電動夾爪:直接替換氣動夾爪的電動化選擇

電動夾爪的主要用途是取代同規格的氣動夾爪。差別不只是省掉氣壓管路與電磁閥:氣動夾爪的夾持力由氣壓決定,開合到底就是到底,沒有中間狀態;電動夾爪則可分段設定夾持力與定位位置,並能偵測「夾空」與「工件掉落」,讓取放動作本身就成為一道檢測。

選型從工件尺寸與重量出發。行程決定可夾持的尺寸範圍(本站提供 6mm 到 170mm);夾持力需同時考量工件重量、加速度與是否易碎(RM-RGM 的 4N 最小檔位可處理蓋玻片這類易碎件,RM-GB 最大則可到 700N);重複精度影響後續組裝對位,一般在 ±0.02~±0.05mm。若工站需要同時取放與轉向,RM-RGM 把 360° 無限旋轉整合進同一個執行器,可省下額外的旋轉機構。

控制介面上,ITG 一體式型號控制器內建、以 I/O 組合觸發即可運作,接電後約一分鐘可上線;分體式則搭配 RM-C/RM-CEP/RM-CEM/RM-CEU-55 控制器,支援 EtherCAT、PROFINET、EtherNet/IP、CC-LINK 等匯流排,適合多軸集中管理。RM-GB 行程 80mm 以上的 16 系列只有分體式,沒有 ITG 版本。

電動夾爪 選型對照表

本分類各產品的關鍵規格對照,詳細參數請見各產品頁
產品原廠類別行程(mm)夾持力(N)重複精度(mm)控制介面可選型號數
RM-EGB 緊湊型電動夾爪RobustMotion 增廣智能電動夾爪6 ~ 10 mm10 ~ 80 N±0.02 mmModbus RTU3
RM-GB 伺服電動夾爪RobustMotion 增廣智能電動夾爪20 ~ 170 mm65 ~ 700 N±0.05/±0.02 mmModbus RTU/CANopen11
RM-RGM 伺服旋轉電動夾爪RobustMotion 增廣智能電動夾爪0 ~ 32 mm4 ~ 100 N±0.02 mmModbus RTU3

電動夾爪與氣動夾爪的差異

兩種夾爪在控制、配套與維護上的實際差別
比較項目氣動夾爪電動夾爪
夾持力調整以調壓閥改變氣壓,同一氣路上的夾爪會一起變動每個動作可各自設定力度,靠程式或 I/O 組合切換
定位方式只有全開與全閉兩個終點,中間位置需加擋塊行程範圍內可任意定位,中間位置可直接指定
工件檢測需另加磁簧開關或感測器才知道有沒有夾到內建夾空與工件掉落檢測,以輸出訊號回饋狀態
所需配套空壓機、管路、電磁閥、調壓過濾組DC24V 電源與訊號線,不需氣路
能耗型態空壓機常態運轉,管路洩漏時持續耗能動作時才耗電,靜態保持不耗氣
維護項目氣管老化與接頭洩漏、濾水杯排水、油霧器補油無氣路,以線材檢查與滑動部潤滑為主
潔淨度排氣可能帶出油氣與微粒無排氣,適合無塵室與食品、醫療環境
換線調整需重調機械擋塊與氣壓,並試夾確認改參數或切換 I/O 組合,可存多組設定
初期成本單體較低,但需計入空壓與感測器配套單體較高,省下的是氣路配套與後續能耗

選擇上並非電動一定優於氣動:單純的開閉動作、工件規格固定且產線已有穩定氣源時,氣動夾爪仍是合理的選擇。需要多種工件共線、力量要分段控制,或希望取放動作同時具備檢測功能時,電動夾爪的效益才會明顯。

常見應用與搭配方式

電動夾爪也常被稱為伺服電爪、電動平行夾爪或電爪。依動作型式可分為平行(二指)夾爪、旋轉夾爪與整合旋轉功能的複合型式;本站三款皆為平行夾爪,其中 RM-RGM 另整合 360° 無限旋轉。

應用上多用於 3C 電子與半導體的小型零件取放、鋰電池與電芯的組裝、醫療檢驗耗材與試管搬運、光學元件與玻璃基板的取放,以及汽車零件的上下料。安裝方式除了裝在 SCARA、六軸機械手臂與協作機器人上作為端效器(End Effector)之外,也常見於直交機構、上下料機台與 CNC 車床的自動送料裝置。

與機器人搭配時,最單純的做法是把夾爪的 I/O 直接接到機器人控制器的數位輸出入點,由機器人程式控制張開與夾持;需要即時回讀位置與夾持狀態,或同時管理多支夾爪時,則透過控制器以 EtherCAT、PROFINET、EtherNet/IP、CC-LINK 等匯流排整合。

常見問題

RM-EGB、RM-GB、RM-RGM 這三款電動夾爪差在哪裡?怎麼選?

