什么是气缸？关于结构、动作原理、种类、选型、各工序应用的讲解

名称	内容
缸筒	形成气缸室的部件。还兼具活塞的滑动(※)导轨。
保护盖	形成内置供排气口等气缸室的部件。分为后端盖和前端盖。
拉杆	连接缸筒和缸盖。
活塞	受到气压后，滑动缸筒内。
活塞密封件	防止气缸内部泄漏。
活塞磁环	使气缸开关可检测的磁环。
活塞杆	将活塞输出、位移传递至外部。
活塞杆密封件	防止空气从活塞杆的间隙泄漏。
轴套	滑动导承活塞杆。

※运行: 滑动的同时进行移动。

气缸的动作原理

伸出动作:　从气缸的后端气口供给压缩空气时，向着活塞伸出的方向动作，将活塞杆伸出至外部。此时，在前端施加压力的空气会排放到大气中。

缩回动作:　从气缸的前端气口供给压缩空气时，活塞杆向缩回的方向动作，缩回活塞杆。此时，在后端施加压力的空气会排放到大气中。

气缸的种类

自动化、省力化时不可或缺的气缸，有哪些种类呢？介绍典型的5种类型。

普通型

普通型气缸采用圆柱形缸体，是通用的设计。这种简单的形状可降低制造成本，并可在各种场合使用。

省空间型

省空间型气缸的行程比标准型短，由于其紧凑性和轻量在有限的空间内也可使用。价格也合理，因此生产量也得到广泛采用。

带导杆型

带导杆型是活塞通过导杆正确进行直线动作的气缸。导轨的存在使活塞稳定动作。建议在精密对齐或特定动作，或活塞杆承受侧面力的情况下使用。

带制动(带锁定)型

带制动气缸在一般型上追加了制动，活塞可在指定位置停止。这只是为了在特定位置停机或电源故障等情况下的安全措施。

无活塞杆型

无杆型气缸由于无活塞杆，总长度短，因此可节省空间。此外，还支持长行程，因此适合在希望减少物体移动及长度的情况下使用。

气缸的选型要点

气缸的种类非常多，需要根据用途及使用条件进行选择。此处对选型要点进行说明。

气缸缸径

气缸推力通过“气缸活塞的受压面积与供给压力的积”求得，称作理论推力。理论推力乘以安全率（负荷率）后的有效推力需要在驱动气缸承受负荷（负荷）所需的推力以上。为确保根据供给压力、负荷方向进行安全动作，一般将负荷率设定为30～70%。

安装方式

气缸的安装方式大致为“固定式”和“摆动式”。固定式固定气缸缸体，活塞杆移动缸体的轴心上。摆动式采用可动轴支撑的方式，使气缸缸体不固定且摆动可跟随工件动作进行安装。

根据负荷的运动方向选择合适的部件，可使气缸动作顺畅，延长寿命。

气缸行程

可制作的气缸行程因气缸的种类及缸径而异。行程较长时，对气缸缸体或活塞杆的横向作用力会增加。最大行程因负荷条件、活塞杆前端和安装方式而异，因此需要确认。此外，对活塞杆施加横向负荷时，需要重新对气缸的选型及安装进行确认。

速度

可用的速度因气缸的种类而异。对应高速的气缸备有缓冲机构，可吸收移动时产生的较大的惯性力。相反，低速驱动气缸时，由于空气特性或滑动阻力等导致动作不稳定，因此需要选择采取了该措施的低速型气缸。此外，要以规定的速度驱动气缸，确保空气量的系统选型（阀、调速阀、消音器等）也很重要。

缓冲能力

气缸的活塞速度变快时，碰到活塞末端盖时会产生冲击力，因此需要确认缓冲能力防止损坏。尤其是负荷的惯性力较大时，会导致损坏，选择具有吸收冲击的缓冲功能的气缸，可提高气缸及机械全体的耐久性。预计冲击超过气缸的缓冲能力时，需在外部设置缓冲吸收器等以吸收冲击。

