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日本CKD喜開理自動工具快換裝置KHBC系列的優勢

更新時間:2025-11-06點擊次數:15
一、型號組成
KHBC 系列采用 “技術平臺 + 適配規格 + 核心性能 + 功能擴展" 的四層編碼體系,每段字符精準對應產品屬性,適配從輕型檢測工具到重載焊接設備的全場景切換需求:
  1. 基礎技術碼(KHBC): “KH" 代表 “工具快換" 核心功能,“BC" 為 CKD 重載型連接技術平臺標識,組合后明確該系列為機器人末端多類型工具自動切換設備,主打 “高負載承載 + 多介質傳輸" 特性。

  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格。如 “AB" 適配 ABB 機器人 IRC5 系統法蘭,“FA" 適配 FANUC R-30iB 系統,“UR" 適配 Universal Robots 協作機器人,“MI" 適配三菱 MELFA 系列,均通過對應品牌兼容性認證,支持控制系統直接調用信號。

  1. 核心參數段:三組數字依次代表 “最大承載重量"“工具更換時間"“重復定位精度"。前組數字對應承載值(如 “50" 代表 50kg、“100" 代表 100kg、“200" 代表 200kg);中組數字代表更換耗時(如 “10" 代表 1.0 秒、“15" 代表 1.5 秒、“20" 代表 2.0 秒);后組數字代表精度等級(如 “01" 對應 ±0.01mm、“03" 對應 ±0.03mm)。

  1. 擴展功能碼:末尾字母區分附加配置與介質傳輸能力。“S" 為基礎型(僅機械連接)、“P" 為氣電集成型(支持 2 路氣路 + 8 路電路傳輸)、“H" 為液壓集成型(適配 1 路液壓回路)、“E" 為防爆型(Ex d IIB T4 Gb 防護)、“C" 為潔凈型(IP67 防護 + 食品級材質)。

例如 “KHBC-AB-100-15-02-P",完整解讀為:CKD 自動工具快換裝置、適配 ABB 機器人、最大承載 100kg、單次更換時間 1.5 秒、重復定位精度 ±0.02mm、帶氣電集成傳輸功能;“KHBC-UR-50-10-01-C" 則為:適配優傲機器人、承載 50kg、更換時間 1.0 秒、精度 ±0.01mm、潔凈防護型裝置。
二、衍生系列
基于 “全工具兼容、多場景覆蓋" 的核心需求,KHBC 系列衍生出六大細分類型,均具備工具側與機器人側的快速適配能力:
  1. 標準通用型(KHBC-S 系列)

定位多行業通用場景,如汽車零部件搬運、工程機械裝配,適配 FANUC、KUKA、ABB 等主流品牌機器人,承載重量覆蓋 50-200kg,更換時間 1.0-2.0 秒,重復定位精度 ±0.02-±0.03mm。采用三爪式機械鎖合結構,本體重量 8.5-15kg,適合重型工具的批量切換場景,如汽車底盤裝配的抓取工具與擰緊工具切換,典型應用為裝載機變速箱的搬運夾具與檢測工具自動更換。
  1. 氣電集成型(KHBC-P 系列)

針對需介質傳輸的工具場景設計,集成 2 路 Φ8mm 氣路接口與 8 路 24V DC 電路接口,支持真空吸盤、電動擰緊軸等工具的動力與信號同步傳輸。承載重量 50-150kg,更換時間 1.2-1.8 秒,適配 3C 電子的檢測與裝配混合線,可實現 CCD 檢測相機與電動夾爪的快速切換,典型應用為智能手機主板的檢測工具與點膠工具智能更換。
  1. 液壓集成型(KHBC-H 系列)

專為重型液壓工具適配,內置 1 路高壓液壓回路(額定壓力 31.5MPa),配備壓力檢測傳感器,可實時監控液壓工具工作狀態。承載重量 150-200kg,更換時間 1.8-2.0 秒,適合工程機械的重型裝配場景,如挖掘機鏟斗的液壓抓取工具與焊接定位工具切換,典型應用為大型起重機臂架的液壓擰緊工具與探傷工具自動更換。
  1. 防爆型(KHBC-E 系列)

滿足易燃易爆環境需求,殼體采用鑄鋁合金防爆結構,電氣接口符合 Ex d IIB T4 Gb 防爆等級,適配噴涂、化工等危險場景。承載重量 50-100kg,更換時間 1.5-1.8 秒,防護等級 IP65,可實現防爆噴涂槍與打磨工具的安全切換,典型應用為汽車零部件噴涂線的靜電噴槍與遮蔽工具自動更換。
  1. 潔凈防護型(KHBC-C 系列)

