像人一样,机器人需要放在最适合他们能力的工作中。例如,某些机器人在单独工作或串联工作时更具生产力,以完成装配过程。其他人专门设计用于在装配线上与人类一起工作。

然而,每个机器人都需要右端执行器 - 也称为ARM端部件(eoat) - 适当地执行特定任务。最终效应器是附着在机器人的法兰(手腕)上的任何物体。最终效应器包括夹具,吸盘,夹具,刀具更换器,碰撞传感器,旋转接头,压制工具,合规装置,去毛刺工具,分配阀,弧焊枪等许多类型的工具。

末端效应器选择不取决于机器人的数量,而是在零件类型,生产水平和可用工作空间之类的应用因素上。例如,一个小型吸盘是拾取机器人组装电子和消费产品的理想选择 - 而Multiaxis机器人需要专门设计的夹具,以安全地从汽车厂中的冲压工作单元加载和卸载金属板。

人类的机器人,如在明年6月份的DARPA机器人机器人挑战决赛中的那些,也需要特殊的最终效应。其中一个机器人托尔(弗吉尼亚理工大学制造),配备了来自ATI工业自动化的力量 - 扭矩传感器。

为了增强人类机器人协作,提供的供应商如Robotiq提供
带自适应手指的电动夹具可以拿起各种各样的零件。一个协作机器人,由F&P个人机器人制作的问题,甚至具有内置的双指夹具。

“最终效应者在过去的25年左右年龄”,“ATI工业自动化的总裁兼首席执行官Bob Little说。“然后,行业只是一个婴儿。今天,他们本质上是,年轻的成年人,非常能够在每个行业中优化机器人生产力。“

期望演变

当机器人在20世纪60年代和20世纪70年代出现在工厂中时,他们的eoat是由机器人公司或集成商制作的。专业终端效应供应商直到20世纪80年代初期都没有陷入困境。

“早期的工具很大,笨重而且没有很好地工作,”一点回忆起,他在1989年共同创立了ATI工业自动化。该公司专门从事工具换衣台。“液压夹具太强大并压碎了他们抓住的一些部件。其他夹子依靠弹簧打开或闭上颚,但通常表现不佳。“

Schunk推出了第一个旋转和线性气动夹具系列,包括六大尺寸,1982年。杰西海耶斯,本公司自动化集团经理Jesse Hayes表示,夹具采用了一个安装在多种机器人型号的适配器,无需制造商为每个机器人购买或建立自定义eoat。他说,增加机器人的灵活性仍然是eoat的主要目的。

根据Hayes的说法,机器人比以前更可靠,并且通常不是停机的原因。这就是为什么许多制造商愿意为良好的eoat支付前期的原因,并确保它不会成为生产线中的薄弱环节。

“在过去的10年里,随着机器人的控制,速度和精确,客户已经期待着与他们的eoid相同,”Phd Inc.的产品开发经理表示“这适用于抓握和夹紧应用从机器中心之间移动2,000磅的发动机块,处理几盎司的盖子以进行接触镜头箱。“

Mike Guelker,Cesto Corp.的STOREOR和AIR供应产品经理表示,制造商越来越多地使用电动夹具,因为它们提供了更大的力量,中风和控制而不是气动。然而,可比较的气动夹具提供了更高的夹持力并且更轻。制造商还将夹持器与视觉系统集成,用于高速应用和涉及奇形和多个部件的视觉系统。

“我们一直在开发电动夹具过去15年来取代气动的人,”海耶斯说。“但是,当代替气动气缸时,很难获得等等的功率密度。例如,如果气动夹具重5磅,则等效电动夹具,力和冲程,需要较为两到三倍,更大。压缩空气越来越昂贵,但除了需要解决的成本之外还有其他因素。“

考虑制造商操作一个15公斤有效载荷机器人的情况,该机器人具有靠近有效载荷限制的气动eoat。通过切换到电气eoat,公司将超越有效载荷限制,需要更换较大,更昂贵的机器人。

然而,海耶斯注意到这个问题仅适用于更换小型气动夹具。他说的气动夹具越大,易于证明切换到电动。

什么是名字?

有四种类型的eoat。施工类型是指用爪子或手指通过直接冲击物理抓住部分的夹具或手指的夹具或工具。分度工具使用真空杯或磁粘合剂将吸力施加到零件中。

吸入工具物理地穿透物体表面。它包括销,针和旋塞,通常用于纺织,碳和玻璃纤维处理。带状的工具依赖于直接粘附(表面张力,胶水或冷冻)抓住一部分。

尽管有这些类别,但制造商经常交汇术语。例如,小说日常和潜在客户通常会将工具变换器称为“连接器”和eoat作为“机器人配件”或“扶手末端设备”。

“对于许多欧洲制造商来说,术语”抓斗机“是指机器人的所有eoat,”Note Rob Pitera,全球产品总监DE-STA-CO。“What our company calls ‘gripper fingers’—which are used to lift sheets of material—someone else might call a ‘spider gripper.’ I try to accommodate their language, while also clarifying terms so we’re both on the same page.”

