威恒电子电动夹爪WEF-MHC2-20-2N（步进伺服电机驱动型）在医疗精密设备上夹取药袋抓取中的应用案例

精准夹取，无菌保障：威恒电子电动夹爪助力全自动配液系统革新升级

一、 客户行业与设备困境：医疗自动化领域的精密挑战

客户行业： 医疗精密设备制造业，具体涉及医院静配中心（PIVAS） 与大型药厂制剂车间使用的全自动静脉用药配液机器人或智能配药系统。

这类设备是现代化医院实现无菌、精准、高效药品配置的核心装备。它们能够在万级乃至百级洁净环境下，自动完成西林瓶、安瓿瓶、输液袋的拆包、消毒、灌抽、混合、贴标等一系列复杂流程，极大降低了医护人员的劳动强度和用药差错率，并避免了高风险药物对操作人员的潜在健康危害。

二、当前设备的困境：

在该设备中，有一个关键工位需要可靠且无菌地夹取软质塑料输液袋（药袋）。传统方案普遍采用气动夹爪配合真空吸盘或柔性夹爪的方式。然而，这一传统方案正面临着严峻挑战：

气源污染风险： 气动夹爪依赖压缩空气驱动。即使经过多级过滤，压缩空气中微小的油渍、水汽和微生物仍可能通过气缸排气或部件缝隙逸出，污染洁净室环境及药袋表面，存在巨大的微生物超标风险。

噪音与能耗： 空压机组的运行会产生持续噪音，且能耗巨大，与医院静配中心追求的安静、节能环境格格不入。

控制精度不足： 气动系统的压力波动会导致夹持力控制不精准。对于不同品牌、不同液位（软硬程度不同）的药袋，夹轻了容易掉落，夹重了则可能造成药袋变形甚至破损，导致药液泄漏和整线停机。

维护成本高： 气动回路中的过滤器、减压阀、油雾器等需要定期更换，气缸密封圈易磨损，产生持续的维护人力和物料成本。

因此，寻找一种洁净、精准、可靠、免维护的新型夹取方案，已成为领先的医疗设备制造商产品升级迭代的迫切需求。

三、老方案产品故障分析：

老式气动夹爪通过磁性开关检测活塞位置来判断夹爪的开闭状态。其故障多源于：

气路堵塞/泄漏： 导致压力不足，动作迟缓或无力。

磁性开关失效： 误信号导致系统误判。

机械结构磨损： 导致重复定位精度下降。

排除故障的代价： 需要设备厂家或院方工程师进入洁净区进行排查、更换部件，并进行一系列清洁和环境验证，流程繁琐，耗时耗力。

四、威恒电子电动夹爪解决方案：

产品名称： 威恒电子电动夹爪

推荐型号： WEF-MHC2-20 (针对药袋夹取工位定制化手指选型)

核心特点： 一体式设计、驱动一体、伺服电机驱动、内置高精度编码器、自适用行程

专利号：ZL 2019 1 1023529.4 （发 明 专 利 证 书）

详细参数：

驱动力方式：伺服电机+精密减速机

最大夹持力：30N

开闭角度：35°

防护等级：IP67（可抵御清洗剂的喷溅与消毒液侵蚀）

材质：航空铝合金主体，医用级316不锈钢/阳极化处理，兼容VHP（过氧化氢蒸汽）灭菌环境。

通讯接口：IO控制

工作温度：0°C - 70°C

耐酸碱环境：可耐受常用医用消毒剂（如75%酒精、异丙醇、含氯消毒剂等）的短期接触

五、 产品原理、亮点与客户匹配

产品原理：

威恒电动夹爪内置高性能步进伺服电机，通过控制器接收来自设备主控PLC的运动指令。电机旋转经精密行星减速机放大扭矩，驱动丝杠或同步带机构，转化为手指的直线开合运动。内置的高分辨率编码器实时反馈位置信息，形成闭环控制，从而实现速度、位置和夹持力的精确 。

