日本 CKD 喜开理自动卡爪更换器 CHC 系列的案例

机器人接口：遵循 ISO 9409-1 A40/A50/A63 标准法兰，螺栓孔位与主流机器人末端接口匹配，安装耗时≤15 分钟，无需定制转接板；

信号接口：标配 15 针 D-SUB 接口，支持机器人 I/O 信号（换爪到位 / 卡爪锁定 / 故障报警）与 24V DC 电源，“I" 系列增设 EtherCAT 通信接口，可与机器人控制系统实现卡爪信息实时联动；

气源接口：Φ6mm 快插接头，适配工厂标准压缩空气管路，气压在 0.4-0.7MPa 波动时，锁合力度变化≤±4%，更换动作稳定性不受影响。

承载能力：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，均支持承载重量无级适配（通过压力调节模块实现）；

更换性能：S/I/H 系列更换时间 0.8-1.5 秒、C/L 系列 1.0-1.2 秒，支持连续更换作业，无动作间隔限制；

定位性能：所有型号定位精度≤±0.02mm，“I" 系列通过视觉校准可提升至 ±0.01mm，支持 16 个卡爪存放位的预设定位；

驱动方式：气动驱动为主，“I" 系列搭载电动辅助模块，换爪响应时间≤0.1 秒，急停状态下 0.15 秒内完成卡爪锁定。

工作温度：S/I/L 系列 0-60℃，C 系列 5-55℃，H 系列 - 5-120℃（持续）/150℃（短期 30 分钟）；

防护等级：S/I/L/H 系列 IP65（防切削液飞溅、防尘），C 系列 IP67（防水浸、防冲洗）；

重量与负载适配：各系列重量 2.0-4.5kg，均处于对应机器人负载冗余区间（预留 40% 以上负载余量），避免末端负载过载。

一级防护：机械锁合 + 气压锁双重保险，卡爪对接后先通过机械棘爪初步固定，再由气压缸完成紧密锁合，锁合力度达承载重量的 3 倍以上，避免换爪过程中卡爪脱落；

二级防护：断气 / 断电保护，气源中断时，所有系列通过弹簧力实现卡爪锁定（锁定力≥额定值的 80%，定位偏移≤±0.03mm）；断电时，“I" 系列自动记录当前卡爪信息，恢复供电后可续接换爪流程，适配人机混线的柔性车间（如家电组装线的人工干预后自动续产）。

身份识别：通过 RFID 读取卡爪型号、使用次数、维护周期等信息，不符卡爪自动拒绝对接，避免错配风险（如 3C 车间的不同型号外壳夹爪错换）；

状态监测：实时检测卡爪磨损程度、锁合机构松紧度，数据同步至机器人控制系统，使用发出维护提醒；

库存管理：自动统计各型号卡爪使用频次、剩余寿命，生成库存预警报告，适配多品种小批量生产的卡爪管控（如汽车零部件定制生产线）。

易损件模块化：锁合爪、密封件、检测传感器均为卡扣式封装，普通工具即可更换，单部件维护时间≤10 分钟（如锁合爪磨损更换）；

故障自诊断：支持 20 种常见故障（如气源不足、卡爪错位、传感器失效）的代码输出，通过机器人示教器显示故障位置与解决步骤，故障定位准确率≥99%；

通用备件：不同型号的密封件、锁合弹簧、传感器线缆通用率达 90%，减少工厂备件库存种类（如 S/C/L 系列可共用同规格锁合爪），降低库存成本。

法兰快换模块：采用标准化法兰接口，更换不同品牌适配法兰仅需 5 分钟，支持 FANUC、KUKA、ABB、UR 等 8 大主流品牌机器人；

信号自适应：内置信号转换模块，可自动识别机器人控制系统信号类型（数字量 / 模拟量），无需重新编写适配程序，调试时间缩短至 1 小时以内。

定位一致性：同一卡爪连续更换 200 次，定位中心偏移≤±0.01mm；

更换速度稳定性：额定气压下，连续 100 次更换动作，时间波动≤±0.05 秒；

锁合力度稳定性：不同承载重量下，锁合力度与设定值偏差≤±3%；

温度适应性：在额定温度范围内，更换时间变化≤0.08 秒，定位偏移≤±0.005mm；

连续作业可靠性：连续 1000 次换爪循环后，功能无异常，关键部件无明显磨损，定位精度无显著变化。

壳体强度：S/I/L/C 系列采用 6061-T6 铝合金（抗压强度 180MPa），H 系列采用 2A12 铝合金（抗压强度 240MPa），表面硬质阳极氧化处理（膜厚 15μm），抗划伤等级≥HB；

