日本CKD喜开理线性导轨卡爪LSH-HP1系列详细解析

更新时间：2025/10/30

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一、结构设计：刚性与集成性的底层支撑

（一）导轨 - 卡爪一体式刚性架构

LSH-HP1 系列以 “全域刚性均衡" 为设计核心，采用导轨与爪指一体化结构，摒弃传统分离式设计的连接间隙，导轨刚性较旧型产品提升 30%，大幅增强容许力矩承载能力。导轨本体选用高强度铝合金经 CNC 精密加工而成，表面经硬质阳极氧化处理（膜厚 15μm，硬度 HV300），配合淬硬处理的滑动轨道，可抑制高频动作时的振动形变，为高精度抓取奠定机械基础。

针对安装与维护便利性，创新采用导轨板设计，可在卡爪缸安装于机械臂或设备的状态下直接更换开关，无需拆解整体结构，开关更换时间较传统设计大幅缩短。本体结构按缸径梯度优化：缸径涵盖 φ6 至 φ32，对应动作行程 4mm 至 22mm（长行程型号 LSHL-A-HP1 可达 22mm），重量控制在 0.032kg 至 0.81kg 之间，兼顾刚性与轻量化需求。

（二）分级防护密封系统

根据应用场景差异提供多重密封配置：基础款 LSH-A-HP1 采用无橡胶盖设计，核心运动部位通过特殊配方耐磨损垫圈实现密封；增强款 LSH-G/F-HP1 加装橡胶盖，配合优化的密封结构，防护等级达 IP65，可抵御粉尘与低压液体飞溅，适配食品制造、电池生产等需清洁或多尘的环境。活塞与缸体的配合面采用间隙密封与接触密封双重设计，密封圈选用耐油丁腈橡胶，在 - 10℃至 60℃环境温度下保持稳定密封性能，同时降低滑动摩擦阻力。

二、核心性能：精度、刚性与耐久性的三重突破

（一）微米级定位精度保障

依托一体式导轨结构与精密加工工艺，重复精度稳定在 ±0.01mm，通过追加以夹持中心为基准的定位孔设计，可轻松重现 ±0.025mm 的定心精度，满足电子元件装配、精密检测等场景的定位需求。导轨滑动面采用滚珠导向技术，摩擦系数低至 0.003，配合预紧设计消除间隙，使卡爪开合过程中的直线度误差控制在极小范围，确保抓取工件时的姿态一致性。

（二）梯度化夹持力输出

根据缸径规格实现差异化夹持力配置：在 0.5MPa 供给压力下，φ6 型号双作用开爪侧夹持力达 6.1N，闭爪侧 3.3N；φ32 型号开爪侧提升至 193N，闭爪侧 158N，覆盖从微型零件到中型工件的抓取需求。单作用型号分为常开与常闭两种类型，常开型 φ32 型号闭爪侧夹持力 131N，常闭型开爪侧 161N，适配不同安全需求的场景，如断电后需保持夹持或释放的工况。

（三）超 2 千万次长寿命设计

气缸部分移植 CKD 长寿命气缸的滑动技术，通过三大核心优化实现耐久性突破：一是采用适用高频动作的润滑油，形成持久润滑膜；二是配置特殊配方耐磨损垫圈，降低滑动部件损耗；三是优化密封功能，减少粉尘侵入导致的磨损。在本公司设定条件下，耐久次数突破 2 千万次，较旧型产品提升 2 倍以上，大幅减少因元件损坏导致的生产线骤停，降低更换次数与维护成本。

三、驱动与传动：气动动力的高效转化

（一）双模式气动驱动系统

支持双作用与单作用两种驱动方式：双作用型号通过交替向活塞两侧供给压缩空气实现卡爪开合，动作压力仅 0.1MPa（φ16 及以上型号），动作响应迅速且双向力值可控；单作用型号依托弹簧复位，动作压力 0.25MPa（φ16 及以上型号），结构更简洁，适配成本敏感且无需双向强力驱动的场景。

