前言
自動化設備的開發上，元件的選用是一件攸關重要的事情，好元件選用會讓自動化設備性能更加、故障率更低，但是自動化設備開發時的元件選用百百種，到底每個元件最適合用在什麼地方呢？這篇文章來和讀者說明＂無桿氣缸＂這個件的特性與使用方法。
什麼是無桿氣缸？
自動化設備的動作元件中，經常會使用氣壓缸作為驅動，氣壓缸的做動原理與針筒相似，透過空氣推力推動活塞，使活塞桿移動。氣壓缸比起電動裝置，有著無電機負載、不升溫、高性價比又輕量化的優點，但因為結構的關係，相對來說也有著比較大的體積，而無桿氣缸則是有著普通氣壓缸的特性，又有比標準氣壓缸體積更小的優點。
(最基本的無桿氣缸，由缸體與滑塊構成，當空氣壓力從左右兩端的進氣口進出，中間的滑塊就會被氣壓驅動向左右移動)
無桿氣缸如何應用在自動化設備？
- 搬運移載輕量的物體
- 作為機構的運動元件
- 架設裁刀作為裁切元件
在自動化設備上，無桿氣缸適合長行程的搬移動作，例如兩點的直線搬運動作，又或者當作機器夾取機構的移動元件。無桿氣缸除了文中開頭最基本的構型以外，也有含引導結構的各種構型，會以直線滑軌、滾珠軸承搭配軸承鋼的方式，來增加無桿氣缸的負載強度，這樣整組化的構型，除了可以減少自動化設備的開發時間，零件的安裝替換也會相對容易許多。
（無桿氣缸除了基本的構型，也有包含引導結構的構型）
無桿氣缸如何做到縮小體積？
無桿氣缸的佔用空間，約等於標準氣缸的一半的長度，可以極大縮小體積的原因，在於無桿氣缸少了氣缸桿這個元件，讀者可以發現，為了要容納活塞的空間並且伸出氣缸桿，標準的氣缸實際推出去的行程長度，實際上只有整體長度的約略一半，舉例來說：標準氣氣缸若需要200mm的行程，則需要200mm氣缸桿常加上200mm活塞空間，整體長度略為440~460mm；若為無桿氣缸，則需要約5~60mm滑塊加上200mm的活塞空間，整體長度略為250~280mm。
（標準氣壓缸的剖面圖，紅色的部分為活塞桿、活塞元件）
選用時機與成本評估
自動化設備的開發上成本是一個重要因素，而無桿氣缸的價格，約介於相近規格的標準氣缸的1.5～2.5倍，但如果將功能相近功能的電機元件一起考慮，其實成本上還是相對划算的。例如說較長的兩點之間的移載機構，如果個案例需要的負載不是太重、速度不是太快、同時也是兩點移動，那這個時候選用無桿氣缸，就是一個相當高性價比的選擇。
結論
如此介紹看似無桿氣缸的優勢相當明顯，極大化了節省了執行元件的空間，也許讀者會好奇，如果價格允許，那是不是所有的標準氣缸都可以更換成無桿氣缸，來縮小機器設備的體積呢？
事實上並不是這樣的，無缸氣缸雖然有著尺寸上的絕對優勢，但在先天的結構上，卻有著不如標準氣缸的致命缺點。也許讀者也有個疑惑，就是無桿氣缸既然沒有氣缸桿，活塞又是完全密封的元件，那究竟怎麼透過氣壓推動滑塊？上面難道藏了什麼黑科技嗎？
下一篇的文章自動化設備開發－最小空間的無桿氣缸應用(二)，我會分析無桿氣缸的內部結構，並且實際介紹該元件在自動化設備開發上的設計方法。
