机器人抓手最近成了头条新闻，这主要归功于令人惊叹的新型假肢、更智能的材料处理机器和相当活跃的机器人创新。然而，传统的气动夹具仍然主导着工业装配和机器人应用。这是因为气动抓手是可靠的，有无数的大小和抓地力迅速。
来自Robotiq的这个夹具是一个带有两个手指的通用自适应夹具。在这里，它抓住了一个内心抓地力的部件。根据Robotiq的Bouchard，机器人夹具技术没有量子跳跃。“这是一个相对较小的市场，在没有标准的环境中具有很多硬件和软件开发......并且工程师希望确保在将夹持器产品放在生产线的关键路径之前，以确保夹具产品成熟。即使是高级夹具也必须生活在现有的生态系统中缓慢发展。“
据American Grippers Inc. (AGI)总裁彼得•法卡斯(Peter Farkas)说，它们还具有成本效益，易于控制。
Farkas说:“从工业生产到洁净室环境，气动夹具是最常见的末端执行器类型，主要是因为它们紧凑、轻量，提供高力重比，有利于高速组装机器。”
但无论它们是气动或电动驱动，一个主导的抓手趋势是正确大小的工业抓手。
“15年前，工程师们经常过分指定夹具，因为他们想让设计过程简单，用最能完成这项工作的机械来保证安全，”沃特·赫斯勒(Walt Hessler)说博士有限公司。
“现在的趋势是选择合适尺寸的夹持器，因为网上、可下载、我们公司和其他公司的尺寸调整软件的流行，简化了指定夹持器的工作。”
这让机器制造商减轻了抓手的重量，考虑到一些SCARA机器人旋转和移动的速度有多快，这是一个有用的细节。想想一个10磅重的握紧的头固定在一个快速移动的机器手臂上所能产生的巨大瞬间吧。相比之下，更小的末端工具可以让工程师挑选更小、更高效的上游机器人组件。
另一个趋势是更高的夹具可靠性。Schunk自动化组经理Jesse Hayes表示:“我们服务于在产品制造过程中必须保持紧公差的应用，所以我们大多数夹板的可重复性都大于10µm。”“不是每个应用程序都需要它，但可重复性带来了可靠性。”
另一个趋势是更大的活塞夹具，以更好的承载，让较小的夹具处理较重的部件。
事实上，最终是机器必须抓取的部件的大小、力和形状决定了最合适的抓取器。夹钳会从传送带上取下零件吗?它会采用三爪钳的形式抓取圆形物品吗?如果使用能够抓取不同工件的长法夹持器，安装是否会更好?赫斯勒说，所有这些都是相关信息。
随着其他市场的崛起，汽车行业推动了创新
从历史上看，工业抓手创新的最大推动力一直是汽车行业。赫斯勒说:“通用、福特、克莱斯勒和本田都使用抓手来操纵车身面板和其他金属片。”ATI工业自动化公司首席执行官罗伯特•利特尔证实:“从一开始，汽车行业就在推动机器人技术的发展……今天也是如此。”他的公司不生产夹持器，但生产无数机器人末端执行器，包括机器人工具更换器。
在这里，尽管对气动性有很多标准化，但工业夹具制造商正在设计越来越多的工作夹具。
Farkas说:“AGI刚刚开发了一种夹持器，可以从内径中抓取o形环，并将其放置到钻孔中，以减少重复应力损伤(RSIs)。”自动化的o形圈密封安装和o形圈总成拆卸为公司节省了资金。
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这是美国钳子公司的钳子。大多数工厂都可以使用压缩车间空气来操作它。气动抓手的重量也比电机和驱动机构轻。
“或者考虑汽车公司现在如何使用总线系统来沟通和传递大量的机器人数据的传感器数据。这需要机器人工具更换器，可以使用DeviceNet，工业以太网，Profibus和Profinet等公共汽车，“很少。
他补充说，重型机器人换刀器现在现在要求安全装置所以改变者在工具立场之外不能分开......所以他的公司现在销售一个安全系统，可以自动去除和重新连接电力。
除了汽车工业外，其他行业刺激机器人夹具设计的变化包括电子，家电和消费品，据Samuel Bouchard atrobotiq.，魁北克，加拿大。这是因为这里的制造商必须快速调整，产品生命周期比以前更短。
他说:“与此同时，人口结构和熟练员工的短缺促使人们将目前由人工操作员完成的任务自动化。”
海斯还发现，由于协作机器人的出现，越来越多的设计工程师开始从事新的应用。这些设计师中许多人以前从未使用过机器人或抓手。“在这里，我们看到电动抓手的转变。这是因为有时抓手或手臂末端工具是与机器人相关的唯一气动设备，设计师想要巩固，”Hayes说。
