日本CKD喜开理支点卡爪HBL系列解析

一、型号组成

HBL 系列型号采用模块化分段编码逻辑,各字符段精准承载产品核心属性与配置信息,编码结构可分为 “系列标识 - 核心规格 - 功能选项 - 开关配置 - 开关数量" 五部分,具体解析如下:
前缀 “HBL" 为支点卡爪的固定系列标识,直接彰显 “支点驱动、广角开闭" 的核心产品特征。中间核心规格段由数字与字母组合构成,涵盖 1C、2CS、3CS、4CS 四种规格,分别对应 φ40、φ15、φ20、φ25 的缸径等级,是区分产品基础尺寸与负载能力的关键代码。
功能选项段通过特定符号区分动作方式与附加配置:无符号代表标准双作用型,可通过气压实现夹爪双向驱动;O 为单作用常通型,常态保持张开状态;C 为单作用常闭型,常态保持闭合状态;Y1 代表配备 S50C 金属材质小爪,Y2 则为配备 MC 尼龙材质小爪,可根据工件特性灵活选择。
开关配置段以字母标识开关类型,S0 为无接点 3 线式(可编程控制器专用),S2、S3 为无接点 2 线式(S2 为单色表示型,S3 不带指示灯),S5 为有接点 2 线式,后续数字 3 或 5 分别对应 3m、5m 加长导线,无数字则为 1m 标准款。末尾开关数量段中,R 表示开侧带 1 个开关,H 表示闭侧带 1 个开关,D 表示同时带 2 个开关,不带开关的基础型号可直接省略开关相关编码。
以典型型号 “HBL-2CS-O-S2-R" 为例,其含义为:HBL 系列支点卡爪,核心规格 2CS(φ15 缸径),单作用常通型动作方式,配备无接点 2 线式 S2 开关(导线 1m),开侧安装 1 个开关。开关单体型号则采用 “开关主体 + 安装部件" 的组合表示,如 S2 开关主体搭配 HBL S 安装部件,型号为 HBL S2。

二、衍生系列

HBL 系列基于动作方式、功能配置与维护需求形成多元衍生体系,可分为三大类衍生方向:

(一)动作型式衍生系列

核心分为双作用型与单作用型两大分支。双作用型(无功能选项符号)凭借双向气压驱动,适配需要精准控制夹爪开闭节奏的场景,如自动化装配线的高频抓取工序。单作用型进一步细分为常通型(O 后缀)与常闭型(C 后缀),常通型常态保持张开,断电断气时仍能维持开放状态,便于工件取放;常闭型常态保持闭合,突发断气时可牢牢夹持工件,防止坠落,适配安全性要求较高的搬运场景。

(二)功能配置衍生系列

以基础款为核心,通过附加配置形成增强型号。小爪配置衍生型号分为 Y1(S50C 金属小爪)与 Y2(MC 尼龙小爪)两类,金属小爪适配重型或硬质工件抓取,尼龙小爪则因材质柔软,可避免划伤电子元件、光学部件等精密工件表面。开关配置衍生型号覆盖无开关基础款与带开关增强款,带开关型号可根据控制系统需求选择 3 线式(S0)、2 线式无接点(S2、S3)或 2 线式有接点(S5)类型,搭配 1m、3m、5m 不同导线长度,满足近距离集成与远距离控制的多样需求。

(三)维护配件衍生系列

针对设备长期运行需求,提供专用维护配件型号。核心包括开关单体与安装部件套装,如 S2、S3 等不同类型开关主体可单独采购,搭配对应的 HBL S 安装部件,便于故障时快速更换,减少停机时间。此外,针对密封件、支点轴等易损部件,虽无单独型号标识,但可通过核心规格代码匹配原厂维修套件,涵盖丁腈橡胶密封件、合金钢支点轴等关键部件,保障设备持续稳定运行。

三、规格要点

(一)流体与压力特性

系列采用压缩空气作为驱动流体,要求工作介质经 40μm 以上滤网过滤,确保洁净度以延长部件寿命。使用压力范围统一为 0.3~0.7MPa,保证耐压力达 1.05MPa 以上,可适应多数工业气压系统。双作用型凭借双向气压驱动,开闭力输出均衡;单作用型则依托弹簧辅助动作,在节能的同时提升应急安全性。

(二)环境与连接规格

环境适应性方面,可在 5~60℃温度范围内稳定运行,需避免冻结环境导致密封件硬化或传动卡滞。配管连接口径根据核心规格分级配置:2CS、3CS 型号适配 M5 螺纹接口,1C、4CS 型号则采用 Rc1/8 螺纹接口,分别匹配不同流量需求,确保动作响应速度。

