广州市威恒电子有限公司WEF-MHZ2-20A-10-2N电动夹爪在3C行业精密装配中夹取小零件的应用案例

一、 客户行业背景与设备困境

客户行业： 3C电子产品制造（计算机、通信、消费电子）。

具体设备： 手机主板精密装配流水线上的六轴工业机器人（SCARA机器人/小型六轴机器人）。

在高度自动化的3C产品生产线中，机器人是执行精密装配、搬运、点胶等任务的核心。其中，一个至关重要的环节是利用机器臂末端的执行器（夹爪）夹取并放置微小的电子元器件，如贴片电容、电阻、连接器屏蔽罩等。这些零件通常重量轻（仅几克）、结构脆弱（陶瓷材质）、且表面光洁度高。

当前设备的困境：

长期以来，该工位普遍采用传统气动夹爪作为解决方案。气动方案虽然结构简单、成本较低，但在高节拍、高精度的应用场景下，其固有缺陷日益凸显：

控制精度差，易损伤工件： 气动夹爪的夹持力依赖于气源压力和调压阀，控制精度低，响应有延迟。在夹取微小脆性零件时，力度控制不当极易导致零件产生微裂纹或直接压碎，产生废品。

缺乏反馈，稳定性不足： 绝大多数普通气动夹爪不具备“夹到”或“位置”反馈功能。机器人程序无法实时知晓夹爪是否成功抓取工件，一旦发生漏抓或工件在途中脱落，会导致后续工位装配失败，甚至引发更严重的设备碰撞。

1.能耗高，噪音大： 空压机持续运行能耗巨大，且气动系统产生的噪音污染影响工作环境。气管的布置也限制了机器人活动的灵活性，并存在漏气风险。

2.适应性差，换型繁琐： 当生产线更换产品型号，需要夹取不同尺寸的零件时，必须人工调整机械挡块或更换整个气动夹爪，耗时耗力，无法满足柔性制造的需求。

3.直接经济损失： 良品率下降1%，在百万级产量的产线上就意味着数万乃至数十万元的直接材料损失。

4.停产损失： 因夹取失败导致的产线停线，每分钟的损失高达数百元。排查气路故障、更换破损工件更是进一步加剧了停机时间。

5.品牌信誉风险： 交付的产品因内部元器件的隐性损伤而提前失效，将严重影响终端品牌的声誉。

寻找新产品方案的必要性：

因此，客户迫切需要一种高精度、可编程、带反馈、柔性化的夹取方案，以替代传统气动夹爪，实现生产线的智能化升级，提升良率、效率和柔性。

二、 老方案故障分析与替代代价

老方案产品检测原理

传统气动方案通常通过外置的气压传感器或简单的磁性开关来间接判断。磁性开关只能检测气缸活塞是否到达某个位置，无法确认工件是否真的被可靠夹持。

出现故障的原因分析

1.工件压碎： 气源压力波动或调压阀精度不足，导致瞬间夹持力超标。

2.漏抓或脱落： 供料器轻微卡料、工件姿态不正，夹爪虽已闭合但未接触到工件，系统却无法感知。

3.响应迟缓： 长气管导致气体压缩与膨胀的延迟，影响高速节拍下的同步性。

排除故障要付出的代价

操作工需要频繁中断生产，目视检查抓取情况，手动调整气压阀，更换破损夹具。维护工程师则需要排查整个气路系统，包括空压机、过滤器、减压阀、电磁阀和气管接头。整个过程依赖人工经验，效率低下。

三、 创新解决方案：威恒电动夹爪

产品名称： 电动夹爪

产品型号： WEF-MHZ2-20A-10-2N

专利号：ZL 2019 1 1023529.4

详细参数：

行程： 10mm（自适应）

最大夹持力： 5N

驱动方式： 伺服电机 + 精密减速机构（驱动一体式）

控制接口： 标准IO（24V DC），

反馈信号： 夹到位信号

防护等级： IP40

工作温度： 0°C ~ 50°C

材质： 航空铝合金主体，夹持面为耐磨工程塑料/可选防静电材质

产品原理介绍：

WEF-MHZ2系列电动夹爪采用高性能伺服电机驱动，通过内置的精密行星减速机放大扭矩，带动丝杠螺母机构，将电机的旋转运动转化为手指的直线开合运动。内置编码器实时检测电机位置和电流（扭矩），从而实现精确的位置控制和力控制。

