为了让轻型机器人更容易上手，Schunk 推出了适用于来自不同制造商的协作机器人的即插即用夹持器。

捡选和移动物体是机器人技术中最重要的任务之一。机器人的末端执行器（末端执行器）是这方面的一个核心组成部分。根据需要处理的工件、任务和工作环境，有各种各样的设计。本概述告诉你它们是什么，谁制造它们，它们适合什么，以及用户如何找到合适的抓取器。

清理洗碗机、在复活节画鸡蛋或扔球--处理物体是大多数人认为理所当然的事情。然而，当我们试图将类似的运动模式转移到加工行业的机器上时，其背后的巨大复杂性就变得很明显了。虽然我们的大脑精确地控制我们的手臂和手，而不需要任何明显的努力，并使用我们的眼睛来形成环境图，但机器人通常需要耗费时间和成本的编程和重要组件，以便能够识别、抓取和移动物体。这些部件中最重要的是机器人的末端执行器。

什么是机器人末端执行器？

夹具属于末端执行器组（手臂工具末端，EOAT）。它们是运动链末端的活动环节，形成工件与工业机器人或协作机器人之间的接口。

凭借 CRT、RCV 和 CDB，Schunk 开发了三种用于不同去毛刺任务的末端执行器。

末端执行器分为两类：工件或工具处理。工件搬运描述了处理工件操作的夹具和系统 - 抓取、保持和移动。它们以机械方式、基于真空的方式、磁性方式或粘合方式工作。借助工具搬运末端执行器，机器人可以引导工具或测试设备执行制造任务。这些臂端工具的示例包括钻轴、偏心打磨机、螺丝刀、焊接设备、去毛刺系统或喷漆枪等工具，以及照相机、测试探针或扫描仪等测试设备。

随着数字化和“物联网”、“工业4.0”等流行语的到来，机器人，尤其是末端执行器和夹持器等自动化部件越来越成为整个生产结构中的网络参与者。它们相互交换信息以提高生产率，例如通过防止停机或实时检查组件。末端执行器在这里起着特殊的作用，因为它与组件直接接触，因此可以收集和传递相关数据。

末端执行器是如何构造的？

由于工作原理的不同，夹持系统的结构差异很大。尽管存在所有差异，但基体和活动元件是每个夹持器的一部分。基体与机器人建立牢固连接，主动元件与工件建立连接。此外，夹持器通常具有确保提供夹持力的能量供应。

夹持元件可根据其物理操作原理分为以下几组：

力配合：摩擦力、负压力、磁力、静电力

键合：分子力

形状闭合：形状元素配对，表面互锁

根据抓取的类型，驱动部件和运动装置集成在基体中。电子设备和传感器越来越多地安装在夹具中，以实现实时质量控制并提高过程可靠性。为了传递机器人和夹持器之间产生的力和扭矩，系统还需要一个为此目的设计的法兰。随着灵活性不断提高的趋势，快速简单地更换夹具也是一个重要问题。

使自动化系统更加灵活的另一种可能性是用于抓取元件的快速更换系统。例如，只需按一下按钮即可机械解锁和更换附件。这减少了转换时间并提高了整个系统的生产率。另一种方法是夹具和机器人制造商之间的合作，以便能够在“即插即用”的意义上提供夹具的快速更换。示例包括搬运专家 Zimmer 和 Schmalz的 Match 平台，以及Yaskawa 的 Smart 系列。

Zimmer Group 和 Schmalz 想通过他们的机械臂末端生态系统 Match，使他们的夹持器与市场上所有常见的轻型机器人和传统机器人兼容。该系统应该能够通过几个简单的步骤安装和设置在机器人法兰上。

有哪些类型的夹持器？

各种夹持器的不同之处在于它们如何将夹持力施加到处理物体上：机械、真空、磁性或粘附。

机械手是机器人技术中最常用的。在大多数情况下，它们是气动操作的。这种类型的驱动器以相对较低的成本提供精确的运动。但对电动夹具的需求也在增长，因为它们既精确又非常动态。液压系统偶尔用于大的有效载荷。机械夹持器的示例是平行和角度夹持器。

基于真空的吸盘允许特别轻柔地处理工件，紧凑且节省空间的系统设计以及从上方抓取 - 这使得彼此之间的无缝定位成为可能。由于真空，他们将要处理的零件固定在吸盘中。物体需要光滑的表面，以便可以抽气并且末端执行器可以粘在上面。

对于磁性夹持器，永磁夹持器和电磁夹持器之间存在区别。对于永磁夹持器，夹持力由永磁体提供，这就是必须将工件从夹持器上“取出”的原因。电磁夹具由直流电供电，可提供所需的磁场。通过开关电源来拾取和释放铁磁性工件。

粘性夹具也用于灵敏且无残留的拾取。该技术基于粘附原理，并使用分子间范德华力进行处理。末端执行器的抓握表面覆盖着数百万根微小的毛发，当压在表面上时，这些毛发会产生剪切粘附。据制造商称，由于组件友好的粘合技术不需要压缩空气、真空或电力，因此调试所需的工作量应该相对较低。

