立迈胜新品发布 NGM20L 系列丝杆式电动平行夹爪:150N 夹持力填补中型负载空白

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NGM20L是什么?

立迈胜(NiMotion)发布NGM20L系列丝杆式电动平行夹爪,额定夹持力150N、总行程20mm、单向行程时间0.5s,基座宽度42mm。产品把STM42M一体化步进伺服电机、17位单圈绝对值磁编码器、驱动器、控制器和IO模块集成在一个机身内,支持Modbus RTU(RS485)与CANopen两种总线,接线只需一根总线加一根电源。

它补的是哪个档位?

在立迈胜电动夹爪产品线中,NGM18齿条式覆盖6~10N、NPGM18伺服版为8N、NGM12L丝杆式为40N,NGM20L以150N额定夹持力补上中型负载档位。面向的是小型零部件定位搬运、治具压装前预夹持、检测设备工件固定等此前容易回到“电机+丝杆+导轨+驱动器”自制方案的场景。

一句话选型判断:夹持力在40~150N之间、空间允许42mm基座、希望省布线和省调试,优先评估NGM20L;节拍优先且负载≤10N,看NGM18/NPGM18;需要CiA402全模式控制且负载较轻,看NGM12L。

一、新品定位:夹爪产品线补上“中量级”

电动夹爪市场长期存在一个选型断层:小负载档(10~50N)产品密集,适合电子元件、连接器类小件;一旦工件到了几百克、需要100N以上夹持力,可选的一体化电动夹爪就明显变少,很多项目被迫回到“电机+丝杆+导轨+驱动器”的搭积木方案。

NGM20L针对的正是这一档位。按官方单页数据,其额定夹持力150N、总行程20mm、单向行程时间0.5s,配合STM42M一体化步进伺服电机的力矩特性,可覆盖此前需要自制夹持机构的场景,例如小型零部件的定位搬运、治具压装前的预夹持、检测设备中的工件固定等。

从产品线视角看,立迈胜的电动夹爪矩阵目前形成三段式布局:

型号系列

传动方式

额定夹持力

定位

NGM18(NGM1806/1810)

线性导轨+齿轮齿条

6–10N

超小型、高节拍

NPGM18(NPGM1808)

线性导轨+齿轮齿条

8N

伺服版高节拍

NGM12L(NGM1240)

丝杆+夹爪爪头

40N

小型丝杆式

NGM20L(NGM20F0)

丝杆+夹爪爪头

150N

中型丝杆式(新品)

NGM20L 正面整体外观,展示夹爪双指结构与一体化机身轮廓

注:夹持力数据以最新版说明书为准。

二、一体化架构:五合一集成

NGM20L延续立迈胜“驱控一体”思路,将STM42M一体化丝杆电机、夹持结构、17位编码器、驱动器、控制器和IO模块集成于一体。对设备工程师来说,直接好处有三个:

  1. 省布线:分体方案需要电机动力线、编码器线、驱动器控制线等多组线缆;NGM20L只需电源加一根RS485或CANopen总线。

  2. 省调试:电机与驱动在出厂前完成匹配,夹持行程、夹持力可通过总线参数或IO触发设定,无需现场整定电流环。

  3. 省空间:机身尺寸160×97.4×42.3mm、重量1000g,可直接安装在多关节机械臂末端或紧凑型模组上。

编码器部分值得关注:内置17位单圈绝对值磁编码器,支持多圈绝对值计数、掉电自动存储。这意味着断电重启后夹爪不需要重新找原点,对频繁启停的产线来讲节省大量调试成本。

三、控制方式:双总线+三种执行模式

NGM20L支持Modbus RTU(RS485)与CANopen两种总线,型号NGM20F0按通信方式区分版本;另有3路NPN数字量输入(5~24VDC逻辑)与1路开漏输出DO(最大100mA@30VDC),可配置为普通DO、电机运行停止、目标到达或报警输出。

执行模式提供三种,覆盖从“PIO直接触发”到“总线全控”的不同集成深度:

模式

触发方式

适用场景

PIO模式

DI信号直接触发预置动作

PLC只给开关量,改造气动夹爪的最短路径

单次执行模式

指令触发一次开/合

简单取放循环

循环执行模式

按设定行程往复循环

连续上下料

此外,产品继承一体化电机家族的完整功能集:故障诊断与复位、软限位、增益切换、共振抑制、低频抑制、参数保存恢复与在线升级;保护项涵盖过压、欠压、过温、堵转、存储故障、超限检测与原点回归超时等。

四、关键参数速览(NGM20L/NGM20F0)

项目

参数

电机平台

STM42M一体化步进伺服(基座宽42mm)

传动方式

丝杆+夹爪爪头

额定夹持力

150N

总行程

20mm

单向行程时间

0.5s

额定电压/电流

24VDC(输入范围16~30VDC)/1A

编码器

17位单圈绝对值磁编码器(多圈计数、掉电存储)

