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廣州市威恒電子有限公司WEF-MHZ2-20B-18-2N電動(dòng)夾爪在繞線(xiàn)機(jī)行業(yè)夾取細(xì)線(xiàn)的應(yīng)用案例
威恒電子WEF-MHZ2-20B電動(dòng)夾爪在繞線(xiàn)機(jī)行業(yè)的應(yīng)用案例：從“斷線(xiàn)停機(jī)”到“無(wú)損靜音”的精密變革
1. 背景：高速發(fā)展的磁性元件行業(yè)與設(shè)備困境
客戶(hù)行業(yè)介紹：
本案例客戶(hù)位于“家電之都”廣東順德，是一家專(zhuān)注于高頻變壓器、電感線(xiàn)圈及空心線(xiàn)圈制造的高新技術(shù)企業(yè)。該企業(yè)主要為美的、格力以及國(guó)內(nèi)多家頭部新能源汽車(chē)車(chē)載充電機(jī)（OBC）廠商提供磁性元器件配套服務(wù)。
設(shè)備名稱(chēng)與困境：
在該企業(yè)的核心生產(chǎn)車(chē)間，主力設(shè)備為全自動(dòng)八軸變壓器繞線(xiàn)機(jī)。此前的產(chǎn)線(xiàn)上，用于夾取和牽引精細(xì)銅線(xiàn)（線(xiàn)徑范圍0.05mm—0.8mm）的末端執(zhí)行器，一直采用的是傳統(tǒng)氣動(dòng)平行夾爪。
痛點(diǎn)——正在“吃掉”利潤(rùn)的細(xì)微損傷：
在現(xiàn)有工藝中，氣動(dòng)夾爪需要夾住線(xiàn)頭，經(jīng)過(guò)復(fù)雜的穿線(xiàn)路徑后交給繞線(xiàn)主軸。隨著新能源汽車(chē)電子對(duì)電壓電流要求的提升，目前多采用雙層絕緣線(xiàn)或三重絕緣線(xiàn)。這種線(xiàn)的絕緣層較厚且脆。
氣動(dòng)夾爪由于沖擊力大且不可控，即使調(diào)低了氣壓，也常因氣壓波動(dòng)導(dǎo)致“暴力夾持”。這種硬接觸會(huì)使絕緣線(xiàn)產(chǎn)生肉眼難以察覺(jué)的“壓痕”或“扁線(xiàn)”現(xiàn)象。不良品往往在后續(xù)的耐壓測(cè)試中才會(huì)擊穿，導(dǎo)致成品報(bào)廢。該廠統(tǒng)計(jì)，因此造成的綜合良率損失高達(dá)2%-3% ，每月直接材料損失超過(guò)5萬(wàn)元，而隱性的品牌信譽(yù)損失更是難以估量。
2. 老方案診斷：為什么“軟”線(xiàn)抓不住？
檢測(cè)原理與故障分析：
傳統(tǒng)氣動(dòng)夾爪依靠壓縮空氣驅(qū)動(dòng)活塞，通過(guò)凸輪或杠桿機(jī)構(gòu)傳遞力。其力的大小通過(guò)減壓閥調(diào)節(jié)，屬于開(kāi)環(huán)控制。
> 故障核心在于： 氣壓源的不穩(wěn)定、氣缸的靜摩擦以及橡膠密封件的老化，導(dǎo)致夾爪在閉合瞬間的力是“過(guò)剩”且“抖動(dòng)”的。
巨大代價(jià)：
每當(dāng)更換線(xiàn)徑規(guī)格時(shí)，工程師需要花費(fèi)30-60分鐘反復(fù)調(diào)試氣壓閥，尋找那個(gè)“既不壓扁線(xiàn)又不打滑”的臨界點(diǎn)。如果保養(yǎng)不及時(shí)，氣缸活塞卡死，甚至?xí)霈F(xiàn)夾爪直接將極細(xì)的線(xiàn)夾斷，導(dǎo)致設(shè)備空轉(zhuǎn)，生產(chǎn)效率直線(xiàn)下降。行業(yè)內(nèi)有“繞線(xiàn)易，夾線(xiàn)難”的說(shuō)法，每次斷線(xiàn)后的人工重新穿線(xiàn)作業(yè)，是導(dǎo)致繞線(xiàn)機(jī)稼動(dòng)率下降的主因之一。
