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日本 CKD 喜開理自動卡爪更換器 CHC 系列的案例

更新時間:2025-11-06點擊次數(shù):18
一、型號組成
CHC 系列采用 “功能標識 + 適配規(guī)格 + 核心性能 + 擴展配置" 的四層編碼體系,每段字符精準對應產品屬性,助力快速選型:
  1. 基礎功能碼(CHC): “CH" 代表 “卡爪更換" 核心功能,“C" 為 CKD 自動更換裝置技術平臺標識,組合后明確該系列為機器人末端卡爪自動切換設備,主打 “快速換型 + 精準對接"。

  1. 適配專屬碼:由 2 位字母構成,標識適配機器人品牌與法蘭規(guī)格。如 “FA" 適配 FANUC 機器人 A 系列法蘭,“UR" 適配 Universal Robots 協(xié)作機器人,“KY" 適配 KUKA KR 系列,均通過對應品牌兼容性認證,無需轉接模塊。

  1. 核心參數(shù)段:三組數(shù)字依次代表 “最大承載重量"“單次更換時間"“定位精度等級"。前組數(shù)字對應承載值(如 “10" 代表 10kg、“20" 代表 20kg、“30" 代表 30kg);中組數(shù)字代表更換耗時(如 “08" 代表 0.8 秒、“12" 代表 1.2 秒、“15" 代表 1.5 秒);后組數(shù)字代表定位精度等級(如 “01" 對應 ±0.01mm、“02" 對應 ±0.02mm)。

  1. 擴展功能碼:末尾字母區(qū)分附加配置?!癝" 為基礎型(僅換爪功能)、“I" 為智能識別型(內置卡爪 ID 讀取模塊)、“L" 為輕量型(優(yōu)化本體重量)、“C" 為潔凈型(IP67 防護 + 食品級材質)、“H" 為高溫耐受型(適配 120℃高溫環(huán)境)。

例如 “CHC-FA-20-10-02-I",完整解讀為:CKD 自動卡爪更換器、適配 FANUC 機器人、最大承載 20kg、單次更換時間 1.0 秒、定位精度 ±0.02mm、帶智能識別功能;“CHC-UR-10-08-01-C" 則為:適配優(yōu)傲機器人、承載 10kg、更換時間 0.8 秒、精度 ±0.01mm、潔凈防護型更換器。
二、衍生系列
基于 “多品牌適配、全場景覆蓋" 的核心需求,CHC 系列衍生出五大細分類型,均保持與主流機器人控制系統(tǒng)的即插即用特性:
  1. 標準通用型(CHC-S 系列)

定位多品牌機器人通用場景,如汽車零部件多工序換爪、3C 產品混合裝配線,適配 FANUC、KUKA、ABB 等主流品牌機器人,承載重量覆蓋 10-30kg,更換時間 0.8-1.5 秒,定位精度 ±0.02mm。采用雙氣缸驅動鎖合結構,本體重量 3.5-4.5kg,適合批量生產的柔性生產線,如發(fā)動機缸體加工的抓取 / 檢測卡爪切換,典型應用為變速箱裝配線的螺栓擰緊 / 密封檢測卡爪自動更換。
  1. 智能識別型(CHC-I 系列)

針對多型號卡爪混線場景設計,集成 RFID 讀取模塊與視覺識別單元,可自動識別卡爪型號(支持 100 種以上卡爪信息存儲)、檢測卡爪磨損狀態(tài),通過機器人控制系統(tǒng)實現(xiàn) “型號匹配 - 狀態(tài)核驗 - 精準對接" 閉環(huán)流程。適配協(xié)作機器人的柔性作業(yè)需求,可在 3C 電子車間實現(xiàn)手機 / 平板外殼加工的不同規(guī)格夾爪切換,典型應用為筆記本電腦主板裝配的吸持式 / 夾持式卡爪智能更換。
  1. 潔凈防護型(CHC-C 系列)

