简要结论
先定路径:有可靠夹持面 → 夹爪;平整可密封 → 真空;靠型面定位 / 换型少 → 治具(可再叠夹或吸)
决策表:按表面、侧向可达、节拍、掉料风险与合规约束对照,再谈品牌与型号
节拍:开 / 合爪或吸 / 破真空必须写进循环时间 → 节拍指南
接口与安全:法兰、tool I/O 路数、阀组谁接线,与指尖力 / 接触几何同页写清 → 安全与 I/O 指南
调试第一天,臂和对比表都过了。第一圈到托盘上方两厘米,圆瓶从指尖滑落——夹持面太短,夹紧力又不敢拉满,怕挤瘪瓶身。现场的人还在说「臂明明够 5 kg」。真正翻车的很少是型号选小了,而是还没按工件选对「手」就下了单。下面把三条路径、一张决策表、两个算例,以及 TCP 质量、法兰 I/O 与指尖安全,写成能抄进询价附件的口径。
什么是协作机器人末端执行器(EOAT)
EOAT(end-of-arm tooling)是任务与腕部法兰之间的最后界面:平行 / 自适应夹爪、真空吸盘与阀组、转接板、定制 nest、力传感器 / 相机支架,以及外侧线束与气管。Olympus Controls 真空 vs 机械夹爪 把路径选择写成节拍与抓取能力的第一决策;Ocean Player 夹爪类型指南 则提醒:工具自重会先吃掉额定负载的一大截,再谈工件质量。路径错了,后面的负载、臂展、节拍与安全评估都会被一起拖翻。
三条路径:夹爪 / 真空 / 治具
| 路径 | 适合什么 | 为什么常选它 | 怎么判断过线 | 典型失败模式 |
|---|---|---|---|---|
| 夹爪(机械) | 边框、轴、凸台、需正保持 | 夹持力可控,掉料风险低 | 接触面够长、力不伤件、开合进节拍 | 圆滑件滑落;指尖力与人机同区冲突 |
| 真空 | 平整可密封、单面可达、要快 | 行程短、换型指尖少 | 密封可靠、建立 / 破真空可进预算 | 多孔 / 油污漏气;泄漏重试吃节拍 |
| 定制治具 | 异形 nest、换型少、靠型面定位 | 定位重复性高,少靠摩擦 | 型面防掉、交期可接受、仍可叠夹 / 吸 | 改型贵;未留叠夹 / 吸接口难升级 |
路径矩阵(选型前一页)
| 问题 | 偏夹爪 | 偏真空 | 偏治具 |
|---|---|---|---|
| 表面 | 有棱 / 可夹持面 | 平整可密封 | 靠 nest 定形 |
| 侧向可达 | 需要侧夹或包络夹 | 只需顶面 | 托盘已定位 |
| 节拍 | 开合可进预算 | 建立 / 破真空可进预算 | 换型不频繁 |
| 掉料后果 | 需机械正保持 | 允许真空监控 + 联锁 | 型面防掉即可 |
| 合规 / 洁净 | 指尖材料 / 润滑 OK | 食品 / 洁净杯材 OK | 材料可追溯 |
| 负载余量 | 夹爪体 + 指尖可扣完 | 杯架 + 阀组可扣完 | nest + 板件可扣完 |
决策不是「哪个品牌更好」,而是工件几何与后果先定路径。路径定了,再去 末端附件(夹爪与治具) 看标准件是否够用;不够再谈定制。
算例一:圆瓶夹爪翻车 → 真空过线
工件:40 mm 圆塑料瓶,单重约 35 g,目标 6 s/件,上料托盘侧向半开放。
| 方案 | EOAT 段 | 掉料 | 对 6 s 的影响 |
|---|---|---|---|
| 两指夹爪(短弧接触) | 开合合计约 0.6 s | 示教偶发滑落 | 节拍看似紧,但质量不稳 |
| 直径 30 mm 杯面真空 | 建立约 0.7 s + 破真空约 0.3 s ≈ 1.0 s | 掉料消失 | EOAT 段多约 0.4 s,须回写节拍账 |
夹爪路径失败的根因不是「35 g 太重」,而是接触弧太短、正压力不敢拉高。真空过线后,循环里多出约 1.0 s 的吸 / 破段——这不是「变慢了」,而是把真实 EOAT 时间写进了账本。完整节拍拆分见 节拍指南。
算例二:纸箱真空 vs 侧夹
中型瓦楞纸箱,顶面可密封,侧板有提手孔。真空顶吸:建立约 0.8–1.2 s(视杯数与真空源),箱体扭曲时偶发单侧漏气。侧夹方案:两指或平行夹包侧板,正保持更好,但开合行程更长,开合合计常到 0.8–1.5 s,且侧向接近要求布局留出夹爪厚度。
