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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

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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：

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。

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。

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）。

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：

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。

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。

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。

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。

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。

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

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。

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。

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：

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。

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。

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）。

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

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。

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。

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：

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%。

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。

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%。

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

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%。

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%。

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。

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。

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。

上一個：日本CKD喜開理緊湊型RLSH-YS系列核心參數

下一個：日本 CKD 喜開理自動卡爪更換器 CHC 系列的案例

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