CKD 电动执行器夹爪夹持式技术全解析：系列、选型、应用与实操指南

更新时间：2025-09-22

点击次数：166

CKD 电动执行器夹爪夹持式技术全解析：系列、选型、应用与实操指南

在自动化装配与搬运场景中，夹爪夹持式执行器是实现 “工件抓取 - 定位 - 移送" 闭环的核心部件。CKD 作为电动执行器领域的企业，其夹爪夹持式产品以 “精准可控、适配性强、操作便捷" 为核心优势，覆盖双爪、三爪、微型等多维度需求，广泛应用于汽车精密制造、半导体封装、电子元件组装等领域。本文将系统拆解其产品系列、型号编码、核心技术，详解使用流程，并结合案例说明实践价值。

一、产品系列划分与型号组成规则

CKD 夹爪夹持式电动执行器按 “夹爪数量 + 精度等级 + 应用场景" 细分三大系列，型号采用模块化编码体系，通过后缀即可快速识别核心配置。

（一）系列分类：双爪、三爪、微型的差异化定位

FLSH 系列：双爪高精度型

专为对称工件的直线夹持设计，采用双导杆平行结构，适配电子元件、手机中框等中小型工件。核心优势是16 级夹持力可调与±0.01mm 重复定位精度，支持脉冲、模拟量、总线三种控制方式，是 3C 行业精密装配的主力型号。

DCKW 系列：三爪定心夹持型

以 120° 对称三爪结构为核心，主打 “自动定心" 特性，适配轴承、齿轮、晶圆等圆形 / 环形工件。相较于双爪，其定心≤0.02mm，夹持范围覆盖 5~40mm（小型）至 100~160mm（大型），是汽车零部件与半导体领域的专用型号。

DMS 系列：微型轻载型

针对超小工件（如芯片、传感器）设计，宽度仅 8~16mm，夹持力范围 3~50N，采用弹簧缓冲机构避免工件损伤，标配简易控制器，适合实验室调试与微型设备自动化。

（二）型号组成规则：模块化编码拆解

CKD 夹爪夹持式执行器型号遵循 “系列标识 - 尺寸规格 - 功能参数 - 附加配置" 的编码逻辑，以下为两大核心系列的详细拆解：

1. DCKW 系列（三爪定心型）

典型型号：DCKW-40-10-40-P-S

「DCKW」：系列标识（三爪电动夹持型）；

「40」：尺寸规格（基座直径 40mm，对应负载等级）；

「10-40」：夹持范围（最小 10mm~ 最大 40mm）；

「P」：控制方式（P = 脉冲控制，A = 模拟量控制，E = 总线控制）；

「S」：附加功能（S = 带位置传感器，L = 防尘罩，B = 低摩擦版本）。

2. FLSH 系列（双爪高精度型）

典型型号：FLSH-20GH110NC3-L

「FLSH」：系列标识（双爪电动夹持型）；

「20」：尺寸规格（基座宽度 20mm）；

「GH1」：控制适配（G=ECG 控制器，H1 = 导程 1.5mm）；

「10」：行程参数（单侧行程 5mm，总夹持范围 0~10mm）；

「NC3」：反馈配置（N = 无制动，C = 带编码器，3=3 线制信号）；

「L」：电缆方向（L = 左出，R = 右出，T = 上出）。

二、核心参数与技术特性

CKD 夹爪夹持式执行器通过 “结构优化 + 智能控制" 实现性能突破，不同系列的参数差异精准匹配场景需求，核心技术呈现三大共性优势。

（一）关键参数对比（主流型号）

性能指标	FLSH-20（双爪）	DCKW-40（三爪）	DMS-16（微型）
夹持范围	0~10mm（单侧 5mm）	10~40mm	1~8mm
最大夹持力	42N（单侧）	300N	50N
重复定位精度	±0.01mm（带编码器）	±0.01mm	±0.05mm
开合速度	5~50mm/s	50~200mm/s	5~30mm/s
控制方式	脉冲 / 模拟量 / 总线	脉冲 / 总线	简易 IO 控制
防护等级	IP50（带防尘盖）	IP54	IP40
适配工件类型	矩形 / 平板类	圆形 / 环形类	微型异形件

