Захватные устройства (грипперы)

Кратко

Захватное устройство (гриппер) — «кисть» робота: концевой эффектор, которым манипулятор берёт и удерживает предметы. Сам по себе манипулятор лишь позиционирует фланец в пространстве; что робот умеет делать — решает то, что на фланце. Захват подбирается под деталь, и часто именно он, а не рука, определяет успех автоматизации.

Для чего используется

  • Перемещение и укладка: от станка к конвейеру, палетирование.
  • Сборка: удержание детали с контролируемым усилием.
  • Сортировка (в т.ч. bin picking — выборка из навала вместе с компьютерным зрением).
  • Упаковка пищевой и хрупкой продукции: вакуум и мягкие насадки.

Как работает

Концевой эффектор (end effector) — общее название устройства на конце манипулятора; помимо захватов это инструменты: сварочная головка, краскопульт, сверло, скальпель. Захваты классифицируют по принципу удержания:

  • Impactive — губки или клешни, сжимающие деталь. Самый массовый класс: двух- и трёхпальцевые параллельные захваты с пневматическим или электрическим приводом. Пневматика проста и мощна; электропривод точнее управляет усилием и позицией.
  • Astrictive — притяжение без сжатия: вакуум, магнит, электростатика. Вакуумный захват — присоска плюс эжектор: сжатый воздух разгоняется в сопле Вентури, за соплом возникает разрежение — компактно и без движущихся частей.
  • Ingressive — иглы, протыкающие материал: так берут ткань и композиты.
  • Contigutive — адгезия: клей, поверхностное натяжение (микросборка).

Требуемое усилие сжатия оценивают от массы детали и трения: F = m·a/(µ·n), а при подъёме против силы тяжести — F = m·(a+g)/(µ·n), где µ — коэффициент трения, n — число пальцев. Отсюда практическое правило: чем более скользкая деталь и резче разгон, тем большее усилие сжатия требуется.

Основные компоненты

  • Механика: губки/пальцы со сменными накладками — или присоски (нитрил, полиуретан, силикон — под материал детали);
  • Привод: пневмоцилиндр, электромотор — или эжектор для вакуума;
  • Датчики: положения губок, наличия детали, усилия;
  • Интерфейс к роботу: механический фланец плюс управление (цифровые I/O, IO-Link).

Примеры

  • Robotiq 2F-85 — адаптивный двухпальцевый захват для коботов: ход 85 мм, усилие программируется в диапазоне 60–200 Н, нагрузка до 5 кг; параллельный и охватывающий хват.
  • SCHUNK PGN-plus — промышленная классика параллельных захватов: пневматическая (PGN-plus-P) и электрическая (PGN-plus-E) версии с многозубой направляющей.
  • Вакуумная линия Festo: эжектор Вентури + присоски разных форм — стандарт упаковочных производств.
  • Для микрообъектов существуют захваты Бернулли, электростатические и лазерные.

Связанные темы

Источники

Обновлено: 2026-07-10