機器人工具快換裝置（Robotic Tool Changer）通過使機器人自動更換不同的末端執(zhí)行器或外圍設(shè)備,使機器人的應(yīng)用更具柔性。這些末端執(zhí)行器和外圍設(shè)備包含例如點焊焊槍、抓手、真空工具、氣動和電動馬達等。工具快換裝置包括一個機器人側(cè)用來安裝在機器人手臂上，還包括一個工具側(cè)用來安裝在末端執(zhí)行器上。工具快換裝置能夠讓不同的介質(zhì)例如氣體、電信號、液體、視頻、超聲等從機器人手臂連通到末端執(zhí)行器。機器人工具快換裝置的優(yōu)點在于：

1. 生產(chǎn)線更換可以在數(shù)秒內(nèi)完成；

2. 維護和修理工具可以快速更換，大大降低停工時間；

3. 通過在應(yīng)用中使用1個以上的末端執(zhí)行器，從而使柔性增加；

4. 使用自動交換單一功能的末端執(zhí)行器，代替原有笨重復雜的多功能工裝執(zhí)行器。

機器人工具快換裝置，使單個機器人能夠在制造和裝備過程中交換使用不同的末端執(zhí)行器增加柔性，被廣泛應(yīng)用于自動點焊、弧焊、材料抓舉、沖壓、檢測、卷邊、裝配、材料去除、毛刺清理、包裝等操作。另外，工具快換裝置在一些重要的應(yīng)用中能夠為工具提供備份工具，有效避免意外事件。相對人工需數(shù)小時更換工具，工具快換裝置自動更換備用工具能夠在數(shù)秒鐘內(nèi)就完成。同時，該裝置還被廣泛應(yīng)用在一些非機器人領(lǐng)域，包括托臺系統(tǒng)、柔性夾具、人工點焊和人工材料抓舉。

工業(yè)機器人視覺引導與定位

對于工作在自動化生產(chǎn)線上的工業(yè)機器人來說，其完成最多的一類操作是“抓?。胖?rdquo;動作。為了完成這類操作，對被操作物體定位信息的獲取是必要的，首先機器人必須知道物體被操作前的位姿，以保證機器人準確地抓??；其次是必須知道物體被操作后的目標位姿，以保證機器人準確地完成任務(wù)。

在大部分的工業(yè)機器人應(yīng)用場合，機器人只是按照固定的程序進行操作，物體的初始位姿和終止位姿是事先規(guī)定的，作業(yè)任務(wù)完成的質(zhì)量由生產(chǎn)線的定位精度來保證。為了高質(zhì)量作業(yè)，就要求生產(chǎn)線相對固定，定位精度高，這樣的結(jié)果是生產(chǎn)柔性下降，成本卻大大增加，此時生產(chǎn)線的柔性和產(chǎn)品質(zhì)量是矛盾的。

視覺引導與定位是解決上述矛盾的理想工具。

工業(yè)機器人可以通過視覺系統(tǒng)實時地了解工作環(huán)境的變化，相應(yīng)調(diào)整動作，保證任務(wù)的正確完成。這種情況下，即使生產(chǎn)線的調(diào)整或定位有較大的誤差也不會對機器人準確作業(yè)造成多大影響，視覺系統(tǒng)實際上提供了外部閉環(huán)控制機制，保證機器人自動補償由于環(huán)境變化而產(chǎn)生的誤差。

理想的視覺引導與定位應(yīng)當是基于視覺伺服的。首先觀察物體的大致方位，然后機械手一邊運動一邊觀察機械手和物體之間的偏差，根據(jù)這個偏差調(diào)整機械手的運動方向，直到機械手和物體準確接觸為止。但是這種定位方式在實現(xiàn)上存在諸多困難。

直接視覺引導與定位是一次性地對在機器人環(huán)境中物體的空間位姿進行詳細描述，引導機器人直接地完成動作。與基于視覺伺服的方法相比，直接視覺引導的運算量大大減少，為實際應(yīng)用創(chuàng)造了條件，但這必須基于一個前提：視覺系統(tǒng)能夠在機器人空間中（基坐標系中）精確測定物體的三維位姿信息。