ロボットエンドエフェクター選択ガイド:タイプ,スペック & 互換性
ロボットエンドエフェクターの完全なガイド <unk>平行グリッパー,真空杯,磁気,柔らかいグリッパー,力扭りのセンサー,ツールチェンジャー.
[←ガイド]
終端効果はロボット腕の最も重要なハードウェア選択である.このガイドは,各主要タイプ,その仕様,共通の腕との互換性,そして,あなたの任務に適切な終端効果をどのように配合するかについて説明します.
ロボット 終結 効果 は 何 です か
ロボットエンドエフェクターとは,ロボット腕の端に接続された装置で,環境と相互作用する. ロボットが物理世界に出会う場所である.腕が範囲,位置,力を提供する一方で,エンドエフェクターがロボットが実際に何をできるかを決定する.
端効果は,ほとんどのチームが認識するよりも重要である.よく選択された端効果は,単純に6DOFの腕が,装備が悪い7DOFの腕ができない課題を解決させることができる.逆に,間違った端効果は,ロボット操作プロジェクトが実践で失敗する最も一般的な理由である.ロボット腕は,その端にある道具と同じくらい能力がある.
"エンドエフェクター"という用語は,すべてのツールタイプを対象としています. 握手 (平行な
末尾効果 の 7 つの 主要 な 種類
| Type | ペイロード | Object Types | Pros | Cons | Price Range |
|---|---|---|---|---|---|
| Parallel jaw gripper | 0.1-10 kg | Rigid, regular shapes | Simple, reliable, fast, wide compatibility | Limited to objects that fit between jaws | $200-5,000 |
| Three-finger gripper | 0.5-5 kg | Cylindrical, irregular | Adapts to more shapes, self-centering | More complex control, heavier | $3,000-12,000 |
| Vacuum / suction cup | 0.01-50 kg | Flat, smooth, non-porous | Very fast cycle, gentle, high payload-to-weight | Requires clean flat surface, noisy pump | $300-4,000 |
| Magnetic gripper | 0.1-100 kg | Ferrous metals only | No moving parts, extremely reliable | Only works with magnetic materials | $500-8,000 |
| Soft / compliant gripper | 0.01-2 kg | Fragile, irregular, food | Inherently safe, conforms to shape | Low force, slow, limited payload | $800-6,000 |
| Dexterous hand | 0.01-5 kg | Any hand-manipulable object | Maximum dexterity, human-like manipulation | Extremely complex control, expensive, fragile | $8,000-150,000+ |
| Tool changer | N/A (adapter) | N/A | Multi-tool workflows, automatic swap | Adds height/weight, single point of failure | $2,000-15,000 |
深海ダイビング:並行爪のグリッパー
縦横の爪柄は,工業・研究ロボット学の仕事馬である.2本の平面またはコンタクトの指は,互いに線的に移動し,その間にある物体を絞り込む.メカニズムはシンプル.
使用する時: 爪が握るための少なくとも2つの平行表面を持つ硬い物体を拾うような作業.これは製造部品,包装品,実験用品の大部分を占める.あなたの物体を人間の手の2本の指で拾うことができれば,平行爪の握手はおそらく動作する.
評価するキー仕様:
- ストローク (開口幅): jaws の 間 の 最大 の 距離.ロボティク 2F-85 は 85 mm の ストローク; 2F-140 は 140 mm の ストローク. 最大 の 物体 に 応える ストローク を 選んでください.
- 握力: 最大の握力. 5 N (繊細な握力) から 200+ N (工業) まで.最も重い物体に一致する:必要握力 = (物体重量 x 安全因子 x 2) /摩擦系数. 滑らかな金属にゴム塗装された指では摩擦は ~0.6 ,安全因子 2x.
- 指の速度: 握手が開閉する速さ.工業握手が50~200msで閉じる.高通路式ピックアンドプレイスの場合,これは重要だ
10ピーク/分で200msの閉閉時のコストは33秒/時間. - 位置反射: [模倣学習] (
T1 ) に至る.エンコードベース位置反射 (Robotiq 2F-85, OnRobot RG2) によるグリッパーは,正確な下下開口を報告する.バイナリーグリッパー (オープン/閉式空気) は,開いている状態または閉ざされた状態のみを報告する. - **重量:**腕の端に追加され,有効な有用荷を削減する.ロボティク 2F-85は0.9kg,シュンク PGN-plus-80は0.45kg.最終効果器の各グラムは有用荷荷容量です.
