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工业机器人末端执行器有哪些?特点及分类介绍
发布时间 2021-11-24 作者 领航 阅读 67次

 一、工业机器人末端执行器的特点


  末端执行器是直接安装在机器人手腕上的,用于夹持工件、或让工具按照规定的程序完成指定的工作的机构,拥有以下特点:
  1、末端执行器和腕部相连处可拆卸,从而保证一个机器人有多个末端执行器或工具。
  2、机器人的末端执行器形态各异,可以有手指或无手指,可以有手爪或作业工具。
  3、每种末端执行器的通用性较差,往往一种执行器只能进行一种作业任务。
  4、末端执行器是一个独立的机器人部件,同时也是工业机器人机械系统的三大部件之一。

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      二、工业机器人末端执行器的分类


  由于机器人所能完成的工作非常广泛,末端执行器很难做到标准化,因此在实际应用中,末端执行器一般都是根据实际要完成的工作进行定制,常用的有以下几种分类:

      1、夹钳式末端执行器


  夹钳式末端执行器通常也称为夹钳式取料手,是工业机器人较常用的一种末端执行器形式,在装配流水线上用得较为广泛。它一般由手指(手爪)驱动机构、传动机构、连接与支承元件组成,工作原理类似于常用的手钳。夹钳式末端执行器能用手爪的开闭动作实现对物体的夹持。

      2、吸附式末端执行器


  吸附式末端执行器靠吸附力取料,适用于大平面、易碎(玻璃、磁盘)微小的物体,因此使用面较广。根据吸附力的不同,可分为气吸附和磁吸附两种。
  (1)气吸附式:气吸附式末端执行器是利用轻性塑胶或塑料制成的皮碗,通过抽空与物体接触平面密封型腔的空气而产生的负压真空吸力,来抓取和搬运物体。
  (2)磁吸附式:磁吸附式末端执行器是利用磁铁或电磁铁,通电后产生的磁力来吸附工件的,其应用比较广泛,不会破坏被吸件表面质量。

  

      3、专用末端执行器


  机器人是一种通用性很强的自动化设备,可根据作业要求完成各种动作,再配上各种专的末端执行器后,就能完成各种不同的工作。例如,在通用机器人上安装焊枪就成为一台焊接机器人,安装拧螺母机则成为一台装配机器人。目前有许多专用电动、气动工具改型而成的操作器,末端执行器有拧螺母机、焊枪、电磨头、电铣头、抛光头、激光切割机等,这些专用末端执行器形成一整套系列供用户选用,使机器人胜任各种工作。
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      4、工具快换装置


  机器人工具快换装置,是一种用于机器人快速更换末端执行器的装置,可以在数秒内快速更换不同的末端执行器,使机器人更具有柔性、更高效,被广泛应用于自动化行业的各个领域。工具快换装置在一些重要的应用中,能够为工具提供备份工具,有效避免意外事件。相对于人工需数小时更换工具,机器人换枪盘,工具快换装置自动更换备用工具能够在数秒钟内就完成。

      5、多工位换接装置


  某些机器人的作业任务相对较为集中,需要换接一定量的末端执行器,又不必配备数量较多的末端操作器库,这时,可以在机器人手腕上设置一个多工位转换装置。多工位换接装置就像数控加工中心的刀库一样,可以有棱锥型和棱柱型两种形式。
  (1)棱锥型:棱锥型换接装置可保证手爪轴线和手腕轴线一致,受力较合理,但其传动机构较为复杂。
  (2)棱柱型:棱柱型换接器的传动机构较为简单,但其手爪轴线和手腕轴线不能保持一致,受力优良。

  

      6、仿人机器人末端执行器


  目前,大部分工业机器人的末端执行器只有两个手指,而且手指上一般没有关节,无法满足对复杂形状的物体实施夹持和操作。而仿生机器人末端执行器能像人手一样进行各种复杂的作业,如装配作业。仿人机器人末端执行器有两种,一种叫柔性手,一种叫仿生多指灵巧手。
  (1)柔性手:柔性手可对不同外形物体实施抓取,并使物体表面受力比较均匀,每个手指由多个关节串接而成,手指传动部分由牵引钢丝绳及摩擦滚轮组成,一侧为紧握状态,另一侧为放松状态,这样的结构可抓取凹凸外形的物体,且使物体受力均匀。
  (2)仿生多指灵巧手:机器人末端执行器和腕部的仿生形式就是模仿人的多指灵活手,多指灵巧手有多个手指,每个手指有3个回转关节,每一个关节的自由度都是独立控制的,因此,它能模仿几乎人手指能完成的各种复杂的动作,如拧螺钉、弹钢琴、作礼仪手势等动作。

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