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CKD 電動執(zhí)行器夾爪夾持式技術全解析：系列、選型、應用與實操指南

更新時間：2025-09-22點擊次數(shù)：75

CKD 電動執(zhí)行器夾爪夾持式技術全解析：系列、選型、應用與實操指南

在自動化裝配與搬運場景中，夾爪夾持式執(zhí)行器是實現(xiàn) “工件抓取 - 定位 - 移送" 閉環(huán)的核心部件。CKD 作為電動執(zhí)行器領域的企業(yè)，其夾爪夾持式產(chǎn)品以 “精準可控、適配性強、操作便捷" 為核心優(yōu)勢，覆蓋雙爪、三爪、微型等多維度需求，廣泛應用于汽車精密制造、半導體封裝、電子元件組裝等領域。本文將系統(tǒng)拆解其產(chǎn)品系列、型號編碼、核心技術，詳解使用流程，并結合案例說明實踐價值。

一、產(chǎn)品系列劃分與型號組成規(guī)則

CKD 夾爪夾持式電動執(zhí)行器按 “夾爪數(shù)量 + 精度等級 + 應用場景" 細分三大系列，型號采用模塊化編碼體系，通過后綴即可快速識別核心配置。

（一）系列分類：雙爪、三爪、微型的差異化定位

  1. FLSH 系列：雙爪高精度型

專為對稱工件的直線夾持設計，采用雙導桿平行結構，適配電子元件、手機中框等中小型工件。核心優(yōu)勢是16 級夾持力可調與±0.01mm 重復定位精度，支持脈沖、模擬量、總線三種控制方式，是 3C 行業(yè)精密裝配的主力型號。

  1. DCKW 系列：三爪定心夾持型

以 120° 對稱三爪結構為核心，主打 “自動定心" 特性，適配軸承、齒輪、晶圓等圓形 / 環(huán)形工件。相較于雙爪，其定心≤0.02mm，夾持范圍覆蓋 5~40mm（小型）至 100~160mm（大型），是汽車零部件與半導體領域的專用型號。

  1. DMS 系列：微型輕載型

針對超小工件（如芯片、傳感器）設計，寬度僅 8~16mm，夾持力范圍 3~50N，采用彈簧緩沖機構避免工件損傷，標配簡易控制器，適合實驗室調試與微型設備自動化。

（二）型號組成規(guī)則：模塊化編碼拆解

CKD 夾爪夾持式執(zhí)行器型號遵循 “系列標識 - 尺寸規(guī)格 - 功能參數(shù) - 附加配置" 的編碼邏輯，以下為兩大核心系列的詳細拆解：

1. DCKW 系列（三爪定心型）

典型型號：DCKW-40-10-40-P-S

  • 「DCKW」：系列標識（三爪電動夾持型）；

  • 「40」：尺寸規(guī)格（基座直徑 40mm，對應負載等級）；

  • 「10-40」：夾持范圍（最小 10mm~ 最大 40mm）；

  • 「P」：控制方式（P = 脈沖控制，A = 模擬量控制，E = 總線控制）；

  • 「S」：附加功能（S = 帶位置傳感器，L = 防塵罩，B = 低摩擦版本）。

2. FLSH 系列（雙爪高精度型）

典型型號：FLSH-20GH110NC3-L

  • 「FLSH」：系列標識（雙爪電動夾持型）；

  • 「20」：尺寸規(guī)格（基座寬度 20mm）；

  • 「GH1」：控制適配（G=ECG 控制器，H1 = 導程 1.5mm）；

  • 「10」：行程參數(shù)（單側行程 5mm，總夾持范圍 0~10mm）；

  • 「NC3」：反饋配置（N = 無制動，C = 帶編碼器，3=3 線制信號）；

  • 「L」：電纜方向（L = 左出，R = 右出，T = 上出）。

二、核心參數(shù)與技術特性

CKD 夾爪夾持式執(zhí)行器通過 “結構優(yōu)化 + 智能控制" 實現(xiàn)性能突破，不同系列的參數(shù)差異精準匹配場景需求，核心技術呈現(xiàn)三大共性優(yōu)勢。

（一）關鍵參數(shù)對比（主流型號）

性能指標
FLSH-20（雙爪）
DCKW-40（三爪）
DMS-16（微型）
夾持范圍
0~10mm（單側 5mm）
10~40mm
1~8mm
最大夾持力
42N（單側）
300N
50N
重復定位精度
±0.01mm（帶編碼器）
±0.01mm
±0.05mm
開合速度
5~50mm/s
50~200mm/s
5~30mm/s
控制方式
脈沖 / 模擬量 / 總線
脈沖 / 總線
簡易 IO 控制
防護等級
IP50（帶防塵蓋）
IP54
IP40
適配工件類型
矩形 / 平板類
圓形 / 環(huán)形類
微型異形件

