广州市威恒电子有限公司WEF-R-MHZ2-20A-10-2N旋转电动夹爪在汽车制造业零部件装配 旋转抓取零件的应用案例

1. 客户行业背景与制造困境

1.1 行业介绍：精益与柔性的双重压力

汽车制造业是典型的离散型、高精度制造业。随着新能源汽车的爆发和个性化配置的增多，零部件装配线面临着“多品种、混线生产”的严峻挑战。传统的流水线作业模式正在向柔性智能制造模式转型。

某华东地区大型汽车零部件供应商（以下简称“客户”）主要生产涡轮增压器执行器及节气门轴组件。在其第四代产线升级项目中，需要将加工完成的精密蜗杆从物料托盘取出，旋转90度后，精准放入压装工位的夹具中。

1.2 设备现状：气动夹爪与外置旋转气缸的组合

在该客户的原有产线中，使用的是传统气动平行夹爪配合外置旋转气缸的方案。

设备构成：

1.气动夹爪：用于抓取蜗杆。

2.回转气缸：安装在夹爪上方，负责旋转。

3.限位缓冲器：用于控制旋转角度。

1.3 当前设备的“四大困境”

这套老方案在运行两年后，成为整线OEE（设备综合效率）的瓶颈，具体表现为：

1.响应滞后与冲击：气动系统依赖压缩空气，由于管路较长，夹爪响应速度慢，导致节拍（Cycle Time）长达3.2秒/件，无法达到2.5秒的目标节拍。同时在高速启停时，由于气体可压缩性，蜗杆发生抖动，旋转到位时硬限位冲击大，导致齿面划伤，报废率高达3%。

2.到位精度漂移：由于蜗杆重量有细微差异，气动夹爪夹持力不稳定，导致抓取中心偏移；加上旋转气缸采用油压缓冲器定位，长期磨损后，旋转90度的重复定位精度只能达到±0.5mm，导致后续压装时撞坏定位销。

3.能耗黑洞：该工位24小时不停歇生产，压缩空气泄漏严重。据统计，单个气动夹爪的综合能耗比同等电动执行器高5倍，且工厂空压站长期处于加载状态，噪音巨大。

4.I/O点位占用过多：气动系统需要电磁阀组、磁性开关、调速阀，布线复杂，一个工位占用了PLC的8个I/O点，导致控制柜空间紧张。

2. 新产品方案：威恒电子旋转电动夹爪

为了解决上述痛点，该客户在技改部门的主导下，引入了威恒电子推出的集成式旋转电动夹爪。

2.1 产品选型与认证

产品名称：旋转电动夹爪

型号：WEF-R-MHZ2-20A-10-2N

专利号：ZL 2019 1 1023529.4

2.2 详细技术参数

本产品专为精密装配设计，参数如下：

2.3 产品原理与核心亮点

该型号采用“步进电机+减速器”的一体化设计，将抓取与旋转两个自由度集成于一身。

工作原理：驱动器发送脉冲给电机，电机通过滚珠丝杠转化为夹指的直线运动实现夹持；同时，内置的中空轴结构允许电机转子带动整个夹爪本体进行360度回转。

六大核心特点：

1.自适应行程：内置电流检测（PID控制），无需传感器即可感知工件是否到位，碰到工件即停止前进，防止夹伤精密零部件。

2.替代气动，驱动一体：不再需要外置电磁阀和气管，只需一根电缆连接24V电源和信号线即可工作，极大简化了机械臂末端集成。

3.断电自锁：采用自锁型丝杆结构，断电后夹爪依然保持夹持力，防止工件掉落造成安全事故。

4.IO/脉冲控制：兼容性强，可直接接入老旧PLC的I/O模块，通过高低电平控制“张开”、“闭合”、“旋转90°”等动作，无需复杂的上位机通讯。

5.360度无限旋转：无角度限制，适应复杂的螺旋装配或换向动作。

6.信号反馈：具备“夹持有/无”、“到位信号”等干接点输出，上位机可实时监控状态。

3. 应用实施与效果对比

3.1 安装与接线

客户现场：洁净车间内的6轴协作机器人末端。

安装方式：通过定制法兰将WEF-R-MHZ2-20A-10-2N固定在机器人第六轴。

接线说明：

电源线：接入DC24V 5A开关电源。

信号线：将“夹紧到位输出”接入PLC输入I0.0；将“旋转90度到位”接入I0.1；将“张开指令”（OUT Q0.0）和“正转指令”（OUT Q0.1）接入驱动器IO口。

3.2 操作与调试

操作人员通过手持编程器设定夹持力为5N（防止压伤蜗杆表面），旋转速度设定为180°/s。通过“示教”模式，记录下“夹取原点”和“放置位”。

3.3 使用情况描述

替换后，设备运行极为安静。机器人抓取蜗杆时，夹爪轻触工件后立即停止夹紧并反馈信号，随即平滑旋转90度并精准放入压装座。由于具备断电自锁功能，即便在意外断电时，蜗杆也不会从高空掉落砸坏设备。

3.4 前后对比优势说明

1.效率对比：由于取消了气压建立时间，单次抓取+旋转循环从3.2秒降至1.8秒，效率提升40%。

2.成本对比：省去了空气压缩机的大额电费，单个工位每年节省电费约8000元；且0维护，不再需要更换气管接头和密封圈。

3.集成度对比：原本笨重的气路+旋转机构被替换为一个轻巧的电动手指，机器人负载需求从10kg降至5kg，设备成本随之降低。

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。