广州市威恒电子有限公司WEF-R-MHZ2-20A-10-2N旋转电动夹爪在自动化设备全自动精密注油机旋转抓取注油口密封塞的应用案例

威恒电子WEF-R-MHZ2-20A-10-2N旋转电动夹爪：破解电子烟精密注油“取塞”难题，助力产线良率飙升

供稿人： 威恒电子应用技术工程师 — 余工

分享人： 威恒电子技术事业部

一、 客户行业背景与设备困境

1. 行业介绍与设备名称

近年来，国内电子烟行业监管趋严，行业竞争已从单纯的“产能竞赛”转向“品质与成本”的精细化较量。在电子烟的核心部件——雾化芯的生产流程中，全自动精密注油机（又称电子烟灌装机、雾化器注液设备）是决定产品口感与安全性的心脏设备。

以华南某国家级高新技术电子烟代工厂（客户W）为例，该厂拥有50条全自动雾化芯装配线，日产能突破80万颗。在该厂的注油工序中，为了防止烟油挥发及污染，注油口在注油前需由硅胶密封塞（俗称硅胶帽）进行封堵，在注油工位则需先将该密封塞拔出，注油完成后再重新压装。

2. 当前设备的困境与损失

该客户此前一直采用传统气动旋转夹爪配合直线模组来实现“旋转找正+拔塞”的动作。然而，在实际生产中，这套配置成为了整线最大的“痛点”：

1.故障频发，产线频繁停摆： 气动夹爪依靠节流阀调节速度，冲击大，且由于硅胶密封塞材质柔软、公差波动大，经常出现“夹爆”密封塞（导致废品）或“夹滑”（导致注油针头撞针，损坏设备）。

2.数据支撑： 该工位故障率占总停机时间的 35% 。

3.成本损失放大： 每一次堵料或撞针，操作工需花费5-8分钟拆装模组清理残胶。按单条线每小时停机成本800元计算，全厂50条线，每年因该工位导致的隐形成本损失超过 300万元。

4.寻找新方案的必要性： 气动系统无法提供“柔性力控”，且无法反馈“是否抓取到”的真实信号。为了应对高强度的24小时生产节拍，必须寻找一款能自适应抓取、带反馈信号、且能无限旋转的电动执行部件。

二、 老方案分析（气动模组）

检测原理： 老方案通过磁性开关感应气缸活塞位置判断夹爪开闭。当夹爪闭合到设定位置，PLC认为抓取成功。

故障原因分析：

1.材质适应性差： 硅胶塞存在±0.1mm的注塑公差，气动夹爪行程固定，要么抓不牢，要么过行程压坏产品。

2.无反馈机制： 气动系统是开环控制，若密封塞歪斜，夹爪“假抓”（即内部已闭合但实际未抓取工件）但磁开灯依然亮起，导致后续注油工序空打，烟油喷射污染整机。

3.旋转受限： 气动夹爪需外加旋转气缸或中空马达，结构笨重，且往往带有气管缠绕限制，无法实现360度无限制寻位。

排除故障的代价： 现场维护人员需每2小时手动校准一次夹爪气压，每周更换一次破损的气缸密封圈，维修工单积压严重。

三、 威恒电子解决方案：旋转电动夹爪 WEF-R-MHZ2-20A-10-2N

针对客户困境，我们推荐了威恒电子自主研发的WEF-R-MHZ2-20A-10-2N 集成式旋转电动夹爪。

产品名称：旋转电动夹爪

产品型号：WEF-R-MHZ2-20A-10-2N

相关认证：

专利号：ZL 2019 1 1023529.4

详细技术参数

夹持力： 30-40N

行程： 10mm （对称开闭）

旋转角度： 360° 无限连续旋转

旋转扭矩： 2.5 N·m

控制方式： IO 脉宽调制 / 脉冲控制

特色功能： 断电自锁、到位反馈信号、驱动一体

3. 产品原理与核心特点

该产品采用伺服电机+丝杆+高精度编码器的一体化结构。区别于气动元件的“硬碰硬”，WEF-R-MHZ2-20A-10-2N具备“自适应行程”功能。夹爪在闭合过程中，编码器实时监测电流环（力矩），当夹爪触碰到硅胶塞且阻力达到预设阈值（如5N）时，电机立即停止前进并保持夹持力，同时向PLC发出“夹持到位”确认信号。

六大核心亮点：

自适应抓取： 解决硅胶塞公差问题，既抓得稳又不伤工件。

夹到反馈信号： 真正的“触觉”科技，杜绝假抓、漏抓。

替代气动： 无需气源，无油污污染，符合电子烟洁净车间标准。

驱动一体： 内置驱动器，24V直连，EtherCAT/IO直控。

断电自锁： 突然断电情况下，夹爪保持锁死状态，防止密封塞掉落砸坏针头。

360度无限旋转： 内置滑环结构，可正反无限旋转，无需复位

四、 应用实况与对比分析

1. 客户要求与匹配度

客户地域： 广东深圳（电子烟产业高地）。

行业地位： 国内电子烟OEM代工前三强。

具体要求： 节拍必须小于0.8秒/次；夹持力必须控制在3-8N之间（防止硅胶变形导致漏油）；能兼容多种尺寸的异形密封塞。

匹配原因： 我们的WEF-R-MHZ2-20A-10-2N体积小巧（缸径20mm），可轻松集成在现有注油机的X-Y-Z轴模组上。其可编程的夹持力完美契合了客户多种物料的切换需求。

2. 接线与操作说明

安装时，将24V电源接入驱动器，IO接口连接PLC。

输入： 启动夹紧（力矩模式），启动旋转（脉冲数设定角度）。

输出： 夹紧到位输出、旋转到位输出、报警输出。

操作流程： 夹爪下降 -> 夹取信号触发 -> 反馈“已夹住”-> 提升并旋转180度（将塞子移至暂存位）-> 注油机注油 -> 夹爪返回 -> 将塞子压回 -> 复位

3. 使用情况与前后对比（实战数据）

设备改造运行3个月后，数据对比如下：

经验总结： WEF-R-MHZ2-20A-10-2N的力控自适应特性是最具价值的微创新。过去工程师们试图用复杂的视觉或机械导轨来引导夹爪对位，但威恒电子通过“电流环力矩反馈”这一简单的物理学原理，从底层逻辑

解决了柔软易损工件的抓取难题。

威恒电子公司介绍：

威恒电子电动夹爪通过其精确的力控能力和智能化反馈，完美解决了食品行业软质、易变形物件的自动化抓取难题。其一体化、电气化的设计代表了工业自动化执行器的发展方向，是替代传统气动方案的理想选择。

特长与实力：在微型伺服驱动、运动控制算法、精密机械设计等领域拥有深厚的技术积累和多项核心专利。具备从核心部件到整体解决方案的全链条研发能力。

供稿人：威恒电子自动化事业部，高级应用工程师 - 余工

索要技术资料：如需了解更多关于WEF-MHZ2系列电动夹爪的详细技术参数、3D模型及手册，请联系我司销售人员或访问官网。

联系人：余工 （13825159505）

个人微创新：在本案例中，为客户定制化开发了轻触模式，将初始闭合速度加快以提升效率，在接近预设力值时自动切换为低速柔顺模式，进一步优化了抓取的成功率和体验。

本案例证明，通过技术创新，一个核心部件的升级，能够为整个自动化设备带来质的飞跃。威恒电子，致力于成为您最可靠的自动化核心部件伙伴。