盧明志

（1.桂林電子科技大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，廣西 桂林 541004；2.廣西機(jī)電技師學(xué)院，廣西 柳州 545005）

在“中國(guó)制造2025”的時(shí)代背景下，數(shù)字化工廠、加工島鏈等柔性生產(chǎn)概念的產(chǎn)生，一定程度上是以連接機(jī)器人手臂與末端執(zhí)行器的自動(dòng)快速更換裝置技術(shù)的不斷發(fā)展為基礎(chǔ)的。文章將在承載載荷和鎖緊方式兩個(gè)維度，對(duì)各國(guó)連接機(jī)器人手臂與末端執(zhí)行器的自動(dòng)快速更換裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比，探索工業(yè)機(jī)器人快換裝置的發(fā)展趨勢(shì)。

1 不同承載能力下各國(guó)快換裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

對(duì)于大型機(jī)器設(shè)備，例如大型救援機(jī)器人、水下生產(chǎn)系統(tǒng)等，其承載能力都在40-60噸的重量級(jí)別，瑞典Oil Quick公司的全自動(dòng)快換裝置產(chǎn)品OQ65-3和國(guó)產(chǎn)的ISO6028快速接頭形成競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品，兩者均采用鋼球鎖和環(huán)形槽配合的鎖緊方式。而歐洲專(zhuān)利EP2369241A1則采用了4個(gè)異形斷面的環(huán)形嵌件鎖緊方式。

對(duì)于中小型設(shè)備，例如生產(chǎn)線的工業(yè)機(jī)器人，其最大承載能力不超過(guò)3噸，美國(guó)的ATI、DESTACO、AGI、RAD，德國(guó)的 Schunk，瑞典的 Robot System Products、BROKK，日本的 BL、NITTA 等公司均有豐富的產(chǎn)品系列。其快換裝置均有連接快速、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、通用性強(qiáng)等特點(diǎn)。

2 不同鎖緊方式的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

對(duì)于機(jī)器人快換裝置的鎖緊方式可以分為四類(lèi)：鋼珠球式、卡盤(pán)式、凸輪式和插銷(xiāo)式，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)見(jiàn)表1不同鎖緊方式的結(jié)構(gòu)對(duì)比

表1 不同鎖緊方式的結(jié)構(gòu)對(duì)比

3 結(jié) 語(yǔ)

目前，工業(yè)機(jī)器人快換裝置仍屬于新技術(shù)產(chǎn)品，公開(kāi)的相關(guān)資料較少。從上的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)比，可以整理出以下三點(diǎn)比較明顯的發(fā)展趨勢(shì)：

借助鋼珠和鎖緊環(huán)槽來(lái)鎖緊相對(duì)于借助銷(xiāo)連接來(lái)鎖緊結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，剛度更大。在鎖緊動(dòng)力方面，大型設(shè)備毫無(wú)爭(zhēng)議地采用液壓，中小型設(shè)備采用電動(dòng)或者氣動(dòng)等更為靈敏精巧的方式。

圖1 美國(guó)ATI QC-160系列

圖2 AGI快速更換裝置

圖3 NITTA工具更換器

除了機(jī)械結(jié)構(gòu)的連接，越來(lái)越多地考慮同時(shí)能將末端執(zhí)行器動(dòng)力源與機(jī)器人主體動(dòng)力源聯(lián)通。