广州市威恒电子有限公司WEF-MHZ2-20B-18-2N电动夹爪在化妆品包装产线夹取玻璃瓶、塑料管的应用案例

一、 客户行业背景与具体应用设备

客户行业： 高端化妆品制造业

随着消费升级和“颜值经济”的崛起，中国化妆品市场持续高速增长，消费者对产品品质、包装精致度和生产安全性提出了前所未有的高要求。高端化妆品品牌，尤其注重包装的洁净度、无损外观以及生产线的柔性化与智能化水平，以应对多品种、小批量的市场趋势。

具体应用设备： 化妆品灌装后道包装线 - 瓶/管体装托（装盒）单元

在化妆品的生产流程中，灌装、封口后的玻璃瓶或塑料管（如精华液瓶、面霜管）需要被精准、稳定地从输送带或托盘上抓取，并整齐码放到包装托盒或礼盒中，以便进行后续的装箱和出厂。这一环节直接关系到产品外观良率与生产线整体效率

二、 原有方案困境与问题

原有方案： 传统气动夹爪 + 真空吸盘组合

长期以来，该工位普遍采用气动平行夹爪或旋转夹爪，配合真空吸盘来完成抓取动作。气源驱动夹爪开合提供夹持力，吸盘辅助固定，防止滑脱。

当前设备困境：

1.适应性差： 气动夹爪的行程固定，更换不同直径、高度的瓶型时，必须停机并人工调整机械限位或更换夹具，换型时间长（通常需要15-30分钟），严重制约柔性生产。

2.损伤风险高： 气动系统压力受空压机波动影响，夹持力不稳定。对于玻璃瓶或薄壁塑料管，力大会导致破裂或变形，力小则易抓取失败、掉落，造成产品损失和生产中断。

3.无状态反馈： 传统气动夹爪不具备“夹到”或“夹紧”的实时信号反馈，控制系统无法确认抓取是否成功，只能依赖后续工位的检测，存在缺陷产品流转的风险。

4.能耗与维护成本高： 需要持续的压缩空气供应，能耗大。气路元件（如电磁阀、过滤器、油雾器）易受化妆品生产环境中可能存在的微量粉尘、水汽影响，发生堵塞、泄露，故障率高，维护频繁。

5.噪音与清洁问题： 气动元件动作时排放气体产生较大噪音，且可能吹起周围微尘，不符合高端化妆品生产车间对洁净与安静环境的潜在要求。

问题的损失：

直接经济损失： 产品破损率居高不下，以高端精华液玻璃瓶为例，单个成本可达数元数十元，日积月累损失巨大。

效率损失： 频繁的换型调整和故障维修导致设备综合效率（OEE）降低，影响订单交付能力。

质量风险： 无反馈的抓取可能导致漏抓或松抓的产品流入市场，引发客户投诉，损害品牌形象。

隐性成本： 高能耗、复杂的气路维护、备件库存管理，增加了长期的运营成本。

寻找新产品方案的必要性：

为提升产线智能化水平、实现“一键换产”、保障产品零损伤、降低综合运营成本，客户迫切需要一种更智能、更柔性、更精准、更清洁的抓取解决方案，替代传统的纯气动模式。

三、 威恒电子解决方案：电动夹爪

产品名称： 电动夹爪

产品型号： WEF-MHZ2-20B-18-2N

专利号：ZL 2019 1 1023529.4

详细参数：

行程： 18mm（自适应）

最大夹持力： 4-5公斤

驱动方式： （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

四、 产品原理、特点与亮点

产品原理介绍：

威恒WEF-MHZ2系列电动夹爪采用高度集成化设计，将微型伺服电机、高精度行星减速机、精密丝杠/连杆传动机构及控制驱动电路集成于紧凑的壳体内。通过接收外部控制器（如PLC）的简单IO指令，其内部驱动板控制电机精确旋转，经减速增力后转换为夹指的高精度直线运动，实现开合与力控。

核心特点：

1.自适应行程/柔性夹取： 无需机械调整，通过程序即可设定任意开合位置与速度，轻松适应不同尺寸的瓶体。

2.夹到反馈信号： 内置位置与电流（力矩）传感器，可实时检测是否接触到物体及夹持力大小，并将“抓取成功”信号反馈给主控系统。

3.替代气动/驱动一体： 完全省去空压机及气路系统，节能环保，结构简洁。一体化设计，安装接线简便。

4.断电自锁： 内置断电制动装置，突发停电时夹爪保持当前状态，防止物品掉落，安全可靠。

5.精确力控： 可编程实现恒力夹持或力位混合控制，完美保护易碎品。

6.简易IO控制： 兼容绝大多数PLC控制系统，无需复杂运动控制卡，降低集成门槛。

突出亮点：

“抓软”不“抓伤”： 精准的力控功能是化妆品瓶体抓取的革命性优势，实现“零压力”抓取。

即插即用，换产无忧： 产品换型只需在触摸屏上调用不同程序，实现“秒级”切换，极大提升产线柔性。

状态可视，质量可溯： 每一次抓取都有信号反馈，为生产数据化和质量追溯提供支撑。

五、 客户匹配与现场应用

具体客户： 华东地区某知名上市化妆品代工企业（行业龙头）

客户要求：

兼容5种不同直径（Φ5mm-Φ20mm）的玻璃瓶和塑料管。

抓取过程100%无可见夹痕、无破裂。

换产时间从原来的20分钟缩短至2分钟以内。

设备故障率降低80%。

符合车间洁净环境要求，噪音低于70dB。

匹配原因分析：

威恒WEF-MHZ2-20B-18-2N型号完全匹配客户需求：

行程与力匹配： 自适应行程，力控

环境适应性： 主体铝合金材质耐腐蚀，标准防护等级满足化妆品生产环境（常温、常压、低尘）要求。夹指可定制食品级硅胶套，防滑且不污染产品。

特殊要求满足： 无气源需求，无排气，洁净安静；IO控制与客户现有西门子PLC完美兼容。

现场安装与接线：

在客户的装托工位，拆除了原有的气动夹爪、电磁阀及气路。将威恒电动夹爪通过安装法兰直接固定在原机械臂末端。接线仅需四根线：24V电源正负极、一根抓取指令输入线、一根抓取完成信号输出线，接入PLC的DI/DO模块。配置通过手持编程器或调试软件完成，设置好不同瓶型对应的夹取位置和夹持力参数。

使用操作说明：

初始化： 上电后，夹爪自动回零。

自动运行： PLC发送启动信号，机械臂移动到位后，向夹爪发送“抓取”指令。夹爪以预设速度闭合，一旦检测到接触物体且电流（力矩）达到预设值，立即停止并锁紧，同时发出“抓取完成”信号给PLC。放置时，PLC发送“松开”指令，夹爪张开至设定位置。

异常处理： 若超时未检测到物体或力矩异常，夹爪会发出报警信号，PLC可控制生产线暂停。

六、 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，该工位已稳定运行超过6个月。成功实现了5种瓶型的快速切换生产。在每日两班倒的高强度生产下，未发生一起因夹取导致的瓶体破损事故。抓取成功率始终保持在99.98%以上。设备维护记录显示，期间仅进行过常规清洁，未发生任何故障。

前后对比优势说明：

七、 总结与拓展

总结经验：
威恒电动夹爪以其精确的力控、卓越的柔性和智能的反馈，完美解决了化妆品包装环节的痛点。它不仅是简单的执行器替换，更是生产线从“刚性自动化”向“柔性智能化”升级的关键一步。其带来的不仅是直接的成本节约和效率提升，更是产品质量保障和生产管理精细化的飞跃。

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