（二）核心技術突破

  1. 定心與夾持精度控制

DCKW 系列通過三爪同步驅動機構，將定心控制在 ±0.02mm 以內，搭配滾珠絲杠傳動，實現(xiàn) 0.01mm 級夾持位置調節(jié)；FLSH 系列采用雙導桿平行度校準技術，單側夾爪偏移量≤0.005mm，避免工件夾持歪斜。

  1. 電動化柔性調節(jié)

區(qū)別于氣動夾爪 “力不可控" 的缺陷，所有電動系列支持夾持力 16 級細分調節(jié)（如 DCKW-40 可從 50N 逐步調至 300N）、速度無級變速（5~200mm/s），適配從陶瓷芯片（低力）到金屬齒輪（高力）的多材質工件。

  1. 氣動兼容與集成性

安裝尺寸與 CKD 氣動夾爪（如 MHS 系列）一致，F(xiàn)LSH-20 可直接替換同尺寸氣動夾爪，無需改造支架與連接孔位，改造成本降低 60%；型號支持 IO-Link、EtherCAT 總線，可與 PLC、視覺系統(tǒng)聯(lián)動實現(xiàn) “自適應夾持"。

  1. 安全與耐用設計

內置過載保護功能，當夾持力超過設定值 10% 時自動停機；DCKW 系列采用 IP54 防護，可應對汽車車間油霧環(huán)境；電機壽命≥100 萬次，滿足 24 小時連續(xù)生產(chǎn)需求。