| 判据 | 偏真空 | 偏侧夹 / 治具 |
|---|---|---|
| 顶面密封稳定 | 优先真空 | — |
| 箱体易瘪 / 多孔 | — | 侧夹或 nest + 吸 |
| 人机近距、怕锋利指尖 | 杯面通常更钝 | 指尖材料与力限同审 |
| 最远放料角 | 工具更短更好 → 臂展指南 | 长行程夹爪会加长 TCP |
异形瓶或外箱 nest,则常先治具定位,再决定叠吸或叠夹——治具不是「第三条奢侈路径」,而是换型少、型面紧时的主路径。
TCP 质量、法兰 I/O 与指尖安全
把法兰外一切称一次:夹爪体、吸盘架、转接、阀岛、相机、线束。公开选型文常见:EOAT 可占额定负载相当比例(约 30–70% 量级见 Ocean Player 负载计算),目录相加往往偏轻约 10–15%。CoG 外移会再折减——长指、悬伸杯架是常见凶手。质量够了仍保护停,先回看 负载指南,不要先关保护。
法兰与 tool I/O:开 / 合指令、夹紧到位、真空 OK、破真空、泄漏报警——点数与电压要在询价附件成行。报价只写「标准开合 2 点」、现场却要 5 路输入的故事,见 安全与 I/O 指南。阀组谁供、谁接、谁进风险评估,和路径同页写清。
指尖与接触几何:夹紧力、指尖硬度、锋利边、脱落物,在人机同区时直接进入功率与力限制(PFL)讨论语境(常对照 ISO/TS 15066)。换更重、更长、更锋利的手指或杯架,等于改接触图像——换 EOAT = 重评,不是「换个附件而已」。
EOAT 档位与标准件入口(粗分)
| 档位 | 公开常见量级 | 典型用途 | Roooll 入口 |
|---|---|---|---|
| 轻夹 / 小真空 | 工具约 0.3–1.5 kg | 小件、实验室、精密取放 | 末端附件 · r-Lite / r-Core |
| 中夹 / 多杯 | 工具约 1–4 kg | 机床上下料、包装 | 同上 · 并排看负载余量 |
| 重治具 / 箱体真空 | 工具约 3–8 kg+ | 箱体、码垛级 nest | 先扣负载再选臂 |
档位是市场粗分;以你的路径 + 实称 TCP + 开合时间过线为准。并排三款 → 横向对比选型;应用未定 → 选型顾问。布局未定前勿锁死工具长度 → 工位布局指南。
与负载、节拍、安全的交叉校核
| 交叉 | 必须同页回答的问题 | 回看指南 |
|---|---|---|
| EOAT ↔ 负载 | 工具 + 最重件 + 余量是否仍在额定内?CoG 是否贴线? | 负载指南 |
| EOAT ↔ 节拍 | 开合或吸 / 破是否写入循环?泄漏重试有没有预算? | 节拍指南 |
| EOAT ↔ 安全 | 指尖力、锋利度、真空掉料联锁、I/O 点数谁接线? | 安全与 I/O 指南 |
发给集成商的一页清单
工件:尺寸、材质、单重、照片 / 简图、最滑 / 最多孔件
动作:取放方向、行程、目标秒 / 件
路径倾向:夹爪 / 真空 / 治具(或「待现场」)
TCP:目录估重 + 装完复称计划;法兰外伸出长度
接口:法兰规格、DI / DO、气源 / 电源、阀组权属
约束:食品 / 医疗 / 洁净、脱落物、人机是否同区
附件:布局草图或 CAD(与 工位布局指南 同一 PDF)
常见选型误区
| 误区 | 现场症状 | 纠正 |
|---|---|---|
| 先定臂后定手 | 第一圈滑落或赶不上节拍 | 路径与工件同锁定 |
| 只比夹紧力 / 吸力峰值 | 演示稳、量产泄漏或挤伤 | 用最差表面 + 节拍预算验收 |
| 漏算开合 / 吸破时间 | 演示省 1 s+,量产掉链 | 写入节拍表 |
| 目录质量未复称 | 保护停、余量蒸发 | 装完整称 + 线束余量 |
| 换指尖不重评安全 | EHS 叫停或力限误触发 | 变更触发重评 |
| 三方各说各路径 | 报价对不上 | 一页决策表 + 对比链接同发 |