適配食品加工、醫療設備組裝的潔凈環境,接觸部位采用 FDA 認證的 PTFE 材質,全密封結構防護等級達 IP67,可耐受 85℃熱水沖洗與 75% 酒精消毒。承載重量 50-100kg,更換時間 1.2-1.5 秒,驅動機構采用食品級潤滑脂,無泄漏風險,典型應用為輸液器裝配的無菌夾持工具與檢測工具自動更換。
  1. 輕量緊湊型(KHBC-L 系列)

專為中型機器人設計,適配負載≤50kg 的協作機器人(如 UR16e、FANUC CRX-25iA),本體重量較標準型輕 30%(僅 6.0-8.0kg),厚度縮減至 95mm,可深入狹小工位作業。承載重量 30-50kg,更換時間 1.0-1.2 秒,適合電子元器件的精密裝配場景,如智能電視背板的打孔工具與鉚接工具切換。
三、規格要點
  1. 適配與接口參數

  • 機器人接口:遵循 ISO 9409-1 A63/A80/A100 標準法蘭,螺栓孔位與主流機器人末端接口匹配,安裝耗時≤20 分鐘,無需定制轉接板;

  • 介質接口:KHBC-P 系列配備 2 路 Φ8mm 快插氣口(流量≥500L/min)、8 路鍍金電路觸點(額定電流 3A);KHBC-H 系列配備 1 路高壓液壓接口(通徑 Φ10mm);

  • 信號接口:標配 16 針 M12 工業以太網接口,支持 Profinet、EtherCAT 通信協議,可與機器人控制系統實現工具狀態實時聯動,“E" 系列增設防爆信號隔離模塊。

  1. 更換與驅動核心參數

  • 承載能力:S/H 系列 150-200kg、P/E 系列 50-150kg、C/L 系列 30-100kg,均支持承載重量無級調節(通過壓力補償模塊實現);

  • 更換性能:L 系列 1.0-1.2 秒、P/C 系列 1.2-1.5 秒、S/E 系列 1.5-1.8 秒、H 系列 1.8-2.0 秒,支持連續 24 小時無間斷更換作業;

  • 定位性能:所有型號重復定位精度≤±0.03mm,P/C 系列通過視覺輔助校準可提升至 ±0.01mm,支持 32 個工具存放位的預設定位;

  • 驅動方式:氣動驅動為主,配備電磁輔助鎖合,急停狀態下 0.2 秒內完成工具鎖定,鎖合響應時間≤0.05 秒。

  1. 運行環境與基礎特性

  • 工作溫度:S/P/L 系列 - 10-60℃,C 系列 5-55℃,E 系列 - 10-40℃,H 系列 - 10-80℃;

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

  • 重量與負載適配:各系列重量 6.0-15kg,均預留 50% 以上負載余量,避免機器人末端過載。

四、特殊規格
KHBC 系列的特殊設計聚焦 “安全可靠、介質兼容、智能管控、維護便捷" 四大維度,解決重型工具快換的核心痛點:
  1. 三重安全鎖合機制

符合 ISO 10218-1 機器人安全標準:
  • 一級防護:機械三爪鎖合 + 氣壓鎖 + 電磁鎖三重保險,工具對接后先通過機械爪初步固定,再由氣壓缸與電磁鎖雙重加固,鎖合力度達承載重量的 4 倍以上,避免工具脫落;

  • 二級防護:斷氣 / 斷電 / 失壓三重保護,氣源中斷時通過彈簧力鎖定(鎖定力≥額定值的 90%,定位偏移≤±0.04mm);斷電時自動記錄工具信息,恢復供電后可續接切換流程;失壓時實時觸發機器人急停信號。

  1. 多介質智能傳輸系統

KHBC-P/H 系列搭載 CKD 介質傳輸模塊,支持三大核心功能:
  • 介質同步切換:氣電 / 液壓回路與機械鎖合同步動作,切換過程中介質中斷時間≤0.1 秒,避免真空吸盤失壓、液壓工具卸載;

  • 狀態實時監測:集成壓力、電流、溫度傳感器,可監控氣路壓力(精度 ±0.01MPa)、電路電流(精度 ±0.1A)、液壓油溫(精度 ±1℃),異常時立即切斷介質供應;

  • 兼容自適應:自動識別工具所需介質類型與參數,無需手動調節氣路壓力、電路電壓,適配多類型工具混線切換。

  1. 模塊化快速維護設計

針對重型工具場景停機成本高的痛點,采用三大優化:
  • 易損件模塊化:鎖合爪、密封件、介質接頭均為卡扣式封裝,普通工具即可更換,單部件維護時間≤15 分鐘(如鎖合爪磨損更換);