三款的定位不同。RM-EGB 是緊湊型,行程 6~10mm、夾持力 10~80N,強調體積小與「接電即用」,以 I/O 組合觸發直接選擇力度與定位,不需設定參數,適合直接替換小型氣動夾爪。RM-GB 是主力機種,行程 20~170mm、最大夾持力可達 700N,型號選擇最多,適合工件尺寸或重量較大的場合。RM-RGM 則在夾持之外整合 360° 無限旋轉,可調行程 0~32mm、夾持力 4~100N,最大旋轉速度 2160°/s,適合需要同時取放與轉向的工站,可省下額外的旋轉機構。簡單說:小而快選 RM-EGB,力量與行程需求大選 RM-GB,要邊夾邊轉選 RM-RGM。

電動夾爪可以直接替換現有的氣動夾爪嗎?需要改機構嗎?

同規格的情況下可以直接替換,安裝介面設計為對應氣動夾爪的規格,機構通常不需重做。實務上要處理的是控制面:原本接氣管與電磁閥的位置改成接 DC24V 電源與 I/O 訊號線。以 RM-EGB 為例,透過 3 點輸入訊號的 ON/OFF 組合即可選擇張開、定位與不同力度的夾持,約一分鐘即可完成接線上電並開始運作。

電動夾爪要怎麼確認有沒有夾到工件?

本站的電動夾爪內建夾空與工件掉落檢測,透過 3 點輸出訊號回饋狀態,包含運動中、張開到位、張開到位且外撐偵測到工件、夾持到位但未偵測到工件(夾空或掉落)、夾持到位且偵測到工件、定位運動未到位但力度已達 100%,以及設備異常。也就是說取放動作本身就成為一道檢測,不需另外加裝感測器。

易碎工件(例如玻璃、蓋玻片)可以用電動夾爪夾持嗎?

可以,關鍵在於夾持力可分段設定。RM-RGM 最小可到 4N,RM-EGB 最小檔位為 10N,用於薄玻璃類工件時建議優先評估 RM-RGM;配合自適應夾持功能,夾持力不會因工件尺寸的微小差異而超出設定值。夾持力為 25°C 實測參考值、公差 ±15%,實際可用力度仍建議以工件試夾確認,選型時歡迎提供工件材質、尺寸與重量由我們協助評估。

電動夾爪比氣動夾爪貴,導入成本划算嗎?

單體價格電動夾爪確實較高,但比較時應把配套一起計入。氣動側需要空壓機分攤成本、管路與電磁閥、調壓過濾組,若要判斷有無夾到工件還得加裝磁簧開關或感測器;電動側只需 DC24V 電源與訊號線,檢測功能已內建。運轉階段的差別在於空壓機為常態運轉,管路只要有洩漏就持續耗能,而電動夾爪僅在動作時耗電。真正的效益通常出現在多種工件共線、需要分段控制力量,或希望取放動作同時完成檢測的場合;若只是單純開閉、工件規格固定且氣源已穩定,氣動夾爪仍然合理。

可以裝在機械手臂或協作機器人上嗎?需要什麼介面?

可以,三款皆可作為端效器(End Effector)安裝於 SCARA、六軸機械手臂與協作機器人,也常用於直交機構與上下料機台。最單純的接法是把夾爪的 I/O 直接接到機器人控制器的數位輸出入點,由機器人程式控制張開與夾持,不需額外的通訊設定。若需要即時回讀位置與夾持狀態,或同時管理多支夾爪,則搭配 RM-C/RM-CEP/RM-CEM 控制器,透過 EtherCAT、PROFINET、EtherNet/IP、CC-LINK 等匯流排整合。法蘭安裝孔位與夾爪指部(手指)多半需依工件另行設計,這部分我們可協助評估。

電動夾爪的保養項目有哪些?壽命大約多久?

沒有氣路之後,原本的氣管老化、接頭洩漏、濾水杯排水與油霧器補油都不再需要,日常維護以線材與接頭的定期檢查、滑動部位的潤滑,以及夾爪指部的鎖固確認為主。實際壽命取決於負載、行程與循環頻率,屬於機構件的正常磨耗;規劃高頻率連續運轉的工站時,建議在選型階段就提供循環時間與日運轉時數,由我們對照原廠的耐久條件確認餘裕。

無塵室或有粉塵、切削液的環境可以用嗎?

無塵室環境反而是電動夾爪的優勢:沒有排氣,不會像氣動夾爪那樣把油氣與微粒帶到工件附近,因此常見於半導體、光電、醫療檢驗與食品包裝的取放工站。至於粉塵、切削液或油霧較重的環境,則要先確認防護等級是否符合,必要時加裝防塵罩或改變安裝角度避免直接淋濺。請提供實際的環境條件,我們會依原廠規格確認適用性後再建議型號。

選型時需要提供哪些資料?可以先試用嗎?

評估時最需要的是工件資訊與動作條件:工件的材質、外徑或夾持面尺寸、重量、是否易變形或易碎;夾持點的開合範圍需求;循環時間與每日運轉時數;安裝位置與可用空間;以及上位控制器的型式(機器人控制器、PLC 或匯流排種類)。有這些資料通常就能收斂到一到兩個候選型號。導入前的選型評估、機構搭配建議與導入後的技術支援皆由友創在台灣提供,試用與實機評估歡迎來電 +886-2-87975610 或來信 info@utrun.com 洽詢。