工业机器人的机械部分主要包括末端执行器手腕手臂和基座。末端执行器即机器人的手，是工业机器人用于抓取和握紧（吸附）喷枪爆具扳手喷头等专用工具并进行操作的部件。它安装于机器人手臂的前端，具有模仿人手动作的功能。由于被抓取工件的形状尺寸材质重量表面状态等各不相同，因此工业机器人的末端执行器是多种多样的，大致可以分为以下几类：①夹钳式取料手；②吸附式取料手；③专用操作器及转换器；④仿生多指灵巧手；⑤其他手。

本任务利用工业机器人进行0.16 m23.18 kg不锈钢板料的搬运，因此工业机器人的末端执行器采用气吸附式取料手。为了满足吸附式末端执行器与工业机器人腕部法兰之间的机械连接，以及吸附式末端执行器与工业机器人之间的气动和电气连接，需要进行上下料工作站工业机器人末端夹具设计即吸嘴连接板和法兰连接板的设计。

1.吸嘴连接板设计

本任务所在的生产线要求激光切割机从不锈钢板中切除出不同形状面积较小的半成品，同时要求不锈钢板在上料过程中不能有变形，因此，需要采用多个吸嘴，并且将吸嘴均匀布置于连接板边缘，如图1－26所示；由吸嘴在原料薄板上的布置图可知，吸嘴连接板可设计为完全对称结构，当机器人取料时法兰盘中心与被拾取原料薄板中心共线，可预防偏载扭矩的产生，因此，吸嘴连接板由两块相同的梯形板构成，对称连接在法兰连接板上；为减轻连接板重量，吸嘴连接板镂空，吸嘴连接板材质为密度小强度大的铝合金，设计图如图1－27所示。

图1－26　吸嘴位置示意图

2.法兰连接板设计

法兰连接板起到连接工业机器人腕部法兰（图1－20）和吸附式末端执行器连接板的作用，法兰连接板一端连接两块对称布置的吸附式末端执行器连接板，为便于调节吸附式末端执行器连接板与法兰连接板的连接在法兰连接板上开有许多螺纹孔，法兰连接板另一端必须与KUKA－KR 10 机器人手腕法兰盘的接口相匹配（图1－20）。为减轻重量，连接板材质为铝合金。法兰连接板设计图如图1－28所示。

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图1－27　吸嘴连接板设计图

（a）二维平面图；（b）三维模型

图1－28　法兰连接板设计图

（a）三维模型；（b）二维平面图

3.光电开关支架设计

光电接近开关用于检测吸嘴是否接近不锈钢薄板，其穿过吸嘴执行器连接板，并被拧固于支撑架上，光电开关支架示意图如图1－29所示。

图1－29　光电开关支架