三、使用流程：從選型到運維的全步驟指南

CKD 夾爪夾持式執(zhí)行器的使用需遵循 “選型 - 安裝 - 配置 - 調試 - 維護" 五步流程，精準操作設備壽命與性能。

（一）第一步：精準選型（核心依據(jù)三大參數(shù)）

  1. 工件參數(shù)匹配

    • 形狀：圓形 / 環(huán)形優(yōu)先選 DCKW 三爪（自動定心），矩形 / 平板選 FLSH 雙爪；

    • 尺寸：夾持范圍需覆蓋工件最大 / 最小直徑（預留 5~10mm 余量，如 Φ25mm 軸承選 DCKW-40-10-40）；

    • 材質：易碎品（如晶圓）選低摩擦版本（B 后綴），金屬件選標準版本。

  1. 場景需求確認

    • 精度：精密裝配（如芯片貼裝）選帶編碼器款（C 后綴，±0.01mm），普通搬運可選無編碼器款（±0.05mm）；

    • 環(huán)境：粉塵環(huán)境加配防塵罩（L 后綴，IP65），潔凈室選低噪音版本（≤60dB）；

    • 控制：單機使用選脈沖控制（P 后綴），生產(chǎn)線聯(lián)動選總線控制（E 后綴，支持 IO-Link）。

（二）第二步：機械與電氣安裝

  1. 機械安裝

    • 基座固定：通過 T 型槽或螺栓將夾爪固定于工作臺 / 機器人手臂，確保安裝面平面度≤0.02mm；

    • 夾爪校準：三爪型號需確認爪尖與工件中心對齊（可通過百分表測量偏移量）；

    • 工裝適配：根據(jù)工件材質安裝專用手指（橡膠手指防刮傷，金屬手指抗磨損）。

  1. 電氣連接

    • 電源：接入 24V DC 電源（波動范圍 ±10%），地線需可靠接地（避免信號干擾）；

    • 控制信號：脈沖控制需連接 “脈沖 + 方向" 信號線，總線控制需接入 IO-Link 模塊；

    • 反饋信號：帶編碼器款需連接位置反饋線至控制器（ECG 系列支持實時位置顯示）。

（三）第三步：參數(shù)配置（以 ECG 控制器為例）

  1. 基礎參數(shù)設定

    • 夾持范圍：通過控制器面板輸入 “最小夾持直徑" 與 “最大夾持直徑"（如 DCKW-40 設為 10mm、40mm）；

    • 力與速度：按工件材質設定參數(shù)（如晶圓搬運設夾持力 50N、速度 30mm/s）。

  1. 高級功能配置

    • 多點定位：需多工位切換時，設置 3~5 個夾持位置（如電子元件從料盤到焊接臺的 2 個定位點）；

    • 過載保護：設定 “最大安全力"（如塑料件設為 80N，超過則停機報警）；

    • 聯(lián)動信號：與視覺系統(tǒng)聯(lián)動時，配置 “位置觸發(fā)信號"（視覺識別工件后啟動夾持）。

（四）第四步：空載與負載調試

  1. 空載測試

    • 運行全行程：觀察夾爪開合是否順暢，無卡頓或異響；

    • 精度檢測：用百分表測量重復定位（帶編碼器款需≤0.01mm）；

    • 信號驗證：確認 “到位信號"“過載信號" 是否正常反饋。

  1. 負載測試

    • 夾持穩(wěn)定性：抓取工件后靜置 5 分鐘，檢查是否出現(xiàn)位移（垂直夾持需帶制動功能）；

    • 動態(tài)性能：模擬生產(chǎn)節(jié)奏連續(xù)運行 100 次，記錄動作響應時間（應≤0.2s）；

    • 聯(lián)動調試：與生產(chǎn)線設備（如傳送帶、機器人）聯(lián)動，驗證 “抓取 - 移送 - 釋放" 流程連貫性。

（五）第五步：日常維護與故障排查

  1. 常規(guī)維護（每月 1 次）

    • 清潔：用無塵布擦拭夾爪表面，粉塵環(huán)境需清理導桿滑軌；

    • 潤滑：向滾珠絲杠加注專用潤滑脂（CKD 推薦型號：L-700），避免油脂過多污染工件；

    • 檢查：確認電纜無破損、爪尖無磨損（磨損超過 0.5mm 需更換）。

  1. 常見故障處理

    • 夾持力不足：檢查電源電壓（需≥22V）、絲杠潤滑狀態(tài)（缺油會導致阻力增大）；

    • 定位偏差大：重新校準夾爪中心、檢查編碼器接線（接觸不良會導致反饋誤差）；

    • 過載報警：降低設定夾持力、檢查工件尺寸是否超出夾持范圍。

四、典型應用案例與實踐效果

（一）汽車軸承自動化裝配線（DCKW 系列應用）

  • 場景需求：將 Φ30mm 軸承壓入變速箱殼體，要求定心≤0.02mm，夾持力 150N（防變形），與壓裝機聯(lián)動控制。

  • 選型配置：DCKW-40-10-40-E-S（40mm 基座，10~40mm 夾持范圍，總線控制，帶位置傳感器）+ ECG-100 控制器。

  • 實施效果：

    1. 三爪定心使軸承同軸度誤差從氣動方案的 0.1mm 降至 0.015mm，壓裝不良率從 1.2% 降至 0.1%；

    1. 通過 EtherCAT 總線與壓裝機聯(lián)動，單件裝配時間從 3 秒縮短至 1.8 秒，日產(chǎn)能提升 40%；

    1. 過載保護功能避免 3 次軸承卡死導致的設備損壞，年維護成本降低 2 萬元。

（二）半導體晶圓搬運工作站（FLSH 系列應用）

  • 場景需求：搬運 6 英寸晶圓（Φ150mm，厚度 0.7mm），需無塵環(huán)境適配，夾持力≤80N（防破損），定位精度 ±0.01mm。

  • 選型配置：FLSH-63GH1120NC3-G（63mm 基座，單側 12mm 行程，帶編碼器，防塵蓋，IP54）+ 橡膠手指。

  • 實施效果：

    1. 雙爪平行夾持使晶圓破損率從氣動方案的 0.5% 降至 0，滿足 Class 100 潔凈室要求；

    1. 速度無級調節(jié)（設為 20mm/s）避免氣流擾動，晶圓表面顆粒污染量減少 80%；

    1. IO-Link 數(shù)據(jù)上傳實現(xiàn)每片晶圓搬運參數(shù)追溯，通過半導體行業(yè) ISO 14644-1 認證。

（三）手機攝像頭模組組裝（DMS 微型系列應用）

  • 場景需求：抓取 Φ8mm 攝像頭鏡片，夾持力 3~5N，行程 1~5mm，適配緊湊工作臺（安裝空間≤20mm 寬度）。

  • 選型配置：DMS-16-05-P（16mm 寬度，5mm 行程，脈沖控制）+ 硅膠手指。

  • 實施效果：

    1. 微型結構節(jié)省 70% 安裝空間，適配模組組裝線的緊湊布局；

    1. 低力調節(jié)避免鏡片劃痕，組裝良率從 97% 提升至 99.8%；

    1. 簡易控制器無需編程，換型時間從 15 分鐘縮短至 2 分鐘（僅需調整夾持直徑參數(shù)）。

五、選型建議與技術展望

（一）選型決策矩陣

需求維度
優(yōu)先推薦系列
關鍵配置選擇
圓形工件定心夾持
DCKW 三爪系列
帶編碼器（C）+ 防塵罩（L）
矩形工件精密搬運
FLSH 雙爪系列
總線控制（E）+ 橡膠手指
微型工件輕載抓取
DMS 微型系列
簡易控制 + 硅膠手指
氣動設備升級
FLSH/DCKW 系列
同尺寸規(guī)格（與氣動夾爪匹配）

（二）技術發(fā)展趨勢

CKD 正針對夾爪夾持式執(zhí)行器開發(fā)三大核心技術：一是無刷伺服電機升級，將壽命從 100 萬次提升至 300 萬次；二是AI 自適應夾持，通過力傳感器實時識別工件材質，自動調整夾持參數(shù)；三是數(shù)字孿生調試，支持虛擬場景中模擬夾持效果，減少現(xiàn)場調試時間。
對于自動化工程師而言，掌握 CKD 夾爪的 “型號解碼 - 精準選型 - 規(guī)范調試" 全流程，可充分發(fā)揮其 “柔性夾持 + 高效集成" 的優(yōu)勢，為精密制造場景提供低成本、高可靠的抓取解決方案。


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