トップ製品:
- ロボティク 2F-85** ($4,200)
ロボティクス研究におけるデフォルト選択. 85 mm ストロー, 235 N 握力, 0.4 mm 解像度で位置反射, 0.9 kg. UR,Franka,およびほとんどの主要腕でプラグ・アンド・プレイ. UR+認証. - OnRobot RG2 (2800ドル)
軽量 (0.65kg), 110mmのストロー,最大40N力.より小さな有用荷のためによりよい.内蔵深度センサーオプション.より広い開口は,より大きなオブジェクトサイズに適しています. - Schunk PGN-plus-80 (US$1,200-2,500) 工業用作業馬. pneumaticおよび電気バージョンで利用可能. 極めて信頼性 (評価は10M+サイクル). 製造のために重量化が弾丸性です.
- Franka Hand ($0,Franka腕を含む)
フランカ・エミカ・パンダのために特別に作られました. 80 mm ストロー,腕のトークセンサーを通じて統合された力感知,0.7 kg.他の腕と互換性がない.
深海 潜水: 精華 な 手
精巧なロボット手は,複数の独立制御手指を使って物体を操作する人間の能力を複製する.彼らは,最大コストと複雑さで最大能力を発揮するエンドエフェクター技術の境界線を表す.
なぜ手腕が重要なのか: 人間の操作の作業の約40%には手元の調整や指の動き,または多接触安定化が必要で,平行なマックグリッパーで物理的に不可能である.ペンを回転したり,鍵を挿入したり,結び目をつないで,小さな部品を組み立てたりのような作業には,多指の手だけで提供できる手腕が要求される.
2026年に手持ちの手首を率いる
- アレグロハンド (~15,000ドル)
4本の指,16のDOF,トーク制御.最も広く使用されている研究ハンド.ROS2と一般的なRLフレームワークに互換性がある.有用荷: 1.5kg.弱さ:デフォルトで触覚感知がない (サードパーティセンサスキンが3,0008,000ドル追加で利用可能). - シャドウデクステロスの手 ($150,000+)
5本の指,24のDOF,最も人類形的な手.肺動力または電気動力.統合バイオタックタクシールセンサー ($20,000オプション).操縦研究のためにトップ研究ラボ (OpenAI,DeepMind) で使用.非常に脆弱で専用メンテナンスを必要とする. - インスピレーション ハンド RH56 (~$8,000)
5本の指,12のDOF. 巧妙な手では最高の価値.中国で設計され,研究で迅速に採用されています. 電動アクチュエーター,位置と現在のフィードバック.標準的なISOフラングと互換性があります.シャドウよりも巧妙ではありませんが,18倍安くです. - BrainCo Revo Hand (~$12,000)
5本の指,11のDOF,原産は義肢として開発された.強い握力 (全手:10kg),軽量 (0.5kg),統合EMGインターフェース. 巧妙なデータ収集のための遠隔操作でますます使用されている. - ORCA Hand (オープンソース,~$2,000パーツ)
4本の指,16のDOF. ETHチューリッヒで開発,完全にオープンソースハードウェアデザイン. 3Dプリント可能な構造部品,棚卸しのダイナミクセルセルセルボ. 役に立たない負荷と耐久性が限られているが,予算制限のある研究と教育に勝てない.
技巧な操作から始まるほとんどのチームにとって,インスパイアRH56は能力,価格,信頼性のバランスを最も良くしています.アレグロハンドは研究基準の標準であり続けています.シャドーは専用の手作業スタッフと200,000ドル以上のハードウェア予算を持つラボにのみ正当化されます.
深いダイブ:真空グリッパー
吸い込み器は,物体の表面に吸い込みを起こすために負の空気圧を使用します. 吸い込み器は,機械的な吸い込み器よりも速く拾い取れるため,高速物流とパッケージに支配します. 吸い込み器は50ms未満で吸い込み,空気圧を噴出することで即時に放出します.