(三)结构与材质特性

结构设计上,采用支点驱动的肘节式机构,实现 - 5°~20° 的广角开闭范围,大幅降低工件拾放时的位置调整难度。材质选用兼顾轻量化与耐磨性:本体采用铝合金精密加工,表面经氧化处理提升抗腐蚀能力;卡爪座、支点轴、动作轴选用高强度钢材,经热处理强化硬度;活塞材质根据规格差异化配置,1CS 型号为不锈钢,2~4CS 型号为乙缩醛树脂;密封件统一采用丁腈橡胶,保障密封性与耐油性。

(四)安装与维护特性

安装灵活性突出,本体配备 3 个方向安装面,可实现正面、侧面、尾部多方位装配,适配不同设备布局。维护方面无需强制给油,若需润滑可使用透平油 1 种 ISO VG32,传动部位预装的润滑脂可满足长期运行需求。开关安装采用标准化沟槽设计,无需额外加工即可适配各类传感器,且开关负荷随温度动态适配,60℃工况下负荷电流需控制在 5~15mA 范围,提升高温环境适用性。

四、核心技术参数

(一)基础尺寸与质量参数

核心规格与基础参数呈明确对应关系:1C 规格缸径 φ40、杆径 φ10、往复内部容积 0.5cm³、本体质量 0.22kg;2CS 规格缸径 φ15、杆径 φ8、往复内部容积 2.2cm³、本体质量 0.39kg;3CS 规格缸径 φ20、杆径 φ12、往复内部容积 4.3cm³、本体质量 0.82kg;4CS 规格缸径 φ25、杆径 φ14、往复内部容积 14.2cm³、本体质量 0.09kg,轻量化设计适配各类小型自动化设备。

(二)夹持力性能参数

夹持力随供给压力、爪长及动作型式呈现梯度变化。以双作用型为例,在 0.7MPa 压力下,1C 规格闭方向夹持力随爪长增加可达 80N,开方向约 60N;2CS 规格闭方向夹持力最高 50N,开方向约 40N;3CS 规格闭方向夹持力达 160N,开方向约 120N;4CS 规格闭方向夹持力可至 500N,开方向约 400N。单作用型夹持力相对较弱,O 型(常通)开方向夹持力较双作用型弱 20~30%,C 型(常闭)开方向夹持力弱 10~20%。

(三)精度与运行参数

重复精度稳定在 ±0.03mm,依托支点轴与动作轴的精密配合,可满足中小型工件的精准定位需求。动作速度方面,在标准气压下,双作用型开闭速度可达 100~300mm/s,单作用型因弹簧辅助,速度略低但响应更迅速。耐久性能突出,在标准测试条件下(0.5MPa 压力、每分钟 100 次动作),耐久次数可达千万次级别,密封件与传动部件的材质优化有效延长了使用寿命。

五、应用案例

(一)汽车电子传感器装配场景

在车载温度传感器外壳的自动化生产线中,HBL-3CS-Y1-D 型号被广泛应用于金属壳体的抓取与搬运。该型号 φ20 缸径提供的 160N 夹持力可稳定抓取带凸缘的壳体工件,-5°~20° 广角开闭特性无需调整机械臂高度即可完成料盘取料与装配工位放料,搭配的 S50C 金属小爪避免了壳体表面刮伤。双开关配置(D 后缀)可实时监测夹爪开闭状态,确保与焊接工序的精准衔接,±0.03mm 的重复精度保障了传感器引脚与壳体的装配同轴度。

(二)3C 产品精密组装场景

某手机制造商在中框 CNC 加工后的抓取工序中,选用 HBL-2CS-Y2-S2-R 型号。MC 尼龙小爪(Y2 后缀)对铝合金中框形成柔性夹持,有效规避了切削液残留导致的工件打滑问题,M5 配管接口适配设备的小型化气压系统。L 型导线的 S2 开关可精准反馈夹持信号,配合设备控制系统实现每分钟 120 次的高速分拣,多方向安装特性使其能适配紧凑型加工单元的狭窄空间布局。

(三)小型电机制造场景

在微型步进电机的转子与端盖压装工序中,HBL-4CS-C-S0-H 型号发挥重要作用。单作用常闭型(C 后缀)在突发断气时可保持闭合夹持,防止转子坠落造成的设备损坏,φ25 缸径提供的 500N 夹持力足以应对压装时的反作用力。3 线式 S0 开关适配 PLC 控制系统,可与压装机形成联动控制,闭侧单开关(H 后缀)简化了接线布局,同时满足转子定位的高精度需求。

(四)家电继电器分拣场景

某家电企业在继电器成品分拣线上,采用 HBL-1C-O-S5-D 型号实现不同规格继电器的分类抓取。单作用常通型(O 后缀)在无气压时保持张开,便于人工补料时的设备调试,有接点 S5 开关可直接适配继电器控制系统,双开关配置可分别监测抓取与释放状态。Rc1/8 配管接口保障了高频动作下的气流供给,使设备能适配每分钟 150 次的分拣节拍,金属小爪则确保了继电器外壳的稳定抓取。


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