機器人的末端執行器(夾具)如何選擇?

機器人末端執行器是指連接到機械手手腕（機械接口）前端執行特定任務的工具。近年來，機器人涉及的行業越來越多，末端執行器的類型也越來越多。

末端執行器是各種夾持器，一般分為吸附式末端執行器、機械式夾持器和專用工具（如焊槍、噴嘴等）。

吸附式末端執行器

工作原理：利用吸盤內負壓產生的吸力來吸附和移動工件。

1、電磁式吸盤

（1）結構：它主要由磁碟、防塵罩、線圈和外殼組成。

（2）工作原理：帶電線圈產生的磁場吸附工件，斷電後磁場消失，放下工件。

（3）示意圖：

（4）適用範圍：由於其工作原理是利用磁鐵產生的磁場吸附工件，所以只適用於能被磁鐵吸附的工件，不適用於有色金屬和非金屬材料製成的工件。另外，磁鐵吸附後仍會保持磁性，如果工件受其性能影響不好。最後，電磁吸盤的工作環境為常溫，在高溫下會消磁。

2、真空式吸盤

（1）結構：由真空泵、電磁閥、電機和吸盤等構成。

（2）工作原理：用電機帶動真空泵在吸盤處形成強大的吸力，吸盤吸住工件，電機停止工作，真空泵停止轉動，大量空氣流入真空泵，吸力消失，工件被放下。

（3）示意圖

（4）適用範圍：

真空吸盤能吸住工件，夾具不會產生外力，工件不會變形。特別適用於硬度低、受磁化影響的有色金屬工件。真空卡盤結構簡單，裝卸工件非常方便，另外，在裝卸過程中，受力非常均勻，工件表面很少劃傷。對光潔度要求高的工件，輕拿輕放，不損傷高光潔度表面。然而，真空吸盤所產生的吸力總是有限的，對於一些長、徑、重的工件，容易造成吸力不足、夾持不穩的事故。同時，工件在加工過程中不能承受過大的切削力，不適合粗加工或半精加工，需要大量切削。

3、噴氣式吸盤

（1）結構：主要由產生真空的空氣噴嘴和橡膠或軟塑料製成的皮碗兩部分組成。

（2）工作原理：利用伯努利效應，當壓縮空氣剛進入時，由於噴嘴口逐漸變窄，導致空氣流速逐漸增大。當管段收縮到最小值時，氣流速度達到臨界速度，然後噴嘴管的截面逐漸增大，這使得與橡膠杯相連的吸入口產生較高的氣流速度，形成負壓來吸收工件。

（3）示意圖

（4）適用範圍

本實用新型重量輕、體積小、靠近吸盤。而且，氣流是連續介質，真空度穩定連續。特別適用於柔性操作機械手。製造簡單，成本低。這種包裝機往往是用其自身的吸力杯來輸送能量的。它可以節省空間和能源，在許多場合可以代替小型機械真空泵。

機械式夾持器

夾持式由手指（或爪）和傳力機構組成。傳力機構一般通過手指產生的夾緊力來完成夾持物體的任務。

1、迴轉型

當手爪夾住並釋放物體時，手指旋轉。當物體大小發生變化時，應調整爪的位置，使物體的中心位置保持不變。

2、平移型

當夾持器夾持並鬆開工件時，手指的姿態保持不變，並進行平移運動。當夾持器的位置不需要改變時，夾持器的位置是固定的。

專用工具

機器人是一種通用性很強的自動化設備。可根據操作要求安裝相應的專用工具，完成各種動作。例如，安裝焊槍是焊接機器人，安裝噴槍是噴塗機器人，安裝螺帽機是裝配機器人。如下圖所示，該機器人配有螺母擰絲機、焊槍、電動磨頭、拋光頭、雷射切割機，各種操作人員由專用的電動、氣動工具改裝而成，能勝任各種工作。