為了讓輕型機器人更容易上手，Schunk 推出了適用于來自不同制造商的協作機器人的即插即用夾持器。

撿選和移動物體是機器人技術中最重要的任務之一。機器人的末端執行器（末端執行器）是這方面的一個核心組成部分。根據需要處理的工件、任務和工作環境，有各種各樣的設計。本概述告訴你它們是什么，誰制造它們，它們適合什么，以及用戶如何找到合適的抓取器。

清理洗碗機、在復活節畫雞蛋或扔球--處理物體是大多數人認為理所當然的事情。然而，當我們試圖將類似的運動模式轉移到加工行業的機器上時，其背后的巨大復雜性就變得很明顯了。雖然我們的大腦精確地控制我們的手臂和手，而不需要任何明顯的努力，并使用我們的眼睛來形成環境圖，但機器人通常需要耗費時間和成本的編程和重要組件，以便能夠識別、抓取和移動物體。這些部件中最重要的是機器人的末端執行器。

什么是機器人末端執行器？

夾具屬于末端執行器組（手臂工具末端，EOAT）。它們是運動鏈末端的活動環節，形成工件與工業機器人或協作機器人之間的接口。

憑借 CRT、RCV 和 CDB，Schunk 開發了三種用于不同去毛刺任務的末端執行器。

末端執行器分為兩類：工件或工具處理。工件搬運描述了處理工件操作的夾具和系統 - 抓取、保持和移動。它們以機械方式、基于真空的方式、磁性方式或粘合方式工作。借助工具搬運末端執行器，機器人可以引導工具或測試設備執行制造任務。這些臂端工具的示例包括鉆軸、偏心打磨機、螺絲刀、焊接設備、去毛刺系統或噴漆槍等工具，以及照相機、測試探針或掃描儀等測試設備。

隨著數字化和“物聯網”、“工業4.0”等流行語的到來，機器人，尤其是末端執行器和夾持器等自動化部件越來越成為整個生產結構中的網絡參與者。它們相互交換信息以提高生產率，例如通過防止停機或實時檢查組件。末端執行器在這里起著特殊的作用，因為它與組件直接接觸，因此可以收集和傳遞相關數據。

末端執行器是如何構造的？

由于工作原理的不同，夾持系統的結構差異很大。盡管存在所有差異，但基體和活動元件是每個夾持器的一部分。基體與機器人建立牢固連接，主動元件與工件建立連接。此外，夾持器通常具有確保提供夾持力的能量供應。

夾持元件可根據其物理操作原理分為以下幾組：

力配合：摩擦力、負壓力、磁力、靜電力

鍵合：分子力

形狀閉合：形狀元素配對，表面互鎖

根據抓取的類型，驅動部件和運動裝置集成在基體中。電子設備和傳感器越來越多地安裝在夾具中，以實現實時質量控制并提高過程可靠性。為了傳遞機器人和夾持器之間產生的力和扭矩，系統還需要一個為此目的設計的法蘭。隨著靈活性不斷提高的趨勢，快速簡單地更換夾具也是一個重要問題。

使自動化系統更加靈活的另一種可能性是用于抓取元件的快速更換系統。例如，只需按一下按鈕即可機械解鎖和更換附件。這減少了轉換時間并提高了整個系統的生產率。另一種方法是夾具和機器人制造商之間的合作，以便能夠在“即插即用”的意義上提供夾具的快速更換。示例包括搬運專家 Zimmer 和 Schmalz的 Match 平臺，以及Yaskawa 的 Smart 系列。

Zimmer Group 和 Schmalz 想通過他們的機械臂末端生態系統 Match，使他們的夾持器與市場上所有常見的輕型機器人和傳統機器人兼容。該系統應該能夠通過幾個簡單的步驟安裝和設置在機器人法蘭上。

有哪些類型的夾持器？

各種夾持器的不同之處在于它們如何將夾持力施加到處理物體上：機械、真空、磁性或粘附。

機械手是機器人技術中最常用的。在大多數情況下，它們是氣動操作的。這種類型的驅動器以相對較低的成本提供精確的運動。但對電動夾具的需求也在增長，因為它們既精確又非常動態。液壓系統偶爾用于大的有效載荷。機械夾持器的示例是平行和角度夾持器。

基于真空的吸盤允許特別輕柔地處理工件，緊湊且節省空間的系統設計以及從上方抓取 - 這使得彼此之間的無縫定位成為可能。由于真空，他們將要處理的零件固定在吸盤中。物體需要光滑的表面，以便可以抽氣并且末端執行器可以粘在上面。

對于磁性夾持器，永磁夾持器和電磁夾持器之間存在區別。對于永磁夾持器，夾持力由永磁體提供，這就是必須將工件從夾持器上“取出”的原因。電磁夾具由直流電供電，可提供所需的磁場。通過開關電源來拾取和釋放鐵磁性工件。

粘性夾具也用于靈敏且無殘留的拾取。該技術基于粘附原理，并使用分子間范德華力進行處理。末端執行器的抓握表面覆蓋著數百萬根微小的毛發，當壓在表面上時，這些毛發會產生剪切粘附。據制造商稱，由于組件友好的粘合技術不需要壓縮空氣、真空或電力，因此調試所需的工作量應該相對較低。

