机器人快速装夹头的设计研究文献综述
摘要：随着工业机器人性能不断提高，其机械结构向模块化、可重构化发展。机器人技术开始源源不断地向各个应用领域渗透。然而，末端执行器越来越成为制约工业机器人的应用发展的重要因素。采用快速装夹能解决频繁的更换工具的过程，就十分合理。因此，本课程设计有重要的生产现实意义。自动更换装置的关键技术是锁紧机制和切换机制。自动更换装置的锁紧机制主要有钢球式、凸轮式、膨胀式和卡盘式等方式。切换机制主要有气动、液压、电磁等切换方式。本文通过对机器人快速装夹头设计，采用solidworks软件分析装夹头结构，综合实现机器人快速装夹头功能。
关键字：机器人、快速更换装置、末端执行器
1.研究的目的及意义
目前,工业机器人已广泛应用于汽车及汽车零部件制造业、机械加工行业、电子电器行业等领域。在工业生产中,弧焊机器人、电焊机器人、装配机器人及搬运机器人等工业机器人都已被大量使用。在制造业中,尤其是在汽车行业,如在毛坯制造、机械加工、焊接、热处理、表面涂覆、上下料、装配、检测等作业中。机器人己逐步取代人工作业，给提高生产率、减轻工人的负担等等方面起到重要作用【7】。然而，末端执行器越来越成为制约工业机器人的应用发展的重要因素。试以一个典型机械加工为例，完成一个工件需要一次或多次的上料、切削、下料和测量等过程，如果采用两个机器人，就会显得浪费。如果用一个机器人，采用快速装夹就能解决频繁的更换工具的过程，就十分合理。
机器人工具快换装置由两部分组成，分别称为主侧和工具侧，两侧设计可以自动锁紧连接同时可以连通和传递例如电信号、气体、水等等介质。大多数的机器人连接器使用气体锁紧主侧和工具侧。机器人工具快换装置为自动更换工具并连通各种介质提供了极大的柔性。工具快换装置的主侧安装在一台机器人上，CNC设备上或者其他结构上。工具侧安装在工具上，例如抓具、焊枪或毛刺清理工具等。机器人工具快换装置也被称为自动工具转换装置（ATC）、机器人工具转换、机器人连接器、机器人连接头等等。
机器人工具快速更换装置的应用，扩大了机器人手爪的应用范围，降低了工人使用传统方法更换工具的时间及危险性，提高了机器人的工作效率，降低了机器人的成本，而且保证了工作的稳定性，具有广泛推广应用的价值。
2.国内外同类研究概况
工业机械手最早应用在汽车制造行业,常用于焊接、喷漆、上下料和搬运。工业机械手延伸和扩大了人的手足和大脑等功能,它可代替人从事危险、有害、有毒、低温和高热等恶劣环境中的工作代替人完成繁重、单调重复劳动,提高劳动生产率,保证产品质量。目前,工业机械手主要应用于制造业中,特别是电器制造、汽车制造、塑料加工、通用机械制造及金属加工等工业。工业机械手、数控加工中心,自动搬运小车与自动检测系统可组成了柔性制造系统(FMS)和计算机集成制造系统(CIMS),实现生产自动化。
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