滿足食品包裝、醫(yī)療設備組裝的潔凈需求,接觸部位采用 FDA 認證的 PTFE 材質,全密封殼體配備防塵防水密封圈,防護等級達 IP67,可耐受 85℃熱水沖洗與 75% 酒精消毒。驅動機構采用食品級潤滑脂,無泄漏風險,適配協(xié)作機器人在無菌車間的應用,如注射器裝配的橡膠件夾爪與金屬件夾爪切換,典型應用為巧克力包裝線的抓取卡爪與擺盤卡爪自動更換。
  1. 輕量緊湊型(CHC-L 系列)

專為輕型機器人設計,適配負載≤10kg 的協(xié)作機器人(如 UR5、FANUC CRX-10iA),本體重量僅 2.0-2.5kg(較標準型輕 40%),厚度縮減至 65mm,可深入狹小工位作業(yè)。承載重量 5-15kg,更換時間 1.0-1.2 秒,定位精度 ±0.02mm,適合電子元器件的精密裝配場景,如微型電機轉子加工的檢測卡爪與裝配卡爪切換,典型應用為智能手表外殼的打磨卡爪與拋光卡爪更換。
  1. 高溫耐受型(CHC-H 系列)

針對汽車焊接、鑄造等高溫場景優(yōu)化,殼體采用耐高溫鋁合金(耐受 150℃短期高溫),密封件選用氟橡膠材質(耐溫 120℃持續(xù)工作),驅動機構增設散熱通道。承載重量 20-30kg,更換時間 1.2-1.5 秒,可在焊接工位實現(xiàn)高溫工件抓取卡爪與轉運卡爪切換,典型應用為汽車排氣管焊接線的耐高溫夾爪與檢測卡爪自動更換。
三、規(guī)格要點
  1. 適配與接口參數(shù)

  • 機器人接口:遵循 ISO 9409-1 A40/A50/A63 標準法蘭,螺栓孔位與主流機器人末端接口匹配,安裝耗時≤15 分鐘,無需定制轉接板;

  • 信號接口:標配 15 針 D-SUB 接口,支持機器人 I/O 信號(換爪到位 / 卡爪鎖定 / 故障報警)與 24V DC 電源,“I" 系列增設 EtherCAT 通信接口,可與機器人控制系統(tǒng)實現(xiàn)卡爪信息實時聯(lián)動;

  • 氣源接口:Φ6mm 快插接頭,適配工廠標準壓縮空氣管路,氣壓在 0.4-0.7MPa 波動時,鎖合力度變化≤±4%,更換動作穩(wěn)定性不受影響。

  1. 更換與驅動核心參數(shù)

  • 承載能力:S 系列 10-30kg、I 系列 10-25kg、C 系列 5-20kg、L 系列 5-15kg、H 系列 20-30kg,均支持承載重量無級適配(通過壓力調節(jié)模塊實現(xiàn));

  • 更換性能:S/I/H 系列更換時間 0.8-1.5 秒、C/L 系列 1.0-1.2 秒,支持連續(xù)更換作業(yè),無動作間隔限制;

  • 定位性能:所有型號定位精度≤±0.02mm,“I" 系列通過視覺校準可提升至 ±0.01mm,支持 16 個卡爪存放位的預設定位;

  • 驅動方式:氣動驅動為主,“I" 系列搭載電動輔助模塊,換爪響應時間≤0.1 秒,急停狀態(tài)下 0.15 秒內完成卡爪鎖定。

  1. 運行環(huán)境與基礎特性

  • 工作溫度:S/I/L 系列 0-60℃,C 系列 5-55℃,H 系列 - 5-120℃(持續(xù))/150℃(短期 30 分鐘);

  • 防護等級:S/I/L/H 系列 IP65(防切削液飛濺、防塵),C 系列 IP67(防水浸、防沖洗);