  • 故障自診斷:支持 30 種常見故障(如鎖合不到位、介質泄漏、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≥99.5%;

  • 備件通用化:不同型號的密封件、鎖合彈簧、傳感器線纜通用率達 95%,減少工廠備件庫存種類(如 S/P/L 系列可共用同規格鎖合爪)。

  1. 全品牌兼容適配設計

突破機器人品牌壁壘,通過可更換適配模塊實現多品牌兼容:
  • 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 8 分鐘,支持 ABB、FANUC、KUKA、UR、三菱、安川等 12 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信號類型(數字量 / 模擬量 / 總線信號),無需重新編寫適配程序,調試時間縮短至 1.5 小時以內。

五、核心技術系數
  1. 精度與穩定性系數

  • 定位一致性:同一工具連續更換 300 次,定位中心偏移≤±0.02mm;

  • 更換速度穩定性:額定氣壓下,連續 200 次更換動作,時間波動≤±0.08 秒;

  • 鎖合力度穩定性:不同承載重量下,鎖合力度與設定值偏差≤±2%;

  • 介質傳輸穩定性:氣路壓力波動≤±0.02MPa,電路接觸電阻≤50mΩ,液壓壓力損失≤0.5MPa;

  • 連續作業可靠性:連續 5000 次換工具循環后,功能無異常,關鍵部件無明顯磨損。

  1. 結構強度與耐用性系數

  • 殼體強度:S/P/H/E 系列采用 7075-T6 鋁合金(抗壓強度 503MPa),C/L 系列采用 6061-T6 鋁合金(抗壓強度 180MPa),表面硬質陽極氧化處理(膜厚 20μm),抗劃傷等級≥H;

  • 鎖合爪壽命:采用 SUJ2 軸承鋼材質,額定負載下連續使用壽命≥300 萬次,磨損量≤0.01mm;

  • 密封件壽命:S/P/L/E 系列密封件(丁腈橡膠)壽命≥150 萬次,C/H 系列(氟橡膠)壽命≥200 萬次;

  • 抗沖擊能力:沿鎖合方向承受 500N 沖擊力(持續 0.3 秒),結構無變形,鎖合功能正常。

  1. 系統兼容性系數

  • 通信延遲:與機器人控制系統信號傳輸延遲≤8ms,數據更新頻率≥250Hz;

  • 電壓適應性:支持 24V DC 電源(波動 ±20%),無需穩壓模塊,適配工廠電源波動場景;

  • 程序兼容性:內置 50 組預設換工具程序(如 “重型工具模式"“精密對接模式"“介質優先模式"),可通過機器人示教器直接調用,調試時間≤1.5 小時;

  • 工具適配性:支持直徑 80-300mm、重量 30-200kg 的各類工具(夾爪、吸盤、焊接槍、擰緊軸、檢測相機),適配率達 98% 以上。

六、核心優勢
相較于同類自動工具快換裝置,KHBC 系列優勢集中在 “多介質傳輸、重載安全、全品牌適配、成本優化" 四大維度,數據支撐充分:
  1. 多介質集成傳輸優勢

行業實現 “機械鎖合 + 氣電 + 液壓" 多介質一體化傳輸,無需額外轉接模塊,介質傳輸響應速度較同類產品提升 40%。KHBC-P 系列可同時驅動真空吸盤與電動擰緊軸,避免多設備疊加導致的末端負載過重,適配多工序集成的柔性生產線,較傳統分體式方案節省設備成本 30%。
  1. 重載安全可靠性優勢

三重鎖合機制使鎖合可靠性較同類產品提升 70%,200kg 額定負載下可承受 800kg 瞬時沖擊力,無工具脫落風險。斷氣保護狀態下可保持鎖合 72 小時以上,遠超行業 48 小時的平均水平,適配無人車間的連續生產需求,設備安全事故發生率降至 0.01% 以下。
  1. 全品牌深度適配優勢

通過 12 大主流機器人品牌認證的重載快換裝置,接口、信號、程序兼容,多品牌切換調試時間較同類產品縮短 85%(從 10 小時降至 1.5 小時以內)。法蘭快換模塊可重復使用,更換機器人品牌時無需更換快換裝置主體,減少專用設備采購成本 50%。
  1. 全生命周期成本優勢