**バーノウリ対吸い込める杯:**吸い込める杯は物体に対して物理的な密封を形成し,杯内から真空を引き出す.バーノウリ握手機は,物体に触らないうちに握手機の下には低圧ゾーンを作成するためにコアンダ効果を使用します.バーノウリ握手機は,吸い込める杯が失敗する孔性のある材料 (紙紙,布) で動作しますが,握手力が少ない.
吸い込めるカップの種類:
- フラットカップ: 滑らかで平らな表面 (ガラス,金属シート,平らな包装) に最適. 面積単位あたり最も高い保持力. 曲げられた表面や質感のある表面に封印されません.
- 黄色いカップ: 曲げられたまたは不均等な表面に適合するアコーディオン式カップ. 2-4 折り畳みで10~30 mm の高度の適合性があります. ストレッチ力が平坦なカップよりも低いが,物体互換性が劇的に広い.
- オバルカップ: 長長物 (チューブ,レイル,長方形パッケージ) に最適化.輸送中に回転を防ぐために物体の長軸に沿って吸い分ける.
キー仕様: カップ直径 (最大保持力を決定する),真空レベル (通常 -0.6~0.85 bar),保持力 (カップ面積 x真空レベルとして計算される),応答時間 (50-200 ms オン,吹き出し閥で解放される間近) と空気消費量 (ベルヌーリではより高く,封閉された吸い込みカップでゼロに近い).
トップ製品: OnRobot VGC10 (3,500ドル,電気真空,外部圧縮機は必要ない), Schmalz FXCB (600~2,000ドル,構成可能なカップ配列), Piab piCOBOT (2800ドル,統合真空ポンプ,COBOT最適化)
フォース・トークセンサー
腕のフラングとエンドエフェクターの間にはフォース・トーク (F/T) センサーが設置され,すべての6つの軸 (Fx, Fy, Fz, Tx, Ty, Tz) でフォースとトークを測定する.それはエンドエフェクターではなく,あらゆるグリッパーをフォース認識のツールに変換する有効なコンポーネントである.
機械は力反発なしで盲目の力を適用します.接触作業
トップオプション:
- ATI Mini45 ($5,000~8,000)
金標準. 6軸,0.01 N 解像度,2000+ Hz 試料率.ほとんどの研究研究室で使用.極めて正確だが高価で,専用のDAQを必要とする. - Robotiq FT 300-S ($3,500)
は, UR 腕に設計されています. 6軸,内蔵信号処理,USB 輸出100Hz. ATI より低解像度が,劇的にシンプルな統合です. - OnRobot HEX-E/H (US$3,200)
OnRobot 握手用の統合マウント付き 6軸.電気的に騒音のある環境でよりよいノイズ耐性を確保する光学センサー (ストレージメーターではありません). - Bota Systems SensONE (2500ドル)
コンパクト,軽量 (0.08kg),EtherCATインターフェース. 脚のロボット工学で人気があり,操作研究のための腕のセンサーとして使用されている.
終結効果 を 任務 に 合わせる
この決定マトリックスでは,推奨されたエンドエフェクタータイプに共通したタスクタイプとオブジェクト属性が映射されます.
| Task | Rigid Objects | Soft/Fragile Objects | Flat Objects | Small/Irregular Objects |
|---|---|---|---|---|
| Pick-and-place | Parallel jaw | Soft gripper | Vacuum | Three-finger |
| Assembly / insertion | Parallel jaw + F/T sensor | Soft gripper + F/T sensor | Vacuum + F/T sensor | Dexterous hand |
| Inspection / testing | Parallel jaw (gentle) | Vacuum (non-contact Bernoulli) | Vacuum | Dexterous hand |
| 遠隔操作 / data collection | Parallel jaw (with position feedback) | Soft gripper | Vacuum | Dexterous hand |
| Bin picking | Three-finger or vacuum array | Soft gripper array | Vacuum | Three-finger |
| Deburring / polishing | Dedicated tool (not gripper) + F/T sensor for force control |
決定ショートカット: 確定していない場合は,Robotiq 2F-85平行マックグリッパーで開始してください.このマックグリッパーは,最も幅広い作業を可視に処理します.平行マックが特定の作業に明らかに失敗するとのみ,専門的なエンドエフェクターに切り替えます.