  • 重量與負載適配:各系列重量 2.0-4.5kg,均處于對應機器人負載冗余區(qū)間(預留 40% 以上負載余量),避免末端負載過載。

四、特殊規(guī)格
CHC 系列的特殊設計聚焦 “安全可靠、智能協(xié)同、維護便捷、場景適配" 四大維度,解決自動換爪應用核心痛點:
  1. 雙重安全鎖合機制

符合 ISO/TS 15066 協(xié)作安全標準:
  • 一級防護:機械鎖合 + 氣壓鎖雙重保險,卡爪對接后先通過機械棘爪初步固定,再由氣壓缸完成緊密鎖合,鎖合力度達承載重量的 3 倍以上,避免換爪過程中卡爪脫落;

  • 二級防護:斷氣 / 斷電保護,氣源中斷時,所有系列通過彈簧力實現(xiàn)卡爪鎖定(鎖定力≥額定值的 80%,定位偏移≤±0.03mm);斷電時,“I" 系列自動記錄當前卡爪信息,恢復供電后可續(xù)接換爪流程,適配人機混線的柔性車間(如家電組裝線的人工干預后自動續(xù)產)。

  1. 卡爪智能管理系統(tǒng)

“I" 系列搭載 CKD 智能管理模塊,支持三大核心功能:
  • 身份識別:通過 RFID 讀取卡爪型號、使用次數(shù)、維護周期等信息,不符卡爪自動拒絕對接,避免錯配風險(如 3C 車間的不同型號外殼夾爪錯換);

  • 狀態(tài)監(jiān)測:實時檢測卡爪磨損程度、鎖合機構松緊度,數(shù)據(jù)同步至機器人控制系統(tǒng),使用發(fā)出維護提醒;

  • 庫存管理:自動統(tǒng)計各型號卡爪使用頻次、剩余壽命,生成庫存預警報告,適配多品種小批量生產的卡爪管控(如汽車零部件定制生產線)。

  1. 模塊化快速維護設計

針對工業(yè)場景停機成本高的痛點,采用三大優(yōu)化:
  • 易損件模塊化:鎖合爪、密封件、檢測傳感器均為卡扣式封裝,普通工具即可更換,單部件維護時間≤10 分鐘(如鎖合爪磨損更換);

  • 故障自診斷:支持 20 種常見故障(如氣源不足、卡爪錯位、傳感器失效)的代碼輸出,通過機器人示教器顯示故障位置與解決步驟,故障定位準確率≥99%;

  • 通用備件:不同型號的密封件、鎖合彈簧、傳感器線纜通用率達 90%,減少工廠備件庫存種類(如 S/C/L 系列可共用同規(guī)格鎖合爪),降低庫存成本。

  1. 多品牌兼容適配設計

突破機器人品牌壁壘,通過可更換適配法蘭實現(xiàn) “一臺換爪器適配多品牌機器人":
  • 法蘭快換模塊:采用標準化法蘭接口,更換不同品牌適配法蘭僅需 5 分鐘,支持 FANUC、KUKA、ABB、UR 等 8 大主流品牌機器人;

  • 信號自適應:內置信號轉換模塊,可自動識別機器人控制系統(tǒng)信號類型(數(shù)字量 / 模擬量),無需重新編寫適配程序,調試時間縮短至 1 小時以內。

五、核心技術系數(shù)
  1. 精度與穩(wěn)定性系數(shù)

  • 定位一致性:同一卡爪連續(xù)更換 200 次,定位中心偏移≤±0.01mm;

  • 更換速度穩(wěn)定性:額定氣壓下,連續(xù) 100 次更換動作,時間波動≤±0.05 秒;

  • 鎖合力度穩(wěn)定性:不同承載重量下,鎖合力度與設定值偏差≤±3%;

  • 溫度適應性:在額定溫度范圍內,更換時間變化≤0.08 秒,定位偏移≤±0.005mm;