（二）核心技术突破

定心与夹持精度控制

DCKW 系列通过三爪同步驱动机构，将定心控制在 ±0.02mm 以内，搭配滚珠丝杠传动，实现 0.01mm 级夹持位置调节；FLSH 系列采用双导杆平行度校准技术，单侧夹爪偏移量≤0.005mm，避免工件夹持歪斜。

电动化柔性调节

区别于气动夹爪 “力不可控" 的缺陷，所有电动系列支持夹持力 16 级细分调节（如 DCKW-40 可从 50N 逐步调至 300N）、速度无级变速（5~200mm/s），适配从陶瓷芯片（低力）到金属齿轮（高力）的多材质工件。

气动兼容与集成性

安装尺寸与 CKD 气动夹爪（如 MHS 系列）一致，FLSH-20 可直接替换同尺寸气动夹爪，无需改造支架与连接孔位，改造成本降低 60%；型号支持 IO-Link、EtherCAT 总线，可与 PLC、视觉系统联动实现 “自适应夹持"。

安全与耐用设计

内置过载保护功能，当夹持力超过设定值 10% 时自动停机；DCKW 系列采用 IP54 防护，可应对汽车车间油雾环境；电机寿命≥100 万次，满足 24 小时连续生产需求。

三、使用流程：从选型到运维的全步骤指南

CKD 夹爪夹持式执行器的使用需遵循 “选型 - 安装 - 配置 - 调试 - 维护" 五步流程，精准操作设备寿命与性能。

（一）第一步：精准选型（核心依据三大参数）

工件参数匹配

形状：圆形 / 环形优先选 DCKW 三爪（自动定心），矩形 / 平板选 FLSH 双爪；

尺寸：夹持范围需覆盖工件最大 / 最小直径（预留 5~10mm 余量，如 Φ25mm 轴承选 DCKW-40-10-40）；

材质：易碎品（如晶圆）选低摩擦版本（B 后缀），金属件选标准版本。

场景需求确认

精度：精密装配（如芯片贴装）选带编码器款（C 后缀，±0.01mm），普通搬运可选无编码器款（±0.05mm）；

环境：粉尘环境加配防尘罩（L 后缀，IP65），洁净室选低噪音版本（≤60dB）；

控制：单机使用选脉冲控制（P 后缀），生产线联动选总线控制（E 后缀，支持 IO-Link）。

（二）第二步：机械与电气安装

机械安装

基座固定：通过 T 型槽或螺栓将夹爪固定于工作台 / 机器人手臂，确保安装面平面度≤0.02mm；

夹爪校准：三爪型号需确认爪尖与工件中心对齐（可通过百分表测量偏移量）；

工装适配：根据工件材质安装专用手指（橡胶手指防刮伤，金属手指抗磨损）。

电气连接

电源：接入 24V DC 电源（波动范围 ±10%），地线需可靠接地（避免信号干扰）；

控制信号：脉冲控制需连接 “脉冲 + 方向" 信号线，总线控制需接入 IO-Link 模块；

反馈信号：带编码器款需连接位置反馈线至控制器（ECG 系列支持实时位置显示）。

（三）第三步：参数配置（以 ECG 控制器为例）

基础参数设定

夹持范围：通过控制器面板输入 “最小夹持直径" 与 “最大夹持直径"（如 DCKW-40 设为 10mm、40mm）；

力与速度：按工件材质设定参数（如晶圆搬运设夹持力 50N、速度 30mm/s）。

高级功能配置

多点定位：需多工位切换时，设置 3~5 个夹持位置（如电子元件从料盘到焊接台的 2 个定位点）；

过载保护：设定 “最大安全力"（如塑料件设为 80N，超过则停机报警）；

联动信号：与视觉系统联动时，配置 “位置触发信号"（视觉识别工件后启动夹持）。

（四）第四步：空载与负载调试

空载测试

运行全行程：观察夹爪开合是否顺畅，无卡顿或异响；

精度检测：用百分表测量重复定位（带编码器款需≤0.01mm）；

信号验证：确认 “到位信号"“过载信号" 是否正常反馈。

负载测试

夹持稳定性：抓取工件后静置 5 分钟，检查是否出现位移（垂直夹持需带制动功能）；

动态性能：模拟生产节奏连续运行 100 次，记录动作响应时间（应≤0.2s）；