锁合爪寿命：采用 SUJ2 轴承钢材质，额定负载下连续使用寿命≥200 万次，磨损量≤0.01mm；

密封件寿命：S/I/L/H 系列密封件（丁腈橡胶）寿命≥80 万次，C 系列（氟橡胶）寿命≥120 万次；

抗冲击能力：沿锁合方向承受 100N 冲击力（持续 0.2 秒），结构无变形，锁合功能正常。

通信延迟：“I" 系列与机器人控制系统信号传输延迟≤10ms，数据更新频率≥200Hz；

电压适应性：支持 24V DC 电源（波动 ±15%），无需稳压模块，适配工厂电源波动场景；

程序兼容性：内置 30 组预设换爪程序（如 “快速换型模式"“精密对接模式"），可通过机器人示教器直接调用，调试时间≤1 小时；

卡爪适配性：支持直径 50-200mm、重量 5-30kg 的各类卡爪（夹爪、吸盘、检测工具），适配率达 95% 以上。

应用场景：智能手机外壳（塑料 / 金属材质，重量 0.2-0.5kg，尺寸 150-170mm）的钻孔、打磨、检测多工序生产，需频繁切换吸持式卡爪、夹持式卡爪与检测卡爪，要求换爪精准、无错配，避免外壳划伤；

选用型号：CHC-FA-10-08-01-I（适配 FANUC CRX-10iA、承载 10kg、更换时间 0.8 秒、精度 ±0.01mm、智能识别型）；

实施效果：RFID 识别卡爪型号准确率 100%，换爪定位偏移≤±0.01mm，无外壳划伤情况。换爪时间从人工 2 分钟 / 次缩短至 0.8 秒 / 次，生产线日产能从 5000 台提升至 8000 台，错配故障发生率从 15% 降至 0，人工成本降低 70%。

应用场景：发动机缸体（铸铁材质，重量 25kg，尺寸 400×300×200mm）的铣削、钻孔、清洗工序，需切换重载夹持卡爪与清洗爪，要求锁合牢固、耐受切削液污染；

选用型号：CHC-KY-30-15-02-S（适配 KUKA KR 20、承载 30kg、更换时间 1.5 秒、精度 ±0.02mm、标准型）；

实施效果：双重锁合机制确保缸体抓取无脱落，IP65 防护耐受切削液飞溅。换爪过程稳定，定位偏移≤±0.02mm，生产线节拍从每小时 15 件提升至 25 件，人工干预率从 25% 降至 1%，设备停机时间减少 80%。

应用场景：注射器（PP 材质，重量 0.05kg，尺寸 100×20mm）的针管装配、密封检测、包装工序，需切换无菌夹持卡爪与检测卡爪，要求洁净无污染、换爪精准；

选用型号：CHC-UR-05-10-01-C（适配 UR10e、承载 5kg、更换时间 1.0 秒、精度 ±0.01mm、洁净型）；

实施效果：IP67 防护耐受每日 3 次酒精消毒，食品级材质符合医疗 GMP 标准。换爪定位精准，注射器装配良率从 98% 提升至 99.9%，日均产能从 10000 支提升至 15000 支，替代 6 名人工换爪操作员，微生物污染风险降至 0。

应用场景：巧克力（重量 0.01kg / 块，尺寸 30×20×10mm）的脱模、分拣、摆盘工序，需切换脱模抓取卡爪与摆盘爪，要求无油污污染、可冲洗；

选用型号：CHC-FA-10-12-02-C（适配 FANUC CRX-20iA、承载 10kg、更换时间 1.2 秒、精度 ±0.02mm、洁净型）；

实施效果：食品级材质无油污残留，IP67 防护耐受 85℃热水冲洗。换爪过程无碎屑污染，巧克力摆盘合格率从 97% 提升至 99.8%，日均处理量从 20 万块提升至 30 万块，人工清洗维护时间减少 60%。

应用场景：洗衣机滚筒（不锈钢材质，重量 20kg，尺寸 600×500mm）的焊接、打磨、检测工序，需切换焊接爪与搬运卡爪，作业环境温度达 80℃，要求耐高温、锁合牢固；

选用型号：CHC-H-30-15-02-H（适配 ABB IRB 2600、承载 30kg、更换时间 1.5 秒、精度 ±0.02mm、高温耐受型）；

实施效果：耐高温材质可在 80℃环境持续工作，双重锁合确保滚筒搬运无晃动。换爪定位偏移≤±0.02mm，生产线节拍从每小时 10 件提升至 18 件，焊接错位率从 3% 降至 0.1%，设备维护周期延长至 6 个月 / 次。