  • 連續(xù)作業(yè)可靠性:連續(xù) 1000 次換爪循環(huán)后,功能無異常,關鍵部件無明顯磨損,定位精度無顯著變化。

  1. 結構強度與耐用性系數(shù)

  • 殼體強度:S/I/L/C 系列采用 6061-T6 鋁合金(抗壓強度 180MPa),H 系列采用 2A12 鋁合金(抗壓強度 240MPa),表面硬質陽極氧化處理(膜厚 15μm),抗劃傷等級≥HB;

  • 鎖合爪壽命:采用 SUJ2 軸承鋼材質,額定負載下連續(xù)使用壽命≥200 萬次,磨損量≤0.01mm;

  • 密封件壽命:S/I/L/H 系列密封件(丁腈橡膠)壽命≥80 萬次,C 系列(氟橡膠)壽命≥120 萬次;

  • 抗沖擊能力:沿鎖合方向承受 100N 沖擊力(持續(xù) 0.2 秒),結構無變形,鎖合功能正常。

  1. 系統(tǒng)兼容性系數(shù)

  • 通信延遲:“I" 系列與機器人控制系統(tǒng)信號傳輸延遲≤10ms,數(shù)據(jù)更新頻率≥200Hz;

  • 電壓適應性:支持 24V DC 電源(波動 ±15%),無需穩(wěn)壓模塊,適配工廠電源波動場景;

  • 程序兼容性:內置 30 組預設換爪程序(如 “快速換型模式"“精密對接模式"),可通過機器人示教器直接調用,調試時間≤1 小時;

  • 卡爪適配性:支持直徑 50-200mm、重量 5-30kg 的各類卡爪(夾爪、吸盤、檢測工具),適配率達 95% 以上。

六、核心優(yōu)勢
相較于同類自動卡爪更換器,CHC 系列優(yōu)勢集中在 “多品牌適配、安全高效、智能管控、成本優(yōu)化" 四大維度,數(shù)據(jù)支撐充分:
  1. 全品牌深度適配優(yōu)勢

通過 8 大主流機器人品牌認證的換爪器系列,接口、信號、程序兼容,無需第三方適配開發(fā)。多品牌切換調試時間較同類產品縮短 80%(從 5 小時降至 1 小時以內),避免兼容性問題導致的生產中斷,適配多品牌機器人混用的柔性工廠。
  1. 安全與效率平衡優(yōu)勢

行業(yè) “雙重鎖合 + 智能核驗" 安全體系,鎖合可靠性較同類產品提升 60%,無卡爪脫落風險。同時保持高速換爪性能(最快 0.8 秒 / 次),較傳統(tǒng)人工換爪效率提升 30 倍,單條生產線換爪等待時間從 40 分鐘 / 天降至 10 分鐘 / 天,適合高效柔性生產場景。
  1. 智能管控優(yōu)勢

“I" 系列的卡爪智能管理系統(tǒng)可減少 80% 的錯配故障,提前預警維護降低 90% 的突發(fā)停機,卡爪使用壽命延長 25%。通過數(shù)據(jù)聯(lián)動實現(xiàn) “換爪 - 生產 - 維護" 全流程可視化管理,適配工業(yè) 4.0 智能工廠的設備管控需求。
  1. 全生命周期成本優(yōu)勢

200 萬次長壽命鎖合爪(較同類產品提升 50%)、模塊化維護(單部件更換成本降低 60%)、多品牌兼容(減少專用設備采購成本 40%),綜合全生命周期成本降低 35%。以 3C 電子工廠為例,單臺 CHC 換爪器年均維護成本可減少 2 萬元,設備使用壽命延長 4 年以上。
七、應用案例
  1. 3C 電子:智能手機多規(guī)格外殼裝配

  • 應用場景:智能手機外殼(塑料 / 金屬材質,重量 0.2-0.5kg,尺寸 150-170mm)的鉆孔、打磨、檢測多工序生產,需頻繁切換吸持式卡爪、夾持式卡爪與檢測卡爪,要求換爪精準、無錯配,避免外殼劃傷;