互換性ガイド
腕とエンドエフェクターとの機械的互換性はISO 9409-1フラング標準に中心です.最も一般的な [ロボット腕]
| Robot Arm | Flange Standard | Compatible Grippers (Direct Mount) |
|---|---|---|
| Universal Robots UR5e/UR10e | ISO 9409-1-50-4-M6 | Robotiq 2F-85/140, OnRobot RG2/RG6, Schunk Co-act, any 50mm ISO adapter |
| Franka Emika Panda | Proprietary (ISO adapter available) | Franka Hand (native), Robotiq via adapter, custom 3D-printed mount |
| UFACTORY xArm6/7 | ISO 9409-1-50-4-M6 | Robotiq 2F-85, OnRobot, xArm グリッパー (native), UF 真空グリッパー |
| OpenArm | ISO 9409-1-31.5-4-M5 | Custom adapters for Robotiq, Inspire Hand; direct mount for RCSV grippers |
| Kinova Gen3 | Proprietary (ISO adapter available) | Kinova 2-finger (native), Robotiq 2F-85 via adapter |
| Flexiv Rizon 4 | ISO 9409-1-50-4-M6 | Flexiv Grav (native), Robotiq, OnRobot, any 50mm ISO |
アダプタープレート: グリッパーが直接腕のフラングに組み込まれない場合,単純なアルミニウムアダプタープレート (50-200円,またはプロトタイプのために3Dプリント) がボルトパターンを橋渡しします. RCSVは一般的な腕/グリッパー組み合わせのためにグリッパープレートを設計し,備えています.
費用の割引
| Tier | Price Range | Examples | Typical Use |
|---|---|---|---|
| Entry / hobby | $200-800 | Dynamixel-based 2-finger, servo grippers, 3D-printed designs | Education, prototyping, hobby robots |
| Mid-range / cobot | $800-5,000 | Robotiq 2F-85, OnRobot RG2, Piab piCOBOT | Research labs, light manufacturing, cobots |
| Research | $5,000-20,000 | Allegro Hand, Inspire RH56, ATI F/T + gripper | University research, advanced manipulation |
| Industrial / advanced | $20,000+ | Shadow 器用な手, Schunk multi-finger, HaptX teleoperation | Funded research programs, industrial automation |
テレオペレーション 終結効果
人間がロボットを遠隔操作する際,自動運転と比較して,最終効果の要求は重要な形で変化します.
- コンプライアンス: 遠隔操作者は,プログラムされたコントローラほど速く反応することはできません.最終効果は,操作者のタイミング誤った衝撃力を吸収するために機械的なコンプライアンス (春に載った指,柔らかい材料) を備える必要があります.不正確な人間操作によって操られている硬なグリッパーは物体とグリッパー自身にダメージを与える.
- **位置フィードバック:**操作者はグリッパー状態を見たり感じたりする必要があります.連続的な位置フィードバック (開/閉) によるエンドエフェッサーは,操作者に比例的な制御と状況意識を高めます.これは高品質の [模倣学習] (
T4 ) デモを記録するのにも重要です. - 遅延感: 終効果器のアクチュエーション速度は,遠隔操作制御ループに一致しなければならない.腕が50Hzで動いているが,グリッパーが閉じるのに500 msかかる場合,操作者は握手を命令すると実行する間には,挫折的な遅延を経験する.応答性のある遠隔操作のために100 ms以内にターゲットグリッパーアクチュエーション.
- 操作空間のシンプルさ: 遠隔操作データ収集では,よりシンプルによい.バイナリ (開/閉) または1DOF (開口幅) グリッパーには,操作者から1つの制御入力しか必要ない.16+DOFを持つデクステルスな手には,遠隔操作のために外骨手袋が必要であり,記録されたデモに比例的により多くの騒音を導入する.
遠隔操作データ収集の推奨事項: 標準操作のために,ロボティック 2F-85 (バイナリーオープン/ロック VR トイガーにマッピング) またはフランカ ハンド (スペースマウスのボタンを介して比例制御) を使用する. 巧妙な操作作業のためにRH56をSenseGlove Novaでインスピレーションする. 50K+ドルのハプティック手袋セットアップと訓練されたオペレーターがない限り,遠隔操作データ収集のためにシャドウハンドを避ける.
