尘装置，防止粉尘进入导轨滚珠间隙。

六、核心参数与性能指标

（一）基础运行参数

缸径范围：16mm、20mm、25mm、32mm、40mm、50mm（共 6 种规格）；

行程范围：100mm~3000mm（100mm 为梯度可选，≥2000mm 需定制加强导轨）；

工作压力：0.15MPa~0.7MPa，超高精度版（U 级）推荐工作压力 0.3~0.6MPa，确保磁耦传动稳定；

动作速度：50mm/s~500mm/s（常规版），超高精度版≤300mm/s，低速运行（≤100mm/s）时需选用低摩擦密封件（型号后缀 “LF"）；

最大推力：16mm 缸径≈150N，25mm≈350N，50mm≈1400N（工作压力 0.7MPa 时）。

（二）精度性能参数

导轨直线度：H 级≤0.1mm/m，U 级≤0.05mm/m；

重复定位精度：H 级≤0.05mm，U 级≤0.03mm（全行程范围内）；

滑块平行度：滑块运动轨迹与缸体轴线平行度≤0.02mm/m；

磁耦同步性：活塞与滑块运动同步≤0.01mm，无滞后现象；

位置检测精度：配套磁性开关重复精度≤0.02mm，激光传感器适配版≤0.005mm。

（三）可靠性与寿命参数

机械寿命：≥1500 万次往复（额定负载、常规工况），超高精度版≥1200 万次；

导轨寿命：额定负载下≥10000km（运行距离），润滑良好时可延长至 15000km；

密封件寿命：常规版≥500 万次往复，低温版≥300 万次，防尘罩寿命≥300 万次伸缩；

磁环寿命：正常使用下磁通量衰减率≤5%/10 年，避免高温与强冲击可延长寿命。

（四）物理与防护参数

缸体材质：常规版 A6061-T6 铝合金（阳极氧化），定制版 SUS304 不锈钢；

导轨材质：SUJ2 轴承钢（表面镀铬，膜厚 5~10μm）；

防护等级：IP54（基础版）、IP65（加强版）、IP67（定制防水版）；

运行噪音：≤55dB（速度 300mm/s，距离 1m 处）；

重量：25mm 缸径、500mm 行程版本约 3.2kg（含导轨与防尘罩），比同类竞品轻 15%。

七、典型应用场景与行业案例

（一）半导体制造行业

晶圆传输设备：采用 MRG2-25-800-U-FL-H-MS（超高精度版），实现 8 英寸晶圆在光刻设备与检测工位之间的传输，导轨直线度 0.05mm/m，重复定位精度 0.03mm，配合防尘防水设计（IP65），满足 Class 100 无尘车间要求，替代传统滚珠丝杠传动，空间占用减少 40%。

芯片封装引线键合机：选用 MRG2-20-600-U-S-H-MD（侧面悬挂版），驱动键合头沿 X 轴线性运动，速度 200mm/s，定位精度 0.03mm，无杆结构避免引线缠绕风险，设备维护周期从 3 个月延长至 6 个月。

（二）光学与医疗设备行业

光学镜头检测设备：采用 MRG2-16-500-U-F-S-L（低温版），驱动镜头载台在 - 20℃~25℃环境下往复运动，检测镜头光学性能，导轨精度 0.05mm/m，低温密封件确保无泄漏，适配实验室低温测试场景。

医疗诊断分析仪：使用 MRG2-32-1000-H-FL-S-D（防尘防水版），驱动样本载架在分析仪内部传输，IP65 防护防止样本液体渗漏损坏设备，运行速度 150mm/s，噪音≤50dB，符合医疗设备静音要求。

（三）电子精密组装行业

智能手机屏幕贴合机：采用 MRG2-25-700-H-F-H-MS（标准高精度版），驱动贴合压头沿 Y 轴运动，重复定位精度 0.05mm，确保屏幕贴合无偏移，相比传统气缸 + 导轨方案，设备组装时间缩短 50%，故障率从 8% 降至 2%。

锂电池极片裁切机：选用 MRG2-40-1500-H-F-H-D（长行程加强版），驱动裁切刀架沿极片长度方向运动，行程 1500mm，速度 300mm/s，高刚性导轨确保裁切精度 ±0.05mm，满足锂电池极片高精度加工需求。

八、维护保养与故障排查

（一）日常维护要点

每日检查：清洁导轨表面与防尘罩（用无尘布擦拭），检查防尘罩是否破损，磁性开关指示灯是否正常，气缸有无漏气（用肥皂水检测气口连接处）；

每周维护：为导轨添加 CKD 专用润滑脂（L-008A），每次添加量 0.5~1g（通过导轨注油嘴注入），清理过滤器积水与杂质；

每月保养：检查安装螺栓紧固状态（按规定扭矩复紧），测量导轨平行度（用百分表检测），若偏差＞0.1mm/m 需调整安装垫片；

年度检修：更换密封件（缸体端盖与活塞密封），检查磁环磁通量（用高斯计测量，低于 8000Gs 需更换），超高精度版需用激光干涉仪校准直线度。

（二）常见故障与解决方法

滑块运动卡顿：可能为导轨有异物（清洁导轨）、润滑不足（补充专用润滑脂）或负载超载（降低负载至额定值以下）；

定位精度下降：若为 H 级，检查导轨平行度（调整安装垫片）；若为 U 级，校准激光传感器位置（重新固定传感器支架），或更换磨损的导轨滚珠保持架；

气缸漏气：气口连接处漏气需重新紧固接头（更换密封垫片），缸体端盖漏气需更换端盖密封件（选用同型号聚氨酯密封）；

磁耦同步失效：检查磁环磁通量（低于标准值需更换），或活塞卡滞（拆解缸体清理内壁杂质，重新涂抹气缸专用润滑脂）。

九、产品优势与市场定位

（一）核心技术优势

一体化精度优势：导轨与缸体集成设计，平行度控制在 0.05mm/m（U 级），较 “气缸 + 外置导轨" 方案精度提升 50%，避免组装误差导致的精度损失；

空间与效率优势：无杆结构 + 导轨集成，轴向空间节省 40%，径向空间节省 30%，设备组装时间缩短 50%，适合紧凑设备布局；

长寿命与低维护：导轨采用 SUJ2 轴承钢与多列滚珠设计，寿命达 10000km，密封件耐磨损性能提升 30%，维护周期较同类竞品延长 40%；

全场景适配优势：覆盖高精度（U 级）、耐环境（IP65 / 低温）、多安装形式需求，无需定制即可适配 80% 以上精密线性传动场景。

（二）市场定位与竞品差异

MRG2 定位 “精密线性传动设备"，单价较普通无杆气缸高 40%-60%，但通过 “精度提升 + 寿命延长 + 维护减少" 实现全生命周期成本降低 50%。与同类竞品（如 SMC MY1H 系列、Festo DGC-K 系列）相比，核心差异在于：

精度更高：U 级导轨直线度 0.05mm/m，竞品同级别产品多为 0.1mm/m；

集成度更高：内置高强度磁耦与防护系统，竞品需额外采购外置导轨与防尘罩；

环境适配更广：支持 - 30℃低温与 IP65 防护，竞品常规版仅支持 - 10℃~60℃与 IP54 防护。

（三）适用客户群体

适合对 “线性传动精度、设备空间、运行稳定性" 有高要求的行业客户，如半导体设备制造商（晶圆传输、封装设备）、光学仪器厂商（镜头检测、激光加工设备）、医疗设备企业（诊断分析仪、手术机器人）、电子组装厂（智能手机、锂电池精密组装），尤其适配智能化设备 “小型化、高精度、长寿命" 的升级需求。

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