广州市威恒电子有限公司WEF-MHZ2-20B-18-2N电动夹爪在包装与印刷抓取纸盒、标签配合包装机完成折盒贴标、装箱的应用案例

威恒电动夹爪助力包装印刷行业智能化升级——以“高精度自适应力控夹爪在自动包装线中的应用”为例

一、 客户行业背景与设备困境

1. 客户行业介绍：

包装与印刷行业是国民经济的重要组成部分，涵盖食品、医药、日化、电子、物流等诸多领域。随着消费升级与制造业智能化转型，市场对包装的个性化、精细化、高速化要求日益提高。自动包装生产线，作为该行业的核心装备，正朝着柔性化、高速度、高可靠性的方向快速发展。其中，涉及纸盒成型、标签剥离与粘贴、薄膜开袋、产品装箱等环节的物料抓取与放置工位，是决定整线效率与稳定性的关键节点。

2. 具体设备名称：

全自动高速开盒-装填-封盒一体机、不干胶标签自动贴标机、高速给袋式包装机、机器人装箱单元。

3. 当前设备的困境：

在上述设备中，传统用于抓取纸盒片、标签、薄膜袋等轻薄、易损、形状不一物料的执行机构，多采用气动夹爪或真空吸盘。

气动夹爪： 依赖工厂气源，存在气压波动导致夹取力度不稳定、噪音大、能耗高、管路布置繁杂等问题。对于表面光滑的薄膜或脆弱纸盒，力度控制不当极易造成产品划伤、变形或抓取失败。

真空吸盘： 对多孔材料（如某些瓦楞纸）、不平整表面或油污表面吸附力不足；吸取薄软标签时易产生褶皱；且需要真空发生器，同样存在能耗与噪音问题。

4. 问题的损失：

这些困境直接导致了：

1.产品损耗率高： 力度不均夹坏纸盒，或吸盘失效导致标签粘贴歪斜、薄膜袋掉落，产生大量废品。

2.生产线停顿频繁： 故障排查、更换吸盘或调整气压阀耗时耗力，降低了设备综合效率（OEE）。

3.维护成本攀升： 气动元件寿命有限，易损件更换、气路泄漏排查维护工作量大。

4.柔性化生产受阻： 更换产品规格时，需要人工重新调整气缸行程或更换吸盘，换产时间长，无法适应小批量、多品种的柔性生产需求。

5. 寻找新产品方案的必要性：

因此，包装机械制造商和终端用户迫切需求一种更智能、更柔性、更稳定、更洁净的抓取解决方案。它需要能够精确控制夹持力，自适应不同厚度物料，快速响应信号，并易于集成和控制，以彻底解决传统方案的痛点，提升包装线的整体竞争力和智能化水平。

二、 老方案产品故障分析与代价

1. 检测原理：

传统气动夹爪通常依赖磁性开关或接近开关来检测活塞杆位置，从而判断“开”或“合”的状态，但无法感知实际的夹持力。

2. 故障原因分析：

夹取失败/产品损坏： 气压波动、机械磨损导致预设夹紧力与实际输出力不符。物料厚度有微小变化时，刚性夹持易导致抓取不稳或压溃。

信号反馈错误： 磁性开关受粉尘污染或震动干扰，导致PLC收到错误的位置信号，引发程序错误。

气路问题： 接头漏气、滤芯堵塞、气源含水导致气缸动作缓慢或不动作。

3. 排除故障的代价：

每一次故障停机，都意味着生产计划的中断。维护人员需要从气路、电路、传感器、机械结构等多方面逐一排查。平均每次非计划停机排查修复时间超过30分钟，对于高速生产线而言，损失的产值巨大。长期的维护人力、物料备件成本更是隐形成本。

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-MHZ2-20B-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： 1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

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。

特点：

自适应行程：无需机械调整即可适应1-18mm厚度范围内的工件

夹到反馈信号：实时输出夹取状态（接触/夹紧/释放）

替代气动：节能70%以上，无需气路维护

驱动一体：集成控制器，减少外部接线

断电自锁：断电后保持夹持状态，防止工件脱落

IO控制：兼容现有PLC系统，支持标准PNP/NPN信号

四、 具体客户应用场景

1. 客户信息： 华东地区某知名上市包装机械企业（国内高速贴标机市场占有率前三）。

2. 客户要求：

* 为新型高速不干胶贴标机的“取标-递标”工位寻找抓取方案。

* 要求能稳定抓取厚度0.08mm~0.15mm、尺寸从20x10mm到100x50mm不等的各类不干胶标签底纸，且不能对底层离型纸造成任何压痕或褶皱。

* 抓取成功率需>99.95%，换产时无需工具调整。

* 适应工厂常温、轻度粉尘环境。

* 与客户现有欧系PLC通过数字量接口快速集成。

3. 匹配原因分析：

威恒技术团队经过评估，认为WEF-MHZ2-20B-18-2N型号完全匹配：

行程与力控： 18mm行程足够，自适应行程，既能牢牢抓取，又不会压伤标签。

材质与环境： 本体IP54防护可应对粉尘；夹指特殊材质满足无痕要求。

精度与性能： 高重复精度确保每次取标位置一致；夹到反馈信号确保与剥离电眼和贴标动作严格同步。

特殊要求满足： IO控制完美契合客户PLC系统；自适应行程功能使设备能自动兼容不同厚度标签卷，大幅缩短换产时间。

4. 现场安装与接线：

结构说明： 夹爪通过定制法兰安装在直线模组末端，两指平行夹取标签两侧的底纸空白区域。

接线说明： 仅需连接24V电源线、一路控制开/合的DI信号线、一路夹到反馈的DO输出线至PLC，接线极其简洁。

操作说明： 通过驱动器上的拨码开关或简易软件设置夹紧力阈值和动作速度，参数设置一次完成，后续无需变动。

五、 使用效果与前后对比

1. 产品使用情况描述：

自10台样机导入客户生产线并经过2000小时连续可靠性测试后，客户已批量采购。夹爪表现稳定，成功解决了之前真空吸盘偶尔吸取多层标签、气动夹爪力大导致标签变形的问题。

2. 前后对比优势说明：

** vs 真空吸盘：** 抓取成功率从99.2%提升至99.98%，彻底杜绝标签褶皱，无需压缩空气，能耗降低。

** vs 气动夹爪：** 消除了因气压波动导致的抓取不稳定现象，产品损伤率降为零；噪音降低15dB以上；换产时间从15分钟缩短至1分钟（无需调整气压和行程）。

综合效益： 单条产线综合效率（OEE）提升约5%，维护工作量减少70%，客户对其终端产品的包装质量给予高度评价。

经验总结：

精密电子制造中力控精度是关键

自适应功能大幅提升设备柔性

实时反馈有效预防批量不良

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。