广州市威恒电子有限公司WEF-MHZ2-20A-10-2N电动夹爪在精密连接器自动装配线上夹取小零件的应用案例

一、 行业背景与客户困境：精密装配的“卡脖子”难题

客户行业： 汽车电子行业。该行业以产品迭代快、精度要求高、质量追溯严著称，是高端制造业的典型代表。

具体设备： 汽车发动机控制单元（ECU）连接器全自动插针装配设备。该设备负责将上百根细小的金属针脚精准、无损地插入到工程塑料制成的连接器基座中。

当前困境： 客户长期以来使用传统气动夹爪作为执行机构，负责在振动供料盘出口夹取并转移这些直径不足1mm的金属插针。然而，随着客户对良品率要求提升至99.95%以上，气动方案的固有缺陷被急剧放大：

1. 夹持力不稳定： 工厂气源压力波动导致夹持力忽大忽小，力过大则夹伤针脚表面镀金层，导致后期接触不良；力过小则在转移过程中掉落，造成停机。

2.控制精度低： 无法实现精确的行程与位置控制，在夹取微小零件时，重复定位精度不足，经常发生与供料盘出口的干涉或对位不准。

3.缺乏反馈信息： 夹爪是否成功夹取到零件？夹取是否到位？传统气动夹爪无法提供此类信号，系统无法实时判断工序状态，只能通过后续工位的检测来发现故障，造成故障滞后与批量废品。

问题的损失： 每一次因夹取失败导致的停机，意味着整条高速产线停顿，平均每次恢复需要15分钟。以每天发生3-5次计算，单日工时损失超过1小时。更严重的是，被夹伤但未被立即发现的“隐性不良品”流入客户端，可能引发大规模的汽车召回风险，其品牌信誉损失和经济赔偿将是灾难性的。因此，寻找一种更智能、更精密、更可靠的新产品方案，已成为客户保障生产连续性、提升产品品质的必然选择。

二、 老方案剖析与故障代价

老方案产品： 双作用导杆式气动夹爪。

检测原理： 无内置传感器。系统通过计时器估算夹爪动作完成时间，并默认动作已成功。

故障原因分析：

1.根本原因1（气源问题）：车间内多设备同时工作时，气压瞬间下降，夹持力不足，零件在高速移动中因惯性脱落。

2.根本原因2（机械干涉）： 夹爪开合行程固定，长期使用后稍有磨损或安装位发生微米级偏移，即可能与供料器发生碰撞，导致零件飞溅或机构损坏。

3.根本原因3（无状态监测）： 供料盘偶尔空料或零件重叠，夹爪执行“空夹”或“误夹”动作，但系统无从得知，继续执行后续流程，造成设备卡死或产品报废。

排除故障的代价：

直接成本： 更换损坏的夹爪、清理散落的零件、生产线停机造成的产量损失。

间接成本： 高昂的维护人员工时、因频繁故障和品质不稳定导致的客户信任度下降。

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。

客户信息：

具体客户： 华南某知名汽车零部件一级供应商（应客户要求匿名）。

地域： 珠三角地区。

行业地位： 国内ECU连接器市场的领导者。

客户要求： 解决插针夹取良率问题；实现夹取状态可追溯；降低设备综合能耗与维护频率。

四、 方案匹配与实施细节

匹配原因：

WEF-MHZ2-20A-10-2N型号因其10mm的行程，完美匹配了夹取细小插针所需的“轻巧”与“精准”。其IO控制方式使得客户无需更换现有PLC，即可实现平滑升级。

环境适应性：

材质： 铝合金和POM材质具有良好的抗腐蚀性，能适应生产现场的少量灰尘环境。

酸碱环境： 不直接接触酸碱化学品。

温度与压力： 工作环境为常温常压。

防水等级： IP40满足设备内部防尘需求。

客户现场说明：

夹爪被安装在一个三轴笛卡尔机器人末端，负责从振动供料盘取料，然后移动至视觉相机下方进行定位校准，最后插入连接器基座。

产品接线说明：

仅需连接4根线：24V电源正负极、夹取信号线、松开信号线。反馈信号线则连接到PLC的输入点。配套提供了一个简易接线端子，现场电工可在10分钟内完成安装与接线。

使用操作说明：

1.通过配套的调试软件（或通过PLC发送特定参数包）预设夹持力为0.8N。

2.将夹爪移动到取料位上方。

3.PLC发出“夹取”信号，夹爪下行并自适应夹紧插针，随后输出“夹取完成”信号。

4.PLC收到信号后，驱动机器人执行后续动作。

5.到达装配位后，PLC发出“松开”信号，夹爪释放插针。

个人微创新：

在调试过程中，我们利用其可编程特性，设置了一个“轻柔闭合”模式：夹爪在接近目标时自动降低速度，进一步消除了对供料盘的冲击可能性。这是一个通过软件参数优化实现的“微创新”，极大地提升了系统稳定性。

前后对比优势说明：

六、 经验总结与应用拓展

威恒电动夹爪的成功应用证明，在微小型、高价值零件的自动化处理领域，电动化、智能化的执行机构是取代传统气动方案的必然趋势。其核心价值不仅在于提升精度和良率，更在于为生产线赋予了“感知”和“数据”能力，为构建数字化智能工厂打下了坚实基础。

七、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。