  • 選用型號:CHC-FA-10-08-01-I(適配 FANUC CRX-10iA、承載 10kg、更換時間 0.8 秒、精度 ±0.01mm、智能識別型);

  • 實施效果:RFID 識別卡爪型號準確率 100%,換爪定位偏移≤±0.01mm,無外殼劃傷情況。換爪時間從人工 2 分鐘 / 次縮短至 0.8 秒 / 次,生產線日產能從 5000 臺提升至 8000 臺,錯配故障發(fā)生率從 15% 降至 0,人工成本降低 70%。

  1. 汽車零部件:發(fā)動機缸體多工序加工

  • 應用場景:發(fā)動機缸體(鑄鐵材質,重量 25kg,尺寸 400×300×200mm)的銑削、鉆孔、清洗工序,需切換重載夾持卡爪與清洗爪,要求鎖合牢固、耐受切削液污染;

  • 選用型號:CHC-KY-30-15-02-S(適配 KUKA KR 20、承載 30kg、更換時間 1.5 秒、精度 ±0.02mm、標準型);

  • 實施效果:雙重鎖合機制確保缸體抓取無脫落,IP65 防護耐受切削液飛濺。換爪過程穩(wěn)定,定位偏移≤±0.02mm,生產線節(jié)拍從每小時 15 件提升至 25 件,人工干預率從 25% 降至 1%,設備停機時間減少 80%。

  1. 醫(yī)療設備:注射器自動化組裝

  • 應用場景:注射器(PP 材質,重量 0.05kg,尺寸 100×20mm)的針管裝配、密封檢測、包裝工序,需切換無菌夾持卡爪與檢測卡爪,要求潔凈無污染、換爪精準;

  • 選用型號:CHC-UR-05-10-01-C(適配 UR10e、承載 5kg、更換時間 1.0 秒、精度 ±0.01mm、潔凈型);

  • 實施效果:IP67 防護耐受每日 3 次酒精消毒,食品級材質符合醫(yī)療 GMP 標準。換爪定位精準,注射器裝配良率從 98% 提升至 99.9%,日均產能從 10000 支提升至 15000 支,替代 6 名人工換爪操作員,微生物污染風險降至 0。

  1. 食品包裝:巧克力自動擺盤生產線

  • 應用場景:巧克力(重量 0.01kg / 塊,尺寸 30×20×10mm)的脫模、分揀、擺盤工序,需切換脫模抓取卡爪與擺盤爪,要求無油污污染、可沖洗;

  • 選用型號:CHC-FA-10-12-02-C(適配 FANUC CRX-20iA、承載 10kg、更換時間 1.2 秒、精度 ±0.02mm、潔凈型);

  • 實施效果:食品級材質無油污殘留,IP67 防護耐受 85℃熱水沖洗。換爪過程無碎屑污染,巧克力擺盤合格率從 97% 提升至 99.8%,日均處理量從 20 萬塊提升至 30 萬塊,人工清洗維護時間減少 60%。

  1. 家電制造:洗衣機滾筒焊接生產線

  • 應用場景:洗衣機滾筒(不銹鋼材質,重量 20kg,尺寸 600×500mm)的焊接、打磨、檢測工序,需切換焊接爪與搬運卡爪,作業(yè)環(huán)境溫度達 80℃,要求耐高溫、鎖合牢固;

  • 選用型號:CHC-H-30-15-02-H(適配 ABB IRB 2600、承載 30kg、更換時間 1.5 秒、精度 ±0.02mm、高溫耐受型);

  • 實施效果:耐高溫材質可在 80℃環(huán)境持續(xù)工作,雙重鎖合確保滾筒搬運無晃動。換爪定位偏移≤±0.02mm,生產線節(jié)拍從每小時 10 件提升至 18 件,焊接錯位率從 3% 降至 0.1%,設備維護周期延長至 6 個月 / 次。

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