气动夹具和真空杯仍然是最常见的eoat类型,以及换刀器。通常,夹具的主体由标准铝制成,限制重量和成本,并且夹具的钳口由硬化钢制成,以承受恒定开口和关闭的磨损。

然而,一些供应商现在提供由飞机质量或镀铝,碳纤维,PET塑料或分层胶合板制成的夹持器。Pitra表示,碳纤维比铝更轻,可以比钢更强大。Guelker说,宠物塑料机身非常适合干净的房间和医疗装置,电子和半导体厂房内的耐腐蚀区域。

附着在钳口上的手指可以由各种材料制成,这取决于应用。海耶斯表示,客户使用铝,钢,陶瓷,玻璃增强聚合物,黄铜或青铜制成的手指。

真空杯各种尺寸,形状,硬度和材料,包括含氟弹性体,丁腈橡胶,硅氧烷和聚氨酯。为了更好地抓住轮廓零件,一些制造商更喜欢在杯子上的真空泡沫垫。

在较新的eoat中,力扭矩传感器变得越来越受欢迎,因为它们增加了工具的“触摸”能力。小引用一个大型汽车制造商,五年来,使用了一个配备的传感器的ABB机器人来仔细定位,抬起并使用触摸感地位进入黑暗的外壳中的一个45磅钟的凸轮轴。在此之前,工人只能在沉重的升降时工作1小时轮班。

标准创新

由于制造商越来越多地生产具有更大能力的较小产品,因此夹具供应商在实物上作出了回应。例如,Schunk为小型组装工艺提供EGP双指电平平行夹具。该夹具通常由注射器和导管制造商使用,以及使用寿命中的人来处理微板。有三种尺寸可用,握力高达140牛顿,手指3至6毫米的行程范围。

ATI的QC-001 Micro Trobic Tool工具更换器使高速,并联连杆(蜘蛛)机器人能够使用快速转换执行多个装配,分配,分类和材料处理操作。工具更换器适用于处理小于3磅的有效载荷的机器人,尽管可以使用较低的时刻额定值来处理较高的有效载荷。它紧凑(直径1.8英寸)和轻质(0.21磅)。

该公司过去的夏天推出了L1和P1的eoat合规装置。两个设备都允许碎片可靠地抓住或路由,即使它们是严重的错位。L1允许x-y横向符合±2.6毫米,z旋转符合均为±18度。小说P1是用于宾馆采摘,自动组装和机器人整理应用,它在所有三个方向上提供13度的旋转顺应性,没有横向运动。

IPR Robotics Inc.专注于自定义eoat,最近开发了NGF气动夹具,用于处理软材料。IPR Robotics Inc.的北美副总裁Dan Peretz表示,最多12个这样的夹具可以一起使用,以处理高达15英尺的材料表。

只需要两个空气口来操作12个夹持器,该夹具具有钢手指,具有刺穿材料的针。为确保材料清洁,每次使用后都会自动擦拭。夹具还具有飞机 - 铝体。

在IPR的其他自定义工具中,是具有处于中心和偏心锁定功能的KA对齐设备。Integrator Creative Automation Inc.使用该设备帮助机器人查找,提升和将配电模块(PDMS)放入电动机中。在PDM上关闭夹具后,机器人将其从托盘抬起并将装置锁定到居中位置,使得能够容易地将PDM置于电机中。

为了帮助制造商减少流动的气体消耗,De-STA-Co提供带单个空气管路的自动释放文丘里真空发电机。Pitera表示发电机产生高达-0.88杆的真空水平,空气管路压力为4巴。空气消耗在真空期间每分钟40升,吹气期间为零。真空速度为0.2至0.3秒,速度吹出0.2秒。

Festo与奥地利林茨大学密切合作开发出新的MultichoiceGripper。气动夹具具有鳍射线手指,可轻松处理不同形状和敏感的物体,无需额​​外的传感器或控制技术。

Guelker表示,电脑和电视制造商使用Festo的光 - 联系OgGB夹具来运输玻璃屏幕和PCB。夹持器根据Bernoulli原理的作用:输入压缩空气在夹具中径向偏转,大大加速,并流退,从而在夹持器和工件之间产生真空。

因此,夹具最小化工件接触,理想地适用于薄,精致和脆性的工件。“少数这些夹具可以在不留下任何痕迹的情况下提升更重较重的产品,”Guelker说。

今年早些时候,PHD推出了它的86560系列气动磁性夹具,升降和移动铁磁件,如钢板,坯料和冲压部件。它们有25毫米的孔,拉力为0.5,2.5,4.5或11磅。聚合物防震垫和不锈钢头防止冲击损坏。

了解添加剂制造的好处,RöhmGmbH采用选择性激光烧结制成其合成式RRMP夹具。Matthew Mayer of America Inc.的Röhm产品首席执行官,说夹子的颚钳采用自由形状的表面,适应各个工件。极轻,夹具非常适合复杂,敏感部件。外部和内部夹紧是可能的。

“无论机器人走,何时都必须走,”小结束。“这是否是装配线,手术室或下一个罗布的下一步工艺。”