機(jī)械臂速成小指南（五）：末端執(zhí)行器

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??????以下為正文??????

? ? ? ? 機(jī)械臂的末端執(zhí)行器安裝于機(jī)械臂的末端，決定了機(jī)械臂所能完成的任務(wù)，可之間對工作對象完成預(yù)定操作。

? ? ? ? 機(jī)械臂的末端執(zhí)行器可分為三類：①搬運用末端執(zhí)行器②加工用末端執(zhí)行器③測量用末端執(zhí)行器。

? ? ? ? 下圖為我所使用的機(jī)械臂末端執(zhí)行器，由一個舵機(jī)直接驅(qū)動，精度較低，僅能完成一些非常簡單的搬運工作，屬于搬運用末端執(zhí)行器。

機(jī)械臂速成小指南（五）：末端執(zhí)行器 ?

一、搬運用末端執(zhí)行器

1.電動型

? ? ? ? 電動型的搬運用末端執(zhí)行器是最常見的末端執(zhí)行器，如下圖所示，是ABB公司為YUMI協(xié)作單/雙臂協(xié)作機(jī)械臂研發(fā)的電動夾爪。

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? ? ? ? ?同時，我們可使用絲杠步進(jìn)電機(jī)制作柔性電動夾爪，如下圖所示。

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?2.氣動型

? ? ? ? 柔性夾爪能夠自適應(yīng)地包覆住目標(biāo)物體，無需預(yù)先知道其準(zhǔn)確的形狀和尺寸，且不會在其表面留下劃痕等損傷，因此受到廣泛關(guān)注。

? ? ? ? 大部分的柔性夾爪由氣壓驅(qū)動，下圖所示的為SRT柔性夾爪，最高抓取速度可以達(dá)150次/分鐘，使用壽命可達(dá)300萬~600萬次，較傳統(tǒng)設(shè)備提高了6~30倍。

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? ? ? ? ?同時，形狀自適應(yīng)夾爪也在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用，如下圖所示

其中：

通過通孔直接安裝，用于 DIN ISO 9409-1–50-4-M6 (工業(yè)機(jī)器人 – 機(jī)械接口)
氣源口，返回
氣源口，推進(jìn)
氣源口，可伸縮帽
T 型槽，用于固定傳感器（兩側(cè)）
卡口鎖
可伸縮帽
活塞桿
解鎖環(huán)，用于替換可伸縮帽

? ? ? ? 它的工作過程為：
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? ? ? ? 同時，真空吸盤（Vacuum Grippers）也是常用的氣動搬運用末端執(zhí)行器，下圖為加拿大公司Robotiq研發(fā)的真空吸盤末端執(zhí)行器，其具有即插即用、高速響應(yīng)、低噪聲、使用壽命長等優(yōu)點。

????????真空夾具可應(yīng)對各種應(yīng)用，特別適合拾取由不同材料制成的不平整和平整表面例如紙板、玻璃、金屬板（干燥的）和塑料等等。由于可定制的支架和空氣節(jié)點，Robotiq 真空夾具使使用者能完全控制夾具，并確保它完美配合其應(yīng)用。

? ? ? ? 下圖為真空區(qū)域夾持系統(tǒng)FXCB，同樣為一款真空夾具。它通過3D打印技術(shù)制造，輕巧靈動，可提供更高的有效載荷。借助用于傳輸數(shù)據(jù)的NFC接口，該夾具可通過智能手機(jī)直觀、便捷地訪問設(shè)備數(shù)據(jù)，同時可集成至工業(yè)4.0環(huán)境中。

3.復(fù)合型

? ? ? ? 復(fù)合式顧名思義，就是把電動和氣動各種驅(qū)動方法融合，下圖同樣為ABB公司為其YUMI機(jī)械臂裝配的機(jī)械臂夾爪，上面集成了電動、氣動夾具，且擁有一個攝像頭（eye in hand），極大擴(kuò)展了該機(jī)械臂所能執(zhí)行的任務(wù)范圍。

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4.?非標(biāo)夾爪

? ? ? ? 同樣應(yīng)用于夾取、搬運任務(wù)，但為滿足其特定的工作需求，在形式上做出一定改變，如下圖所示，這是一個用于搬運布料的機(jī)械臂末端執(zhí)行器。

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? ? ? ? 下圖為用于移動表面不平整、多孔或易損的鐵磁工件的MHM磁力吸盤，套件包括磁力吸盤、適配板、電磁閥、固態(tài)開關(guān)、管道、配件等。

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????????當(dāng)準(zhǔn)備拾取工件時，信號將發(fā)送到閥門，以供應(yīng)氣體，展開活塞。當(dāng)活塞啟動時，磁鐵將伸展并增加工件附近的磁力，以完成拾取。改變緩沖器厚度可調(diào)節(jié)保持力。將工件轉(zhuǎn)移至所需位置后，將向閥門發(fā)送信號，以縮回活塞，減小磁力并釋放工件。?

