广州市威恒电子有限公司WEF-MHZ2-20A-10-2N电动夹爪在智能机器人机械臂夹取电子产品的应用案例

一、 客户行业介绍与设备困境

1. 客户行业与地域

本次应用案例的终端客户位于广东省东莞市，是一家国内知名的3C电子产品ODM/OEM头部企业（以下简称“客户方”）。该企业主要为国际一线品牌提供智能手机、平板电脑及智能穿戴设备的主板（PCB）贴片与整机组装服务，在业内享有极高的制造声誉，年出货量位居国内前列。

2. 具体设备与当前困境

在该企业的SMT（表面贴装技术）后段及成品组装车间，分布着数十条全自动智能机器人装配线。其中，在“PCB板在线检测与精密分拣工位”，客户方此前一直使用传统的气动平行夹爪作为机器人末端执行器，用于抓取和搬运尺寸不一的PCB裸板及组件。

随着客户订单结构向“多品种、小批量、高精密”转型，原有的气动方案逐渐暴露出致命短板，成为产线综合效率（OEE）提升的瓶颈：

夹持力不可控导致良率损失： 气动夹爪依赖外部压缩空气，气压波动（±0.1MPa）直接导致夹持力偏差高达±15%。在抓取薄型PCB板时，因力度过大造成板边翘曲、线路微裂纹，或力度过小导致掉板；而在抓取已贴装微小元器件的PCBA（成品板）时，传统气缸的硬冲击极易压坏板上的0201封装阻容件。据统计，因此造成的隐性质量损失年均超过80万元。

换型时间过长丧失柔性： 当产品型号切换时，气动夹爪需人工调整机械限位及传感器位置，单次换型停机时间长达30-45分钟。在多品种混线生产中，每周累计换型浪费工时超过10小时，严重制约产能释放。

高能耗与维护负担： 气动系统需持续供应高压空气，且存在密封圈老化漏气、油雾污染洁净车间的问题。客户现场的压缩空气能耗成本居高不下，且因气缸活塞卡滞导致的非计划停机每月平均发生2-3次，每次故障排除及气路排查耗时约1.5小时，严重打乱生产节拍。

二、 老方案失效分析及选型必要性

1. 故障原因分析

深入分析发现，故障根源在于气动系统的天然机械特性：其夹紧力由供气压力决定，属于开环控制，无法根据工件尺寸或材质变化自适应调节；且气动元件为刚性接触，在高速运动中缺乏缓冲。面对高密度、高集成的电子产品，微米级的冲击力波动都会造成不可逆的物理损伤。

2. 排除故障的代价

为了解决上述问题，客户方曾尝试加装精密减压阀和气压传感器，但不仅改造成本高昂，且响应滞后严重；同时，频繁更换气缸密封件及气管接头，单次维护材料成本虽不高，但叠加的产能损失成本远大于维修备件本身。

3. 寻找新方案的必然

上述痛点迫使客户必须寻找一种具备柔性力控、无需气源、支持快速程序换型的新型末端执行器，以适配其智能工厂的数字化升级需求。

三、 威恒电子电动夹爪解决方案

经过多轮技术方案评审与技术交流，客户最终选用了威恒电子技术有限公司自主研发的WEF-MHZ2-20A-10-2N型驱控一体化电动平行夹爪。

1. 产品资质与参数

产品资质：

核心参数如下表：

2. 产品原理与核心亮点

WEF-MHZ2-20A-10-2N采用闭环步进电机驱动，内置绝对式编码器及高灵敏度电流环力反馈系统。其核心亮点包括：

自适应行程与力控夹爪：程序可实时设定夹持力与开度，无论PCB板厚薄公差如何变化，都能以设定的毫牛级力轻柔夹紧，杜绝硬冲击。

断电自锁功能：内置刹车机构，突发断电时夹爪保持原有夹持力不松脱，防止工件掉落损坏。

驱动一体与IO控制：驱控一体化设计，仅需一根通讯线缆连接PLC，彻底替代繁复的气管与电磁阀组，现场布线极其简洁。

3. 匹配原因

客户要求抓取过程中零损伤且快速换型。威恒电动夹爪的参数可软件编程特性完美匹配：只需在PLC中调用不同产品的配方程序，0.5秒内即可完成夹持力与行程切换，彻底告别人工手调。

4. 现场应用与操作说明

设备安装于ABB IRB 1100机器人的J6轴法兰面。夹爪通过专用的4芯屏蔽线连接至机器人控制柜的24VDC电源及RS485通讯口。现场操作流程为：机器人运动至取料位 → PLC发送“抓取指令” → 夹爪以设定速度闭合，实时反馈当前位置与力值 → 达到设定夹持力后立即锁止并发送“到位完成”信号 → 机器人搬运至放料位 → 夹爪张开释放。

四、 应用效果前后对比与经验总结

1. 应用效果

自2025年三季度导入该方案至今，该工位实现了零因夹持导致的PCB损伤事故。换型时间从原来的40分钟锐减至3分钟以内（仅需调用程序）。车间彻底取消了该工位的压缩空气管路，综合能耗成本降低约40% ，年综合经济效益提升显著。

2. 前后对比优势说明

精度维度：从气压粗放控制升级为微米级重复定位+毫牛级力控闭环。

效率维度：从机械硬调换型升级为“一键调用”数字化换型。

稳定性：不受工厂气网波动影响，夹持状态实时可监控，大幅降低了非计划停机。

3. 总结经验

本案例充分验证了威恒电动夹爪在精密电子组装领域的不可替代性。其“即插即用、精准力控”的特性不仅完美解决了气动方案的痛点，更助力客户向工业4.0柔性制造迈出坚实一步。

五、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。