工业机器人末端执行器有哪些？特点及分类介绍
时间：2022-09-16 阅读：5895
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。
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。
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，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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