二、加工用末端執(zhí)行器與測量用末端執(zhí)行器

1.加工用末端執(zhí)行器

????????加工用末端執(zhí)行器是帶有噴槍、焊槍、砂輪、銑刀等加工工具的機(jī)器人附加裝置，用來進(jìn)行相應(yīng)的加工作業(yè)。

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?	?	?
液冷焊槍系統(tǒng)	真空氣動打磨機(jī)	一體式即插即用真空刀具

2.測量用末端執(zhí)行器

????????測量用末端執(zhí)行器是裝有測量頭或傳感器的附加裝置，用來進(jìn)行測量及檢驗作業(yè)。下圖為用于自動化測量的精密電動夾具，適用于小型零件測量、分類和裝配，分辨率可達(dá)10μm。

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????????同時，在對機(jī)械臂進(jìn)行標(biāo)定時，也需要在其末端安裝一些特殊的測量用末端執(zhí)行器。

?三、末端執(zhí)行器附屬設(shè)備

1.力矩傳感器

? ? ? ? 下圖為Robotiq生產(chǎn)的FT300力/力矩傳感器，在機(jī)械臂的末端處安裝該傳感器，可便于機(jī)械臂執(zhí)行力敏感任務(wù)。它可以精準(zhǔn)檢測和測量機(jī)械臂的接觸裝置，從而提升機(jī)械臂的控制，簡化編程。

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2.閥與閥島

????????方向控制閥用于改變、打開或阻止氣動系統(tǒng)中介質(zhì)的流動。壓縮空氣是氣缸中常用的流體。這些閥的不同之處在于其操作元件的設(shè)計、開關(guān)位置數(shù)和流動路徑以及驅(qū)動類型。有機(jī)械、氣控或電控方向控制閥。

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????????閥島是新一代氣電一體化控制元器件，極其適用于控制機(jī)械臂這種電控和氣控的集成裝置。當(dāng)今的閥島已從最初帶多針接口的閥島發(fā)展為帶現(xiàn)場總線的閥島，繼而出現(xiàn)可編程閥島及模塊式閥島。

? ? ? ? 下圖為德國氣動元件廠商FESTO生產(chǎn)的?VTUG 閥島，具有緊湊、通用、大流量的特點。其安裝于控制柜中，帶有氣路板，可提高防腐蝕性能。還具有熱插拔功能，可在不中斷正在進(jìn)行的過程的情況下更換閥。

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3.自動更換夾爪裝置

????????為應(yīng)對產(chǎn)品抓取品類多樣的問題，各末端執(zhí)行器廠商推出了自動更換夾爪裝置，該裝置可在抓取過程中進(jìn)行夾爪更換，應(yīng)對不同的抓取任務(wù)。同時夾爪快換系統(tǒng)還可以用作夾爪備份，當(dāng)夾爪被尖銳物品刮傷失效后可以立即進(jìn)行更換，避免流水線停止工作。

? ? ? ? 下圖分別為SRT與BUIND AS設(shè)計的自動更換夾爪裝置。

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SRT柔性夾爪快換系統(tǒng)	SMARTSHIFT自動換刀裝置

4.攝像頭

? ? ? ? 下圖為Robotiq為UR機(jī)械臂設(shè)計的視覺模塊，鋁制機(jī)身、緊湊小巧且易于更換，可滿足大多數(shù)工業(yè)需求。

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5.真空發(fā)生器

????????小巧輕便的 OVEL 非常適合電子行業(yè)中極其動態(tài)、分散的抓取應(yīng)用。

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6.安全照明環(huán)

????????ProLight 為一款安全照明環(huán)，能夠雙色指示機(jī)械臂當(dāng)前操作狀況，并可安裝連接機(jī)械臂和末端執(zhí)行器的供電電纜和氣動導(dǎo)管。C-Guide 設(shè)計新穎結(jié)實，能夠為機(jī)械臂提供安全、靈活的導(dǎo)纜操作，減少人員受傷危險。

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