驱动核心采用精密气缸设计，缸筒内壁经珩磨处理（表面粗糙度 Ra≤0.2μm），活塞与活塞杆刚性连接，确保动力传递无迟滞。进气口采用 M3 或 M5 规格接口，适配常规气动管路，最高使用压力可达 0.7MPa，可通过调压阀灵活调整夹持力大小，适配不同材质工件的抓取需求（如软质塑料件需低压轻夹，金属件需高压稳固夹持）。

（二）导轨导向的同步传动机制

卡爪开合运动由导轨精确约束，左右爪指通过齿轮齿条或连杆机构实现同步动作，确保开合过程中夹持中心始终保持不变，避免工件偏移。导轨与爪指的连接部位采用高强度螺栓紧固，配合定位销实现精准装配，在高频开合（可达每分钟数百次）工况下仍能保持传动稳定性，这也是其重复精度得以保障的关键因素。

四、控制与适配：自动化系统的无缝集成

（一）多类型传感与反馈配置

内置开关用磁环，可适配多种无接点开关：包括 NPN 输出的 F2S/F3S 系列、PNP 输出的 F2H/F3H 系列等，覆盖可编程控制器专用及继电器兼容等不同需求。开关输出信号稳定，漏电流控制在 1mA 以下（部分型号低至 10μA），耐冲击性能达 980m/s²，可在振动环境中可靠工作。LED 指示灯实时显示开关状态，便于现场调试与故障排查。

（二）宽范围环境与设备兼容

使用流体为压缩空气，无需复杂介质处理，环境温度适应范围 - 10℃至 60℃，且明确要求避免冻结，适配大多数工业场景。与气动型 LCR 系列尺寸兼容，无需变更设备设计或改造即可直接替换，降低升级成本。控制系统支持与主流 PLC 通过数字信号交互，可集成到自动化生产线的抓取、搬运、装配等工序中，实现精准的动作时序控制。

五、维护与寿命：降低总拥有成本的设计

（一）易维护结构与耗材体系

采用模块化设计，本体更换与维修便捷，消耗性零件可通过专用套件更换，包括 CR 环、活塞桿垫圈、O 形环等关键密封与滑动部件，φ10 及以上型号均提供对应的零件套件（如 LSH-10K-HP、LSH-16K-HP 等）。导轨板与开关的组合设计，使传感器维护无需拆卸卡爪主体，进一步缩短停机维护时间。

（二）免维护与长效润滑设计

全系列实现免给油设计，出厂时已填充长效润滑脂，在正常工况下无需额外加油，减少维护工作量的同时避免油脂污染工件，特别适配食品制造等洁净场景。润滑脂选用高频适用型，在数百万次动作后仍能保持润滑性能，与耐磨损垫圈协同作用，共同保障超 2 千万次的使用寿命。

六、场景落地：性能优势的行业应用

（一）电子与电池制造领域

φ6 至 φ16 小缸径型号适配二次电池极片抓取、芯片搬运等精密工序，±0.01mm 重复精度确保极片叠放对齐，无油设计避免污染电池材料，长寿命特性满足生产线 24 小时连续运行需求。长行程型号 LSHL-A-HP1 可应对不同尺寸电芯的抓取，提升设备通用性。

（二）食品制造行业

附橡胶盖的 LSH-G/F-HP1 型号凭借 IP65 防护等级与不锈钢材质选项（部分型号），可抵御清洗过程中的液体飞溅，无油设计符合食品卫生要求，夹持力梯度适配从包装纸盒到小型食材的抓取，重复精度保障灌装、分拣等工序的定位准确性。

（三）通用工业自动化

φ20 至 φ32 大缸径型号用于中小型工件搬运、机床上下料等场景，193N 的最大夹持力可稳固抓取金属零件，高刚性导轨抵御搬运过程中的惯性力，与 LCR 系列的尺寸兼容性使其成为设备升级的优选方案，大幅减少更换带来的调试成本。

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