特点与亮点：

绝对洁净： 一体式设计，无需压缩空气，从根本上杜绝了气源污染风险，满足GMP/GSP洁净度要求。

极致精准： 自适应夹持力控制，既能稳稳提起满载药袋，又能轻柔夹取空袋，自适应不同状态，零破损、零掉落。

超静音运行： 运行噪音＜50dB，为医护人员创造安静的工作环境。

集成简便： 通过一根网线即可完成供电与通讯，布线简洁，支持高速总线同步控制，简化设备电气柜设计。

智能免维护： 无需油雾器、过滤器等气动附件，具备故障自诊断与预警功能，大幅降低生命周期成本。

六、具体客户与要求：

国内某顶尖制药装备上市公司（华东地区），其旗舰型“慧配”全自动配液系统要求：

在Class 10000洁净室内长期稳定工作。

每日完成超过3000袋药液的夹取转运任务。

夹取成功率达99.99%以上。

必须耐受每日一次的VHP环境灭菌和酒精擦拭消毒。

无任何油脂或颗粒物析出。

匹配原因：

威恒电子WEF-MHC2-20电动夹爪的IP67防护等级、医用级材质、无油设计、精确力控和总线式集成能力，完美契合了客户的所有严苛要求，是替代气动方案的唯一最优解

七、现场应用与操作说明

客户现场结构说明：

夹爪被安装于一个三轴龙门架式的取放装置末端（EFE）。其定制化的柔性手指内侧设计有防滑纹理，以增加与药袋表面的摩擦力，确保夹取稳固。

产品接线与配套：

用于I/O控制（如预留的触发信号）。

配套威恒提供的多轴运动控制器或通过EtherCAT转接模块与客户原有的倍福、西门子等主流PLC无缝集成。

提供 完整的EDS文件或XML设备描述文件，方便在TwinCAT、CodeSys等环境中快速组态。

使用操作说明：

在上位机软件中，通过威恒提供的IO控制接口，设置目标位置、夹持速度及夹持力阈值。

夹爪运动至目标药袋两侧。

发出闭合指令，夹爪以预设力闭合，直至接触到药袋并达到设定力值后自动保持。

完成移栽后，发出张开指令，夹爪退回至初始位置。

所有运动过程均可在软件中实时监控曲线（位置、速度、电流）。

产品使用情况描述：

自替换原有气动方案后，客户设备表现卓越：

“零污染”报告： 历经3个月连续运行和多次环境监测，夹爪工位周边微生物与颗粒物检测始终达标。

“零破损”运行： 累计完成超过20万次夹取任务，未发生一例因夹取原因导致的药袋破损或掉落。

效率提升： 因无需等待气压稳定，单次夹取周期缩短约15%。

维护成本归零： 客户彻底告别了与该工位相关的压缩空气成本和维护工作。

前后对比优势说明：

注意事项说明：

手指定制化： 本次应用的成功，部分归功于针对药袋表面特性设计的医用级硅胶柔性手指，它在提供足够摩擦力的同时确保了接触的柔和性。这是威恒“产品+定制”服务模式的体现。

消毒兼容性： 在方案设计初期，务必向威恒技术支持明确现场消毒方式（如VHP浓度、酒精擦拭频率），以便为您选择或特制最合适的密封材质和表面处理工艺。

软件增益调试： 充分利用威恒控制器提供的“软限位”、“软着陆”等功能进行参数微调，可进一步提升夹取的柔顺性和可靠性，这部分需要我方工程师与客户设备工程师紧密配合完成。

如需更详细的技术参数或定制服务，请联系威恒电子余工13825159505

公司介绍：

威恒电子科技有限公司是国家级高新技术企业，自动化事业部深耕于智能执行器领域逾十年。我们专注于电动夹爪、电动滑台、伺服压机等核心部件的研发、生产与销售，拥有完整的知识产权体系和完善的质量保证流程。公司特长在于为客户提供非标定制化的精密运动解决方案，尤其在应对严苛环境（洁净、防爆、高低温） 方面具有深厚的技术积累和丰富的项目经验。