产品特点与亮点：

1. 自适应行程 ： 无需更换硬件，在“力控模式”下，夹爪以恒定的预设力夹取工件，遇到障碍即停止，完美保护易损件。

2. 夹到反馈信号： 夹爪内置传感器，当夹持力达到设定阈值时，会输出一个“夹到”信号给机器人控制器，确保每次动作都有确认反馈，实现闭环控制。

3. 替代气动，驱动一体： 完全省去空压机、气管等复杂气动组件，节能降噪。所有驱动和控制单元集成在夹爪本体内部，结构紧凑，安装简便。

4. 断电自锁： 采用具有自锁功能的传动机构，即使在突然断电的情况下，夹爪也能保持当前位置和夹持力，防止工件脱落，安全可靠。

5. IO控制，简单易用： 提供标准的24V IO控制接口，用户只需连接电源、使能信号和方向信号即可控制，与PLC和机器人控制器无缝对接，编程方式与传统气缸类似，学习成本低。

四、 客户应用场景深度匹配

具体客户： 华南某知名手机代工巨头（世界500强企业）。

行业地位： 全球顶级的智能终端制造商。

客户要求：

夹取0603规格（0.6mm x 0.3mm）的贴片电容，零损伤。

夹取成功率≥99.98%。

能够适应产线快速换型，更换产品时调试时间小于5分钟。

具备抓取反馈，与上位机MES系统进行数据交互。

匹配原因分析

威恒电子WEF-MHZ2-20A-10-2N型号因其2N的小力输出、高重复精度和力控功能，成为该应用的不二之选。其小巧的体型也完美适配客户使用的SCARA机器人末端负载要求。

环境与性能匹配

1. 材质与酸碱环境： 铝合金主体表面进行了阳极化处理，具有良好的耐腐蚀性，能应对生产环境中可能存在的弱酸性/弱碱性清洁剂。

2. 温度与压力： 工作温度范围完全覆盖电子车间的常温环境。无需气源，无压力困扰。

灰尘与防水： IP40防护等级可有效防止大于1mm的固体异物侵入，满足电子装配车间的洁净度要求。

3. 检测精度与性能： ±0.01mm的重复定位精度和可编程的微力控制，从根本上杜绝了工件损伤。

现场结构与接线说明：

夹爪通过一个轻量化连接板直接安装在SCARA机器人第六轴法兰上。接线极其简单：一根航空线缆引出，包含电源（24V，0V）、数字输入（使能、夹紧/松开）和数字输出（夹到信号、报警信号）。该线缆直接接入机器人控制柜的IO模块。

使用操作说明（简化）：

1.安装： 机械安装夹爪，并连接电气接口。

2.参数设置： 通过调试软件（或IO时序）设置工作模式（位置模式/力控模式）、目标位置/目标夹持力、运动速度。

3.编程： 在机器人程序中，发出“夹紧”指令后，等待接收夹爪反馈的“夹到”信号，收到信号后再执行移动指令。

4.换型： 更换产品时，仅在软件中调用新的夹持力与行程参数即可，无需任何硬件调整。

五、 使用效果与前后对比

产品使用情况描述：
自替换为威恒电动夹爪后，该手机主板装配工位运行稳定。夹爪能够以恒定的微小力轻柔地夹取贴片电容，并通过实时反馈信号与机器人形成高效协同。经过一个月的数据追踪，该工位的夹取废品率下降了95%以上，因夹取问题导致的停线时间几乎降为零。

前后对比优势说明：

总结经验：
本次成功应用证明，在精密小零件处理领域，电动夹爪凭借其数字化、柔性化和智能化的特点，正全面超越传统气动方案，成为现代智能制造的标准配置。

六、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。