3. 新方案選擇：威恒電子電動(dòng)夾爪
為了解決“軟硬不一”的夾取難題，該客戶(hù)最終引入了威恒電子（WeiHeng Elec） 研發(fā)的電動(dòng)平行夾爪，具體型號(hào)為 WEF-MHZ2-20B-18-2N。
詳細(xì)參數(shù)
夾持力范圍： 5N ~ 80N（可通過(guò)軟件任意設(shè)定，實(shí)現(xiàn)柔性?shī)A持）
行程： 18mm
傳動(dòng)方式： 精密絲桿+直流無(wú)刷電機(jī)
控制方式： IO控制
額定電壓： DC 24V
防護(hù)等級(jí)： IP40（內(nèi)部電路板三防漆涂覆）
產(chǎn)品資質(zhì)：
4. 原理與變革：從“硬碰硬”到“柔而穩(wěn)”
產(chǎn)品原理：
該夾爪采用“微型直流伺服電機(jī)+精密行星減速機(jī)+絲桿”的結(jié)構(gòu)。電機(jī)編碼器結(jié)合電流閉環(huán)反饋算法，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)夾爪輸出力矩。當(dāng)夾爪接觸到細(xì)線(xiàn)時(shí)，控制器會(huì)瞬間降低電流，限制電機(jī)扭矩，實(shí)現(xiàn)“觸而不傷”。
核心亮點(diǎn)：
自適應(yīng)行程與力控夾爪： 不需要像氣動(dòng)那樣調(diào)限位，IO控制指令發(fā)出后，夾爪會(huì)自動(dòng)前進(jìn)直到夾住物體并達(dá)到預(yù)設(shè)力值。
替代氣動(dòng)與驅(qū)動(dòng)一體： 整體尺寸完全兼容標(biāo)準(zhǔn)MHZ2氣動(dòng)尺寸，無(wú)需更改設(shè)備安裝板。且驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)置，即插即用。
斷電自鎖： 繞線(xiàn)過(guò)程中突發(fā)斷電，夾爪依然保持夾持力，防止線(xiàn)軸散開(kāi)，杜絕了重新穿線(xiàn)的麻煩。
IO控制： 直接接入繞線(xiàn)機(jī)PLC的IO模塊，設(shè)定為“夾緊”和“松開(kāi)”信號(hào)，無(wú)需復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)控制指令。
5. 實(shí)施與匹配：為何是WEF-MHZ2-20B？
客戶(hù)要求：
夾持力必須控制在2N以?xún)?nèi)，不能損傷0.2mm的三重絕緣線(xiàn)。
夾爪閉合速度需小于0.3秒，跟上繞線(xiàn)機(jī)每分鐘2000轉(zhuǎn)的高速節(jié)拍。
支持24小時(shí)兩班倒連續(xù)作業(yè)，壽命需大于500萬(wàn)次。
匹配原因：
威恒這款?yuàn)A爪的最大亮點(diǎn)在于“驅(qū)控一體”。繞線(xiàn)機(jī)內(nèi)部空間狹小，傳統(tǒng)的分離式驅(qū)動(dòng)器往往無(wú)處安放。WEF-MHZ2-20B本體僅比一包口香糖略大，且無(wú)需外置驅(qū)動(dòng)器盒，直接通過(guò)IO線(xiàn)與PLC交互，極大簡(jiǎn)化了電控柜布局。
環(huán)境與材質(zhì)：
材質(zhì)： 全金屬機(jī)身配合特殊硬化鋼手指，耐磨且無(wú)粉塵產(chǎn)生（滿(mǎn)足車(chē)間千級(jí)潔凈度要求）。
環(huán)境： 適應(yīng)車(chē)間常年25-30℃恒溫及潮濕的冷卻液揮發(fā)環(huán)境（IP40防護(hù)等級(jí)）。
6. 使用效果描述：
