在一條忙碌的裝配線(xiàn)上,機(jī)器人需要依次抓取光滑的金屬圓柱體、柔軟的硅膠密封圈、表面布滿(mǎn)孔洞的塑料支架,以及極易刮花的玻璃面板。傳統(tǒng)硬性?shī)A爪面對(duì)如此多樣化的物體,常常陷入困境:要么頻繁更換夾具耽誤寶貴時(shí)間,要么因夾持力不當(dāng)導(dǎo)致物料損壞。
抓取對(duì)象的形狀、尺寸、材質(zhì)和易損性差異,構(gòu)成了柔性抓取的核心挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)解決方案往往依賴(lài)復(fù)雜的編程和專(zhuān)用夾具,不僅切換耗時(shí)(兼容性差),更難以應(yīng)對(duì)日益增長(zhǎng)的“多品種、小批量”生產(chǎn)需求。
器人電爪.jpg)
一、 核心機(jī)理:自適應(yīng)夾爪的“柔”從何來(lái)?
自適應(yīng)夾爪的“柔性”并非魔法,而是依賴(lài)于精妙的工程設(shè)計(jì)與智能控制技術(shù)融合。
自適應(yīng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì):被動(dòng)容納偏差
其核心在于內(nèi)置的被動(dòng)順應(yīng)機(jī)構(gòu)。想象鉸鏈、彈性連桿或柔性復(fù)合材料構(gòu)成的指端結(jié)構(gòu),當(dāng)接觸到物體表面時(shí),這些機(jī)構(gòu)能像人的手指關(guān)節(jié)一樣,在約束范圍內(nèi)靈活變形,吸收物體位置、角度或形狀的微小偏差。無(wú)需外部指令,僅依靠機(jī)械結(jié)構(gòu)本身的特性即可初步適應(yīng)物體輪廓,提供基礎(chǔ)的抓取包容性。
智能感知與反饋:實(shí)時(shí)精準(zhǔn)調(diào)控
被動(dòng)適應(yīng)是基礎(chǔ),主動(dòng)調(diào)節(jié)則賦予其智慧。電動(dòng)夾爪通常集成多種傳感器:
力傳感器:實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)夾持力大小。
觸覺(jué)/觸覺(jué)陣列傳感器:感知接觸點(diǎn)分布和物體表面特性(如軟硬、紋理)。
位置傳感器:跟蹤關(guān)節(jié)角度或指端位移。
控制系統(tǒng)(通常內(nèi)置于夾爪或與機(jī)器人主控通信)如同大腦,持續(xù)處理這些傳感器數(shù)據(jù)。一旦檢測(cè)到接觸或力值變化,系統(tǒng)會(huì)立刻計(jì)算并調(diào)整輸出指令:增大或減小電機(jī)扭矩以控制夾持力道,微調(diào)關(guān)節(jié)角度以?xún)?yōu)化接觸姿態(tài),確保抓取既穩(wěn)固又安全。
靈活的執(zhí)行方式:多樣抓取策略
為了最大化適應(yīng)性,現(xiàn)代自適應(yīng)夾爪常采用模塊化設(shè)計(jì),指爪部分可更換或重構(gòu)。這使得它們能根據(jù)任務(wù)需求切換不同的抓取模式:
包裹式:如多指環(huán)繞包裹球體或圓柱體,提供大面積接觸和穩(wěn)定性。
點(diǎn)接觸式:精確夾持特定點(diǎn)或邊緣,適合精細(xì)操作或受限空間。
柔性吸附式:結(jié)合柔性結(jié)構(gòu)末端與負(fù)壓吸附,處理輕薄易變形物體。
二、 多場(chǎng)景兼容的“秘訣”
基于上述核心技術(shù),自適應(yīng)夾爪在多變的工業(yè)場(chǎng)景中展現(xiàn)出了強(qiáng)大的兼容能力,其價(jià)值體現(xiàn)在三個(gè)關(guān)鍵維度:
高適應(yīng)性:無(wú)縫切換,效率倍增
