當前公開的系統和方法提供了一種快換夾臂，該快換夾臂可經由耦接至機器人末端執行器的快換零件耦接至機器人末端執行器以及從機器人末端執行器移除。系統可包括多個這種快換夾臂，每個快換夾臂可耦接至給定機器人末端執行器，使得當一個快換夾臂被移除時，不同的相應快換夾臂可耦接至機器人末端執行器。機器人末端執行器可被構造為在快換夾臂向工件的另一側施加穩定法向力的同時，對工件的一側執行任務。由于當前公開的快換夾臂的可更換性質，系統可降低對于給定制造過程所需的機器人末端執行器的數量。將快換夾臂從機器人末端執行器移除以及將快換夾臂耦接至機器人末端執行器的相關方法可以是自動化的。

技術領域

本公開涉及用于機器人末端執行器(robot end effectors)的快換夾臂(quick-change clamp arm)、包括它的系統及相關方法。

背景技術

工業機器人通常用在用于諸如焊接、噴涂、組裝、拾取和放置、產品檢驗、測試以及鉆孔的應用的制造過程中。在一些過程中，機器人用于執行對于人類執行起來可能具有挑戰性或危險的任務，并且通常提供速度、耐力和精度上的優勢。在許多實例中，各種機器人用在不同的工作單元中以便在工件上執行不同任務。在工作單元內，機器人通常必須使用諸如各種不同鉆孔電機組件的多個不同末端執行器，以便在給定的工件上執行不同任務。

機器人任務(諸如，在工件中鉆孔)通常利用夾臂來向工件的一側施加法向力，由此在工件的另一側被鉆孔的同時，使工件穩定。這些夾臂通常大、笨重且難以安全操縱和存放，并且因此被固定至末端執行器(例如，夾臂通常直接栓接至末端執行器，由此需要用于不同夾臂構造中的每個的單獨的末端執行器組件)。手動地執行更換末端執行器/夾臂，這是耗時的，中斷了工作單元中的過程流，并且可能不安全。此外，對于給定的工作單元所需的末端執行器的數量可由不同夾臂的數量指定，這顯著地增加了與制造過程相關的成本。

發明內容

與傳統系統相比，當前公開的快換夾臂、包括它的系統及相關方法可降低對于給定的工作單元操作所需的末端執行器的數量。快換夾臂可用在自動化系統中，使得給定的相應末端執行器可快速地連接至多個不同快換夾臂中的任一個。此外，快換夾臂可通過自動化系統移除并且在相同末端執行器上用不同快換夾臂替換，無需手動介入、不中斷過程流，并且不需要用于每個不同快換夾臂的單獨的末端執行器。

例如，根據本公開的用于與機器人末端執行器一起使用的快換夾臂的一個實施方式包括：夾臂體；第一錨定銷，固定至夾臂體并且從夾臂體延伸；以及第二錨定銷，固定至夾臂體并且從夾臂體延伸。第一錨定銷被構造為選擇性地且可逆地連接至機器人末端執行器的第一快換零件(feature)，使得快換夾臂被構造為經由第一錨定銷選擇性地且可移除地耦接至機器人末端執行器。第二錨定銷被構造為選擇性地且可逆地連接至遠離機器人末端執行器的第二快換零件，諸如連接至耦接至用于存放多個這種快換夾臂的存放架的第二快換零件。夾臂體大體上包括近端區域、遠端區域以及壓腳(pressure foot)。在快換夾臂耦接至機器人末端執行器的同時，壓腳被構造為在機器人末端執行器在工件的第二側上執行操作的同時向工件的第一側施加法向力。

所公開的自動化系統的一個實例包括根據本公開的快換夾臂以及根據本公開的機器人末端執行器。該當前公開的機器人末端執行器包括用于接合快換夾臂的第一錨定銷的第一快換零件、以及被構造為用于在工件上執行任務的工具。通常，第一快換零件經由夾臂適配器耦接至機器人末端執行器，該夾臂適配器被構造為使得當快換夾臂與機器人末端執行器的第一快換零件接合時，快換夾臂根據需要定向和定位以用于在工件上執行任務(例如，快換夾臂定位為用于在機器人末端執行器的工具在工件的另一側上執行任務的同時向工件的一側施加法向力)。