机器人夹具适用于哪些应用？

夹持器上机器人的一项典型任务是拾取和放置应用程序。这些特别包括：

●机器装卸

●码垛

●物品的拣选和包装

根据应用和工件，可以使用不同的夹具：气动夹具适用于系统中的快速处理，电动伺服夹具可实现高度灵敏的夹持，例如在检查护发产品时。例如，小型真空吸盘适用于在包装中仔细放置巧克力，而大型吸盘则用于进出货物的盒子。2 指夹持器展示了它们在插入电缆等方面的能力。

谁是机器人末端执行器的制造商？

根据应用和作用原理，有多种类型的夹具。相应地，末端执行器的制造商也很多。下面介绍了其中一些。

Schunk：全系列机器人末端执行器

根据该公司声明，机械手和夹紧技术专家Schunk GmbH & Co. KG提供最全面的气动、电动和液压机械手产品系列之一，库存有 4000 多个标准组件。借助Co-act EGP-C 夹持器，该公司提供了一种安全的工业夹持器，该夹持器通过了 DGUV 的协作操作认证和批准。此外，劳芬公司还提供用于加工工件的末端执行器。

Zimmer：用于协作应用的夹持器

Zimmer Group是气动和电动搬运组件和系统的全球制造商。自 1992 年以来，机电夹持器一直是 Zimmer 计划不可或缺的一部分，因为它们结合了高性能和简单操作。一个亮点是5000 系列混合式夹持器，它结合了气动和电动功能。此外，该公司还提供各种用于合作和协作应用的夹具。

Schmalz：真空处理专家

所有常见协作机器人和轻型机器人的夹持器和真空发生器都是针对应用单独设计的。

Onrobot：来自丹麦的 Innoavtive 协作机器人夹具

Onrobot 的 RG6 等平行抓取器特别适用于拾放任务。图片：Onrobot

协作机器人末端执行器专家Onrobot A/S于 2018 年 6 月由三家公司组成：On Robot（丹麦）、Perception Robotics（美国）和 Optoforce（匈牙利）。根据Enrico Krog Iversen的说法，目标是与 Onrobot建立协作机器人应用的一站式商店。除了各种夹持器，包括采用粘合技术的 Gecko 夹持器，该公司还提供各种用于工件加工的臂端工具。

Gimatic：塑料和医疗技术中的夹持器

来自意大利的处理专家 Gimatic Srl近年来已从单纯的组件供应商发展成为专门从事机电一体化夹持器的系统供应商。塑料工业和医疗技术是公司的重要市场。与此同时，位于黑兴根的德国 Gimatic 销售部门在为工业 4.0 方向提高自动化程度的夹具系统的系统构建方面建立了广泛的能力。

Fipa：聚焦塑料行业

FipaGmbH凭借其产品组合提供模块化夹持器套件：带行程和不带行程的夹持器、用于直接装配或带有集成传感器查询的夹持器以及用于从后面夹持工件的手指。大量不同的紧固元件和快速更换系统完善了产品组合。许多产品专门针对塑料行业的应用进行了优化。

Piab：采用同轴电缆技术的真空夹持器

Piab 的迷你协作机器人末端执行器可以独立于坐标拾取铝箔包装。图片：Robominds

瑞典Piab AB旨在开发可降低能耗和环境影响的真空产品。公司的核心技术是：基于压缩空气（同轴技术）产生真空，用吸盘搬运零件，用真空输送粉末和散装货物。与此同时，公司凭借其在机械夹持器领域的专业知识不断壮大自己。

Weiss Robotics：用于生产的智能夹具模块

Weiss Robotics GmbH & Co. KG的智能抓取模块集成了工件识别和抓取监控功能，旨在优化抓取过程并提高生产效率。除了抓取模块外，制造商还提供系统解决方案，以便将末端执行器轻松集成到协作机器人或工业机器人应用和配件中。

Robotiq：用于协作应用程序的加拿大末端执行器

RobotiqInc.专注于协作机器人应用。产品范围包括两指和三指夹具以及真空夹具。这家加拿大公司还开发协作系统解决方案 - 例如码垛和螺丝驱动。

选择合适的夹具

在设计自动化解决方案时，应首先描述任务并检查基本可行性。工件和任务是否适合全自动化或人机协作？如果勾选了这一点，那就是选择机器人或协作机器人的问题。为此，定义了包括所需外围设备的基本系统并确保其控制。

之后，重点是选择合适的夹持器。根据工件、任务和环境影响，可提供截然不同的功能：

●要处理的物体（质量、材料、尺寸、抓握点等），

●搬运任务和由此产生的对夹持器的要求（夹持力、定位精度、加速度、有效载荷等），

●系统和外围设备（循环时间、运动过程、过程力、可达性、夹具库等），

●以及各种环境影响（湿度、温度、洁净室等级、辐射等）。

●由于夹持器的重量直接影响机器人的有效载荷，因此还建议使用尽可能轻的夹持器。

●根据经验，应用程序的调试越快越容易越好。简单的处理确保应用程序可以在必要时灵活地转换为新任务，并且流程可以继续。