無(wú)需為每種新零件編寫(xiě)復(fù)雜的抓取程序或制作專(zhuān)用夾具。自適應(yīng)夾爪能自動(dòng)適應(yīng)不同形狀、尺寸甚至材質(zhì)(從硬質(zhì)金屬到軟質(zhì)橡膠)的物體。這極大簡(jiǎn)化了頻繁換產(chǎn)的過(guò)程,顯著縮短了產(chǎn)線(xiàn)切換時(shí)間,提升了設(shè)備綜合效率(OEE),尤其在小批量、多品種的柔性制造中優(yōu)勢(shì)突出。
安全交互:可靠守護(hù),人機(jī)協(xié)同
保護(hù)易損品:精細(xì)的力控能力是關(guān)鍵。自適應(yīng)夾爪能施加恰到好處的夾持力,既能穩(wěn)固抓取,又能避免壓碎如玻璃器皿、陶瓷元件或精密電子元器件。
保障人機(jī)協(xié)作:在協(xié)作機(jī)器人應(yīng)用中,內(nèi)置的力控和碰撞檢測(cè)功能至關(guān)重要。當(dāng)自適應(yīng)夾爪意外觸碰到人體時(shí),能迅速感知并停止動(dòng)作或降低力度,大幅提升人機(jī)協(xié)作環(huán)境的安全性。權(quán)威機(jī)器人安全標(biāo)準(zhǔn)(如ISO/TS 15066)對(duì)人機(jī)協(xié)作中的力與壓力限值有明確規(guī)定,自適應(yīng)夾爪是實(shí)現(xiàn)這些安全要求的重要工具。
簡(jiǎn)單易用:降低門(mén)檻,快速部署
智能化與自適應(yīng)特性顯著降低了自動(dòng)化集成的技術(shù)門(mén)檻:
編程簡(jiǎn)化:用戶(hù)通常只需設(shè)定抓取目標(biāo)位置和基礎(chǔ)參數(shù)(如期望夾持力范圍),復(fù)雜的自適應(yīng)調(diào)整由夾爪自身完成,無(wú)需復(fù)雜的路徑規(guī)劃和點(diǎn)位精調(diào)。
調(diào)試周期短:面對(duì)新工件,調(diào)試時(shí)間大幅縮短,加速自動(dòng)化項(xiàng)目上線(xiàn)。
操作便捷:直觀的控制接口(如示教器APP或圖形化軟件)使得設(shè)置和操作更為友好。
三、 自適應(yīng)夾爪推薦
在面對(duì)需要高兼容性與穩(wěn)定抓取的多變場(chǎng)景時(shí),大寰AG系列關(guān)節(jié)型自適應(yīng)電爪展現(xiàn)了卓越性能。

大寰AG 系列關(guān)節(jié)型自適應(yīng)電爪,適用于協(xié)作機(jī)器人,以精巧的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)適配對(duì)不同形狀工件的穩(wěn)定抓取。以?xún)?yōu)異的產(chǎn)品設(shè)計(jì),AG系列分別榮獲2019年和2020年紅點(diǎn)設(shè)計(jì)獎(jiǎng)。夾爪連桿機(jī)構(gòu)支持包絡(luò)自適應(yīng)抓取,更適應(yīng)圓形、球形或異形物體,提高抓取穩(wěn)定性。
總結(jié):
自適應(yīng)夾爪的出現(xiàn),正在深刻改變制造業(yè)的自動(dòng)化進(jìn)程。它們突破傳統(tǒng)夾具的局限,以高度的適應(yīng)性、可靠的安全性和便捷的操作性,成為實(shí)現(xiàn)柔性生產(chǎn)線(xiàn)的關(guān)鍵使能技術(shù)。尤其在多品種、定制化生產(chǎn)日益成為主流的今天,自適應(yīng)夾爪的價(jià)值愈發(fā)凸顯——它們有效解決了頻繁換線(xiàn)帶來(lái)的效率瓶頸,讓機(jī)器人能夠像人手一樣靈活地應(yīng)對(duì)萬(wàn)千變化,持續(xù)賦能制造業(yè)提升敏捷性與競(jìng)爭(zhēng)力。