联动调试：与生产线设备（如传送带、机器人）联动，验证 “抓取 - 移送 - 释放" 流程连贯性。

（五）第五步：日常维护与故障排查

常规维护（每月 1 次）

清洁：用无尘布擦拭夹爪表面，粉尘环境需清理导杆滑轨；

润滑：向滚珠丝杠加注专用润滑脂（CKD 推荐型号：L-700），避免油脂过多污染工件；

检查：确认电缆无破损、爪尖无磨损（磨损超过 0.5mm 需更换）。

常见故障处理

夹持力不足：检查电源电压（需≥22V）、丝杠润滑状态（缺油会导致阻力增大）；

定位偏差大：重新校准夹爪中心、检查编码器接线（接触不良会导致反馈误差）；

过载报警：降低设定夹持力、检查工件尺寸是否超出夹持范围。

四、典型应用案例与实践效果

（一）汽车轴承自动化装配线（DCKW 系列应用）

场景需求：将 Φ30mm 轴承压入变速箱壳体，要求定心≤0.02mm，夹持力 150N（防变形），与压装机联动控制。
选型配置：DCKW-40-10-40-E-S（40mm 基座，10~40mm 夹持范围，总线控制，带位置传感器）+ ECG-100 控制器。

实施效果：

三爪定心使轴承同轴度误差从气动方案的 0.1mm 降至 0.015mm，压装不良率从 1.2% 降至 0.1%；

通过 EtherCAT 总线与压装机联动，单件装配时间从 3 秒缩短至 1.8 秒，日产能提升 40%；

过载保护功能避免 3 次轴承卡死导致的设备损坏，年维护成本降低 2 万元。

（二）半导体晶圆搬运工作站（FLSH 系列应用）

场景需求：搬运 6 英寸晶圆（Φ150mm，厚度 0.7mm），需无尘环境适配，夹持力≤80N（防破损），定位精度 ±0.01mm。

选型配置：FLSH-63GH1120NC3-G（63mm 基座，单侧 12mm 行程，带编码器，防尘盖，IP54）+ 橡胶手指。

实施效果：

双爪平行夹持使晶圆破损率从气动方案的 0.5% 降至 0，满足 Class 100 洁净室要求；

速度无级调节（设为 20mm/s）避免气流扰动，晶圆表面颗粒污染量减少 80%；

IO-Link 数据上传实现每片晶圆搬运参数追溯，通过半导体行业 ISO 14644-1 认证。

（三）手机摄像头模组组装（DMS 微型系列应用）

场景需求：抓取 Φ8mm 摄像头镜片，夹持力 3~5N，行程 1~5mm，适配紧凑工作台（安装空间≤20mm 宽度）。

选型配置：DMS-16-05-P（16mm 宽度，5mm 行程，脉冲控制）+ 硅胶手指。

实施效果：

微型结构节省 70% 安装空间，适配模组组装线的紧凑布局；

低力调节避免镜片划痕，组装良率从 97% 提升至 99.8%；

简易控制器无需编程，换型时间从 15 分钟缩短至 2 分钟（仅需调整夹持直径参数）。

五、选型建议与技术展望

（一）选型决策矩阵

需求维度	优先推荐系列	关键配置选择
圆形工件定心夹持	DCKW 三爪系列	带编码器（C）+ 防尘罩（L）
矩形工件精密搬运	FLSH 双爪系列	总线控制（E）+ 橡胶手指
微型工件轻载抓取	DMS 微型系列	简易控制 + 硅胶手指
气动设备升级	FLSH/DCKW 系列	同尺寸规格（与气动夹爪匹配）

（二）技术发展趋势

CKD 正针对夹爪夹持式执行器开发三大核心技术：一是无刷伺服电机升级，将寿命从 100 万次提升至 300 万次；二是AI 自适应夹持，通过力传感器实时识别工件材质，自动调整夹持参数；三是数字孪生调试，支持虚拟场景中模拟夹持效果，减少现场调试时间。

对于自动化工程师而言，掌握 CKD 夹爪的 “型号解码 - 精准选型 - 规范调试" 全流程，可充分发挥其 “柔性夹持 + 高效集成" 的优势，为精密制造场景提供低成本、高可靠的抓取解决方案。

上一个：EXA・GEXA--日本CKD压缩空气用先导式2通电磁阀E/GEXA

下一个：CKD 电动执行器滑块 - 活塞杆型技术解析：系列划分、核心特性

返回列表