機器人夾具適用于哪些應用？

夾持器上機器人的一項典型任務是拾取和放置應用程序。這些特別包括：

●機器裝卸

●碼垛

●物品的揀選和包裝

根據應用和工件，可以使用不同的夾具：氣動夾具適用于系統中的快速處理，電動伺服夾具可實現高度靈敏的夾持，例如在檢查護發產品時。例如，小型真空吸盤適用于在包裝中仔細放置巧克力，而大型吸盤則用于進出貨物的盒子。2 指夾持器展示了它們在插入電纜等方面的能力。

誰是機器人末端執行器的制造商？

根據應用和作用原理，有多種類型的夾具。相應地，末端執行器的制造商也很多。下面介紹了其中一些。

Schunk：全系列機器人末端執行器

根據該公司聲明，機械手和夾緊技術專家Schunk GmbH & Co. KG提供最全面的氣動、電動和液壓機械手產品系列之一，庫存有 4000 多個標準組件。借助Co-act EGP-C 夾持器，該公司提供了一種安全的工業夾持器，該夾持器通過了 DGUV 的協作操作認證和批準。此外，勞芬公司還提供用于加工工件的末端執行器。

Zimmer：用于協作應用的夾持器

Zimmer Group是氣動和電動搬運組件和系統的全球制造商。自 1992 年以來，機電夾持器一直是 Zimmer 計劃不可或缺的一部分，因為它們結合了高性能和簡單操作。一個亮點是5000 系列混合式夾持器，它結合了氣動和電動功能。此外，該公司還提供各種用于合作和協作應用的夾具。

Schmalz：真空處理專家

所有常見協作機器人和輕型機器人的夾持器和真空發生器都是針對應用單獨設計的。

Onrobot：來自丹麥的 Innoavtive 協作機器人夾具

Onrobot 的 RG6 等平行抓取器特別適用于拾放任務。圖片：Onrobot

協作機器人末端執行器專家Onrobot A/S于 2018 年 6 月由三家公司組成：On Robot（丹麥）、Perception Robotics（美國）和 Optoforce（匈牙利）。根據Enrico Krog Iversen的說法，目標是與 Onrobot建立協作機器人應用的一站式商店。除了各種夾持器，包括采用粘合技術的 Gecko 夾持器，該公司還提供各種用于工件加工的臂端工具。

Gimatic：塑料和醫療技術中的夾持器

來自意大利的處理專家 Gimatic Srl近年來已從單純的組件供應商發展成為專門從事機電一體化夾持器的系統供應商。塑料工業和醫療技術是公司的重要市場。與此同時，位于黑興根的德國 Gimatic 銷售部門在為工業 4.0 方向提高自動化程度的夾具系統的系統構建方面建立了廣泛的能力。

Fipa：聚焦塑料行業

FipaGmbH憑借其產品組合提供模塊化夾持器套件：帶行程和不帶行程的夾持器、用于直接裝配或帶有集成傳感器查詢的夾持器以及用于從后面夾持工件的手指。大量不同的緊固元件和快速更換系統完善了產品組合。許多產品專門針對塑料行業的應用進行了優化。

Piab：采用同軸電纜技術的真空夾持器

Piab 的迷你協作機器人末端執行器可以獨立于坐標拾取鋁箔包裝。圖片：Robominds

瑞典Piab AB旨在開發可降低能耗和環境影響的真空產品。公司的核心技術是：基于壓縮空氣（同軸技術）產生真空，用吸盤搬運零件，用真空輸送粉末和散裝貨物。與此同時，公司憑借其在機械夾持器領域的專業知識不斷壯大自己。

Weiss Robotics：用于生產的智能夾具模塊

Weiss Robotics GmbH & Co. KG的智能抓取模塊集成了工件識別和抓取監控功能，旨在優化抓取過程并提高生產效率。除了抓取模塊外，制造商還提供系統解決方案，以便將末端執行器輕松集成到協作機器人或工業機器人應用和配件中。

Robotiq：用于協作應用程序的加拿大末端執行器

RobotiqInc.專注于協作機器人應用。產品范圍包括兩指和三指夾具以及真空夾具。這家加拿大公司還開發協作系統解決方案 - 例如碼垛和螺絲驅動。

選擇合適的夾具

在設計自動化解決方案時，應首先描述任務并檢查基本可行性。工件和任務是否適合全自動化或人機協作？如果勾選了這一點，那就是選擇機器人或協作機器人的問題。為此，定義了包括所需外圍設備的基本系統并確保其控制。

之后，重點是選擇合適的夾持器。根據工件、任務和環境影響，可提供截然不同的功能：

●要處理的物體（質量、材料、尺寸、抓握點等），

●搬運任務和由此產生的對夾持器的要求（夾持力、定位精度、加速度、有效載荷等），

●系統和外圍設備（循環時間、運動過程、過程力、可達性、夾具庫等），

●以及各種環境影響（濕度、溫度、潔凈室等級、輻射等）。

●由于夾持器的重量直接影響機器人的有效載荷，因此還建議使用盡可能輕的夾持器。

●根據經驗，應用程序的調試越快越容易越好。簡單的處理確保應用程序可以在必要時靈活地轉換為新任務，并且流程可以繼續。