機器人快換裝置發展綜述

盧明志

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

在“中國制造2025”的時代背景下，數字化工廠、加工島鏈等柔性生產概念的產生，一定程度上是以連接機器人手臂與末端執行器的自動快速更換裝置技術的不斷發展為基礎的。文章將在承載載荷和鎖緊方式兩個維度，對各國連接機器人手臂與末端執行器的自動快速更換裝置的結構特點進行對比，探索工業機器人快換裝置的發展趨勢。

1 不同承載能力下各國快換裝置的結構特點

對于大型機器設備，例如大型救援機器人、水下生產系統等，其承載能力都在40-60噸的重量級別，瑞典Oil Quick公司的全自動快換裝置產品OQ65-3和國產的ISO6028快速接頭形成競爭產品，兩者均采用鋼球鎖和環形槽配合的鎖緊方式。而歐洲專利EP2369241A1則采用了4個異形斷面的環形嵌件鎖緊方式。

對于中小型設備，例如生產線的工業機器人，其最大承載能力不超過3噸，美國的ATI、DESTACO、AGI、RAD，德國的 Schunk，瑞典的 Robot System Products、BROKK，日本的 BL、NITTA 等公司均有豐富的產品系列。其快換裝置均有連接快速、結構緊湊、體積小、重量輕、通用性強等特點。

2 不同鎖緊方式的結構特點

對于機器人快換裝置的鎖緊方式可以分為四類：鋼珠球式、卡盤式、凸輪式和插銷式，其結構特點見表1不同鎖緊方式的結構對比

表1 不同鎖緊方式的結構對比

3 結 語

目前，工業機器人快換裝置仍屬于新技術產品，公開的相關資料較少。從上的結構特點對比，可以整理出以下三點比較明顯的發展趨勢：

借助鋼珠和鎖緊環槽來鎖緊相對于借助銷連接來鎖緊結構更簡單，剛度更大。在鎖緊動力方面，大型設備毫無爭議地采用液壓，中小型設備采用電動或者氣動等更為靈敏精巧的方式。

圖1 美國ATI QC-160系列

圖2 AGI快速更換裝置

圖3 NITTA工具更換器

除了機械結構的連接，越來越多地考慮同時能將末端執行器動力源與機器人主體動力源聯通。