300 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 70%)、全品牌兼容(減少設備閑置率 60%),綜合全生命周期成本降低 40%。以汽車總裝廠為例,單臺 KHBC 裝置年均維護成本可減少 3.5 萬元,設備使用壽命延長 5 年以上。
七、應用案例
  1. 汽車制造:新能源汽車底盤裝配線

  • 應用場景:新能源汽車底盤(鋁合金材質,重量 180kg,尺寸 2500×1500×300mm)的抓取、擰緊、檢測多工序生產,需切換液壓抓取工具、電動擰緊軸與 CCD 檢測相機,要求工具切換時液壓與電路同步傳輸,鎖合牢固;

  • 選用型號:KHBC-AB-200-20-03-H(適配 ABB IRB 6700、承載 200kg、更換時間 2.0 秒、精度 ±0.03mm、液壓集成型);

  • 實施效果:三重鎖合機制確保底盤抓取無晃動,液壓回路壓力穩定在 25MPa,電路同步傳輸實現擰緊軸參數實時調節。換工具時間從人工 15 分鐘 / 次縮短至 2.0 秒 / 次,生產線節拍從每小時 8 臺提升至 15 臺,人工干預率從 30% 降至 0.5%,設備停機時間減少 90%。

  1. 3C 電子:筆記本電腦主板檢測線

  • 應用場景:筆記本電腦主板(PCB 材質,重量 0.8kg,尺寸 350×250mm)的導通檢測、點膠、貼標工序,需切換 CCD 檢測相機、電動點膠閥與真空吸標工具,要求信號與真空同步傳輸,定位精準;

  • 選用型號:KHBC-FA-50-12-01-P(適配 FANUC CRX-25iA、承載 50kg、更換時間 1.2 秒、精度 ±0.01mm、氣電集成型);

  • 實施效果:氣電集成傳輸實現檢測信號與真空同步切換,定位偏移≤±0.01mm,無主板劃傷情況。換工具時間從人工 2 分鐘 / 次縮短至 1.2 秒 / 次,生產線日產能從 3000 塊提升至 5000 塊,檢測錯判率從 2% 降至 0.1%,人工成本降低 80%。

  1. 工程機械:挖掘機鏟斗裝配線

  • 應用場景:挖掘機鏟斗(鋼材材質,重量 150kg,尺寸 1800×800×600mm)的抓取、焊接、探傷工序,需切換液壓抓取工具、焊接槍與超聲波探傷儀,作業環境存在焊渣飛濺,要求耐高溫、鎖合牢固;

  • 選用型號:KHBC-KY-150-18-02-S(適配 KUKA KR 100、承載 150kg、更換時間 1.8 秒、精度 ±0.02mm、標準通用型);

  • 實施效果:三爪式鎖合結構確保鏟斗抓取無脫落,IP65 防護耐受焊渣飛濺。換工具過程穩定,定位偏移≤±0.02mm,生產線節拍從每小時 3 件提升至 8 件,焊接錯位率從 4% 降至 0.2%,設備維護周期延長至 8 個月 / 次。

  1. 醫療設備:輸液器自動化組裝線

  • 應用場景:輸液器(PP 材質,重量 0.03kg,尺寸 200×10mm)的導管裝配、密封檢測、包裝工序,需切換無菌夾持工具、氣密性檢測頭與包裝吸盤,要求潔凈無污染、可消毒;

  • 選用型號:KHBC-UR-50-15-01-C(適配 UR16e、承載 50kg、更換時間 1.5 秒、精度 ±0.01mm、潔凈防護型);

  • 實施效果:IP67 防護耐受每日 3 次酒精消毒,食品級材質符合醫療 GMP 標準。換工具過程無微粒污染,輸液器裝配良率從 97% 提升至 99.9%,日均產能從 20000 支提升至 35000 支,替代 10 名人工換工具操作員,微生物污染風險降至 0。

  1. 新能源:鋰電池極片生產線下料

  • 應用場景:鋰電池極片(鋁箔材質,重量 0.5kg,尺寸 600×400mm)的裁切、檢測、堆疊工序,需切換裁切工具、厚度檢測頭與堆疊吸盤,要求防爆、防靜電,適配干燥車間環境;

  • 選用型號:KHBC-MI-100-15-02-E(適配三菱 MELFA RV-8CRL、承載 100kg、更換時間 1.5 秒、精度 ±0.02mm、防爆型);

  • 實施效果:防爆結構符合車間安全標準,防靜電涂層有效避免極片靜電吸附。換工具定位精準,極片裁切合格率從 98% 提升至 99.8%,日均處理量從 5000 片提升至 8000 片,靜電損傷率從 1.5% 降至 0.05%,設備安全運行無事故。

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