然而，另一个自2008年以来增长的行业是航空航天工业。“航空航天的体积要小得多，但在操纵和制造飞机时需要高度复杂的工具，”Little说。他补充说，包装和食品行业以及复合材料使用的增加也刺激了更多带有夹具和其他末端执行器的机器人安装。
这个低调的GRPL夹持器，从PHD公司，使长行程和同步平行颚运动自动中心项目的操作，如排序。长行程补偿不同大小或位置的项目。齿轮齿条同步器最大限度地减少齿隙。
自适应抓手和假肢的灵感
即使在工业应用中，夹持器的设计也越来越多样化。例如，AGI的专用o形环夹持器不能归类为两爪平行夹持器或角夹持器。其他不属于简单类别的夹具包括单爪夹具、三爪夹具、针对部分od和id进行充气的内胆夹具和磁性夹具。法卡斯说:“事实上，最新的抓手是适应性抓手，它们看不到形状，但却能够灵巧地操作。”这些机器人抓取器围绕并适应不同尺寸的部件。
Farkas注意到其他三家机器人公司这样的夹具：
•柔软的机器人抓手称为帝国机器人公司的versball通过干扰颗粒材料作品。像砂材料填充绿球;泵用空气填充球以软化它，并且手臂将夹具推入物体。然后泵从球中排出空气，并将沙子颗粒堵塞在一起并围绕物体硬化。
•另一个抓手来自抓住它利用静电抓取物体。事实上，电粘附技术可能很快会给机器人、材料处理和工业自动化抓取任务带来革命性的变化。
•橡胶接合的iHY机器人抓手(最初由iRobot和哈佛、耶鲁大学的研究人员为参加美国国防部高级研究计划局(DARPA)的ARM挑战而开发)可以使用电钻、换轮胎、用钥匙开门。
“我们还制造自适应电动夹具，”Robotiq的Bouchard说。“类似于伺服驱动器，设计人员可以控制手指的位置，速度和力。这些铰接的手指可以自动适应各种形状。“夹子制作内部，外部，并行和包含夹具。
的确，易于编程的协作机器人(包括Universal Robots和rethink的低成本手臂)正在兴起，它们可以完成适度的组装和物料处理任务。但正如布沙尔指出的那样，如果工程师每次想要重新编程机器人时都必须设计和制造定制工具，那么他并没有充分利用机器人的全部能力。这就是他的公司的柔性抓手的优势所在。
该夹具形式的MIT研究人员使用一个裸体传感器，彩色灯阵列，沿着立方体外壳的不同面部频道，以进行三维测量。
其他一些人也注意到了这种精巧的抓握器创新的局限性。“我们生产的产品试图模仿人手的功能。这将是机器人抓手的未来吗?可能不会，但在这种抓手的开发和商业化过程中，我们确实学到了很多东西，”海斯说。他认为灵活性比性能更重要的应用领域将会扩大，通用抓手可以处理多种产品，一个机器人需要完成许多不同的任务。这就是专业抓手的优势所在。即使如此，广泛选择的标准夹具满足大多数应用。
假肢和工业抓手入侵
虽然假肢夹持器技术与工业夹持器技术完全不同，但也有融合的领域。考虑使用Micromo伺服电机进行更精细操作的机械手。或者想想GelSight夹持器，这是2009年由麻省理工学院(MIT)推出的一种设计，去年推出了一款功能强大的版本。它使用了一个小传感器在它的抓手手指和超快的处理算法，给机器人实时反馈。工业机器人能够达到惊人的精度，当他们操纵的对象是完美的预先定位。但根据东北大学教授、GelSight机器人专家罗伯特·普拉特(Robert Platt)的说法，对于在飞行中操作的机器人末端执行器来说，抓手的精细操作是前所未有的。
工具换换者也在发展
来自Robotiq的这两个手指夹具可以进行自适应运动。在这里，它抓住了一个包裹围绕抓握手势的部分。
就像夹具一样，机器人工具更换器也在不断发展。“我们有一个用于处理食物的机器人更换器。在这里，操作人员用高压清洗溶液清洗换向器。”问题是，当传统的工具更换器被分离时，它会暴露敏感区域，如电触点和润滑脂锁定组件。因此，他的公司开发了一种锁紧时可以防止冲洗的变革器，工具侧可以单独清洗。这需要特殊的材料、内部电气系统和独特的密封，这在10年前是不可能的。
利特尔说:“多年来，机器人工具更换器总体上已经变得可靠。他补充说，由于设计不可靠，许多工具更换公司已经破产(或几乎破产)。但是最新的工具更换器使用无数的传感器来显示锁定、解锁、工具存在和随时锁定状态。这些传感器对产品的安全性至关重要。”今天的工具更换者也变得更加强大。
《华盛顿邮报》工业抓手和末端执行器的安静进化第一次出现在机器人提示。
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