末端 効果 を 選ぶ の で よく 行なわれる 間違い
- 最も高価なオプションを購入: ロボティク 2F-85 が処理できる任務の影の優質な手には146,000ドルの廃棄物と数ヶ月の統合時間があります.動作できる最も簡単なグリッパーから始め,証明的に失敗した場合にのみアップグレードします.
- 重量無視: 5 kg の用荷腕の2kg のグリッパーで実際の物体には3kgしか残らない.常に最終効果の重量を腕の名乗用荷から引き算する. 3-5 kg の用荷を持つコボットでは,この制約は厳しい.
- アダプタープレートの計画なし: チームではグリッパーを注文し,腕にボルトが付かないことが判明します.まずフラング標準を確認します.グリッパーと同時にアダプタープレートを注文します.カスタマイズアダプターの製造は2~4週間です.
- 指尖の設計を過小評価する: パーレルファレルな爪
の固定式フラット指尖は,物体の60%で動作します.カスタム指尖 (シリンダー用のV槽,脆弱な物品のための柔らかいコーティング,重い部品のためにシラージされた) は,残っている握手障害の大半を解決します.カスタム指尖セットの予算は50~200ドルです. - 誤った表面に真空を選択する: 毛細体,濡れ,油性,粉塵,または高度に曲がった表面では真空グリッパーが失敗します.チームは"一般目的"の使用のために真空グリッパーを購入し,その物体の半分しか動作していないことがわかります.実行する前に実際の物体でテストしてください.
よく 聞かれる 質問
- 最も一般的なロボットエンドエフェクターは何ですか? 工業ロボット装置の60%以上を並行な爪柄が占めています. ロボティク 2F-85とシュンク PGN-プラスは最も広く使用されているモデルです.
- **グリッパーとエンドエフェクターの違いは何ですか?**グリッパーとは,握り用用に設計されたエンドエフェクターの一種です.エンドエフェクターとは,ロボット腕のあらゆる道具をカバーするより広い用語です.
- ロボット腕にエンドエフェクターをどのように接続するのですか? ほとんどの腕はISO 9409-1標準のフラングを使用しています.一般的なサイズは50mm (UR5e,xArm) と31.5mm (より小さな腕) です.エンドエフェクターはフラングに直接ボルトまたはアダプタープレートで接続します.
- 模倣学習に最適なエンドエフェクターは何ですか? 位置反射 (Robotiq 2F-85) を備えた並行なマウントグリッパー. 単純なアクションスペースは政策の複雑性を軽減し,位置反射は観測のための基礎真実グリッパー状態を提供します.
- 機械のグリッパーにはどれくらい費用がかかるか?** 趣味の基本用グリッパーには200ドル
研究用手には15万ドル以上.ほとんどの研究ラボは中級の平行なマックグリッパーには2,0005,000ドルを費やします. - ** 曲面に真空グリッパーを使用できますか?** はい,
状の 状の吸い込みカップで.平面のカップには平面の表面が必要です.曲面は,封印を維持するのに十分な柔らかいものでなければなりません. - **ツールチェイナーとは何か,いつ必要ですか?**ツールチェイナーによってロボットがエンドエフェクターを自動的に交換できます.単一のワークフローに複数のツールタイプが必要であれば,必要なものです.彼らは高さ30
80mmを追加し,0.5-2kgの役に立たない負荷を削減し,費用は2,00015,000ドルです. - ** UR5e ではどのエンドエフェクタが動作するのでしょうか** UR5e は 50 mm ISO フレンジを使用しています.プラグ・アンド・プレイオプション: Robotiq 2F-85/140, OnRobot RG2/RG6, Schunk Co-act. 50 mm ISO アダプタを持つエンドエフェクタは物理的に組み立てられます.
適切な 終結 効果 を 選ぶ に 助け が 必要 か
RCSVは研究・生産ロボットのためのエンドエフェクターを備えて統合しています. 調整器プレートや指先のデザインを含む,あなたのアプリケーションのために適切なグリッパーや手を推奨,構成,およびマウントすることができます.
[私たちと連絡する]