环境温度、环境

环境温度和环境会影响气缸性能和耐久性。在高温、低温、粉尘较多的环境、切削油等的环境中，选择材质和机构适合这些条件的气缸非常重要。

我们所介绍的许多选型要点均参考主页上发布的选型软件和产品样本中的系统表。

气缸的特性

气缸的优点

轻量: 带简单机构的气缸轻量化，因此可减轻安装气缸的执行器及机器人负荷，减少尺寸。

紧凑且高推力：与电动执行器相比，可安装在紧凑且有限的空间中。另外，其特征是体积小巧、且具有高推力。

高速驱动: 通过调整空气流量，可高速动作。

低成本: 生产成本相对较低，因此可以降低设备投资的初始成本。

维护简单：气缸是简单的机构，维护简便，操作成本低。如果采用我司近年发售的高耐久元件HP系列，可帮助您实现气缸的长寿命化，从而大幅减少维护次数。

气缸的缺点

因为使用空气这种压缩性流体，所以有正确速度控制、位置控制困难且容易受负荷影响的缺点。

气缸以外的驱动元件

电动执行器可弥补气缸的一些弱点。气缸动作基本仅限于两点间的移动，因此多点精密的位置控制困难。电动执行器是采用电动执行器与机构部件组合的产品。与气缸相比，一般价格较高，产品尺寸有时会变大，但电动机的控制性优异，可在多点进行精密的位置控制，并可缓和行程终端的冲击。

CKD根据使用工序所推荐的气缸

与电动执行器相比，按实际的制造工序来解释气缸的特点。

移载工序

移载工序是夹持工件（夹持）的工序。

气缸的推荐要点！

・轻量性
如果卡爪较轻，可减轻搬送用执行器及机械手的负荷，从而减小尺寸。如果夹持力相同，推荐采用重量较低的气动卡爪。

・紧凑型、高推力
气动卡爪比电动执行器更紧凑。将气动卡爪安装在搬送用执行器和机器人上时，可降低在选型时考虑的惯性力矩。

・种类丰富
产品种类丰富，可根据工件选择气动卡爪。

搬送工序

搬送工序是搬送已移载工件的工序。建议用于2点间的搬送。

气缸的推荐要点！

・可搬送重量的覆盖范围
气缸与电动执行器相比，可搬送重量高，且速度也不会导致可搬送重量降低。需要快速驱动重工件时，建议使用气缸。

・垂直搬送
长尺、高速移动、垂直搬送的情况，推荐使用气缸。垂直搬送时可搬送重量也不受影响。

夹紧工序

夹紧工序是在生产线上临时固定工件的工序，用于压入、检查、组装等。

气缸的推荐要点！

・快速动作
夹紧可迅速驱动进行下一道工序。气缸的动作时间短，有助于缩短装置的运行时间。夹紧力高，建议采用紧凑且低成本的气缸。

・节能
即使夹紧时间较长，耗电量也不会提高。电动执行器在夹紧时也会消耗功率，但是气缸就不会出现这样的问题。

压入工序

压入工序是施加压力后，将另一个棒状工件推动至开孔位置等的工序。

气缸的推荐要点！

・紧凑小巧，高推力
压入工序中，需要紧凑的设计且高推力。气缸外观紧凑，但推力高且成本低。此外，便于连接外部导向，可轻松实现加固。

摆动工序

摆动是指以规定的角度重复转动以某两点间为间隔的动作。用于从输送带向检查台供给工件等进行拾放的用途。

气缸的推荐要点！

・高速旋转
摆动搬送需要高速移动。气缸可在180°旋转时高速移动，并且可节省成本。

CKD的气缸

支持工业领域的系统自动化

CKD实现了低成本的自动化，除了可在广泛工业领域使用的气缸外，更涵盖了电动执行器、直驱马达、凸轮单元、助力装置等其他的产品群。

高耐久元件HP系列

高耐久元件HP系列是以“不停运的生产设备”和“实现稳定运转”为目的所设计的长寿命气缸。通过延长气缸寿命，可大幅减少维护次数，也有助于减少更换时产生的废弃物。使用高级气缸，实现与碳中和相关的差异化提案。

气动与电动的取长补短

CKD致力于气缸和电动执行器的研发及制造。关于气动与电动的功能、成本、选型的事宜，请垂询本公司。