經(jīng)過(guò)3個(gè)月的連續(xù)跑產(chǎn)，威恒電子電動(dòng)夾爪的表現(xiàn)令人驚艷。在抓取0.3mm線(xiàn)徑的絕緣線(xiàn)進(jìn)行拉脫力測(cè)試時(shí)，數(shù)據(jù)顯示夾持穩(wěn)定性提升，徹底消除了絕緣層壓痕。
維度 | 傳統(tǒng)氣動(dòng)夾爪 | 威恒電動(dòng)夾爪 （WEF-MHZ2-20B） | 優(yōu)勢(shì)說(shuō)明 |
良品率 | 97.2% | 99.5% | 報(bào)廢減少，年省數(shù)十萬(wàn) |
斷線(xiàn)/故障 | 平均每周2次 | 0次 | 設(shè)備不停機(jī)，效率提升10% |
調(diào)機(jī)時(shí)間 | 換線(xiàn)需30分鐘 | 5秒（切換配方） | 無(wú)需工具，一鍵切換 |
噪音 | 排氣聲刺耳 （>80dB） | 靜音 （<50dB） | 作業(yè)環(huán)境顯著改善 |
能耗 | 需空壓機(jī)供氣 | 僅需24V，功耗5W | 整線(xiàn)節(jié)能80%以上 |
總結(jié)經(jīng)驗(yàn)
1.控制權(quán)在手： 電動(dòng)化是夾爪的未來(lái)，將控制權(quán)從復(fù)雜的氣路交還給軟件，是實(shí)現(xiàn)智能制造的基礎(chǔ)。
2.力控是靈魂： 針對(duì)易損工件，必須選擇具有“力控模式”而非簡(jiǎn)單“位置模式”的電動(dòng)夾爪。
3.自鎖是保險(xiǎn)： 在立式或高速搬運(yùn)場(chǎng)景，斷電自鎖功能不僅是保護(hù)工件，更是保護(hù)人身安全。
七、威恒電子公司介紹：
威恒電子電動(dòng)夾爪通過(guò)其精確的力控能力和智能化反饋，完美解決了食品行業(yè)軟質(zhì)、易變形物件的自動(dòng)化抓取難題。其一體化、電氣化的設(shè)計(jì)代表了工業(yè)自動(dòng)化執(zhí)行器的發(fā)展方向，是替代傳統(tǒng)氣動(dòng)方案的理想選擇。
特長(zhǎng)與實(shí)力：在微型伺服驅(qū)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)控制算法、精密機(jī)械設(shè)計(jì)等領(lǐng)域擁有深厚的技術(shù)積累和多項(xiàng)核心專(zhuān)利。具備從核心部件到整體解決方案的全鏈條研發(fā)能力。
供稿人：威恒電子自動(dòng)化事業(yè)部，高級(jí)應(yīng)用工程師 - 余工
索要技術(shù)資料：如需了解更多關(guān)于WEF-MHZ2系列電動(dòng)夾爪的詳細(xì)技術(shù)參數(shù)、3D模型及手冊(cè)，請(qǐng)聯(lián)系我司銷(xiāo)售人員或訪(fǎng)問(wèn)官網(wǎng)。
聯(lián)系人：余工 （13825159505）
個(gè)人微創(chuàng)新：在本案例中，為客戶(hù)定制化開(kāi)發(fā)了輕觸模式，將初始閉合速度加快以提升效率，在接近預(yù)設(shè)力值時(shí)自動(dòng)切換為低速柔順模式，進(jìn)一步優(yōu)化了抓取的成功率和體驗(yàn)。
本案例證明，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，一個(gè)核心部件的升級(jí)，能夠?yàn)檎麄€(gè)自動(dòng)化設(shè)備帶來(lái)質(zhì)的飛躍。威恒電子，致力于成為您最可靠的自動(dòng)化核心部件伙伴。
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