控制技术

FOC磁场定向控制+SVPWM

通信

Modbus RTU(RS485)或CANopen

执行模式

PIO/单次执行/循环执行

允许负载力矩

MX:6N·m;MY:3N·m;MZ:3N·m

DI/DO

3路NPN输入/1路开漏输出(100mA@30VDC)

尺寸/重量

160×97.4×42.3mm/1000g,无制动器

防护等级

IP20

工作环境

0~40℃,10%~85%RH无凝结,海拔<1000m

NGM20L 侧面视角,展示基座宽度与丝杆传动部分

防护提醒:IP20防护等级意味着NGM20L面向常规车间环境,不防喷溅与粉尘。若用于机床切削液环境或户外,需要额外加装防护罩或选择更高防护等级的产品。

五、选型建议:什么时候选NGM20L

结合参数与产品线定位,给出三条可执行的选型判断:

  1. 夹持力在40~150N之间、空间允许42mm基座:NGM20L是目前产品线内唯一的丝杆式中型档位,比自制“电机+丝杆+驱动器”方案省去选配与联调成本。

  2. 节拍优先、负载很轻(≤10N):选NGM18或伺服版NPGM18,开闭时间0.1~0.13s,比NGM20L的0.5s快约4倍。

  3. 工件小、需要力矩夹持或CiA402全模式控制(CSP/CSV/CST等):NGM12L支持CiA402的PP/VM/PV/PT/HM/IP/CSP/CSV/CST模式,控制灵活度更高;NGM20L以PIO/单次/循环三种模式覆盖主流场景,配置更简单。

另外需要客观说明:NGM20L是步进伺服方案,静态保持力矩强、低速力控特性好,成本低于同规格伺服方案;但如果应用需要极高节拍下的动态刚度与全闭环力控曲线,仍应评估NPGM一类伺服产品。选型逻辑是先定夹持力与节拍,再定传动方式与控制模式,而不是反过来。

六、FAQ

Q1:NGM20L的150N夹持力大约能抓多重的工件?
A:夹持力150N是夹指输出的额定正压力,能抓多重的工件取决于摩擦系数、夹爪臂长与加速度。一般金属件按摩擦系数0.1~0.2估算,配合合理的安全系数(通常3~5倍),适合数百克到1kg级工件的可靠搬运;具体需按工件形状与运动加速度核算,可参考使用说明书中的负载力矩限制(MX 6N·m/MY 3N·m/MZ 3N·m)。

Q2:NGM20L和NGM12L应该选哪个?
A:核心差异在夹持力与控制模式。NGM12L额定40N、基座28mm,支持CiA402全套伺服模式;NGM20L额定150N、基座42mm,提供PIO/单次/循环三种执行模式。负载轻、控制要求复杂选NGM12L;负载重、追求接线与配置简单选NGM20L。

Q3:原来用气动夹爪,换成NGM20L复杂吗?
A:改动不大。NGM20L的PIO模式就是为这类替换设计的:3路NPN输入可直接由原PLC的开关量输出触发预置的开/合动作,供电为24VDC(16~30VDC宽压),把原来的电磁阀线接到DI即可完成基本改造,还额外获得夹持位置与速度可调、掉电位置记忆的能力。

Q4:断电后夹爪位置会丢吗?
A:不会。NGM20L内置17位单圈绝对值磁编码器,支持多圈绝对值计数并在掉电时自动存储位置,重新上电后无需回原点操作。但需注意IP20机身本身不提供断电保持夹持的机械自锁,对断电防坠落有要求的场合应评估保持方案。

Q5:支持哪些上位机与调试工具?
A:RS485版本走Modbus RTU(兼容NiMotion协议),CANopen版本走标准CANopen总线,可接入主流PLC与运动控制器;产品支持故障诊断/复位、参数识别、增益切换与在线升级等功能,具体寄存器与对象字典定义见产品使用说明书(LMS-C12-26059)。

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常见问题

步进电机的位置精度约为步进角的3 ‑ 5%,并且不会累积误差。

更高的分辨率‌不等于‌更高的绝对精度;它提升的是‌指令控制的细腻度(理论最小步距)‌,而实际定位精度主要取决于电机制造公差、驱动器电流控制能力及机械传动误差 。‌‌

这是由于电机的速率-最大脉冲频率,它可以从静止状态开始而不会丢失步数。如果脉冲频率超过此速率,则电动机无法正确启动,并且可能会失步或停转。解决方案是使用加速斜坡: 从低频开始,逐渐增加到目标高频。一体式步进电机允许您自由设置加速和减速参数。

当电机旋转时,每相绕组中的电感产生反电动势。频率越高,反电动势越大,这减小了相电流并因此降低了转矩。

过高的温度会使磁性材料消磁,从而降低扭矩并导致阶跃损失。退磁点通常高于130 °C,一些高达200 °C。因此,对于步进电机,80-90 °C的表面温度是完全正常的。最常见的绝缘等级是B级,额定工作温度达130 °C。

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