什么是力控制?为什么力控制更适合机器人加工?下面介绍如何在RoboDK中提高加工质量。
机器人是实现高质量加工的一种高度灵活的方式。尽管与数控机床相比，机器人的刚度相对较低，但它们更有能力执行广泛的加工任务。正如我们之前在文章中解释的那样，它们还有很多额外的好处机器人Mac能否超越数控机床h工人吗?
然而，有一个问题。对于低刚度机器人来说，坚硬的材料是一个挑战。当工具与坚硬材料表面接触时，机器人会发生偏转，钻孔变得不准确。在表面施加更大的力只会使问题变得更糟——机器人偏转得更厉害，在极端情况下，会变得不稳定，无法控制地振动。
一旦你理解了基本原理，力量控制是克服这个问题的好方法。
什么是力控?
机器人基本上只是一种先进的控制系统。和其他控制系统一样，它们是由反馈循环控制的。机械臂最常见的设置是有一个个体PID控制器对于每个关节，这确保了关节实际到达所需的位置，当它被指示移动到那里。
机器人技术中常用的控制有两种:运动控制和力控制。
运动控制
机器人技术中使用的基本控制方法是位置控制。在这种情况下，机器人程序指示机器人的每个关节移动到一个位置。每个关节的PID控制器然后使用来自位置传感器的信号作为反馈来检测它何时到达所需的位置。
当给机器人一个联合行动指挥时，每个关节将尽快移动到所需的位置。当一个线性移动或循环移动使用时，机器人控制器将发送一系列的位置命令来实现路径控制。
位置控制是运动控制方法中的一种，其他的还有速度控制和加速度控制。这些都是相互关联的，因为速度是位置的导数，加速度是速度的导数。
力的控制
力控制的实现比运动控制更复杂，因为它是应用在机器人工具上，而不是在关节的基础上。一个力-扭矩传感器连接在机器人的手腕上，作为反馈来检测施加在工具上的力。
力控制器不是试图到达一个特定的位置，而是试图在工具上实现一个特定的力。机器人会对环境施加越来越大的力，直到达到所需的力。
有几种力控制方法，但最常见的加工操作是混合位置/阻抗控制。当机器人在自由空间中移动时，这与位置控制完全相同。然而，当它与某物相撞时，机器人就像一个虚拟的弹簧——机器人从它所指示的位置移动得越远，它施加的力就越大，试图使它回到正确的位置。通过设置虚拟弹簧的刚度，可以限制机器人可以施加的最大力。
力控制对机器人加工的好处
力控制通常是更好的加工操作，因为你可以精确地控制施加在工件材料上的力。这提高了钻井作业的质量，如下例所示。
想象一下，你正在用手持电钻在钢板上钻一个洞。你把钻头对准你想要钻孔的位置。
你会用这两种方法中的哪一种来施加一个力?
- 开始时轻轻施压，直到孔开始形成，然后逐渐加大力度。
- 马上用你最大的力气把钻子往金属里钻。
希望你选择了第一个选项。
为什么第二种选择是不可行的?如果你曾经用钻头这样做过，你就会知道钻头要么在材料上不受控制地打滑，要么就会立即断裂。有几个方向的作用力过高。要么是你顺从的手臂不能承受这些力量，要么是钻头不能。
当机器人被指示只使用位置控制钻入材料时，这相当于使用第二种方法。机器人无法检测到外力，所以它会尽其电机所能推动。
力控制确保施加的力永远不会达到如此高的力。
如何在RoboDK中使用力控制
在RoboDK中，有两种方法可以为机器人添加力控制器。由于力控制是一种先进的控制方法，它们确实需要你使用编程。
选项1:创建一个自定义后处理器
可能最简单的选择是为机器人创建一个自定义后处理器，并在其中包含力控制命令。
后处理器将你的RoboDK模拟转换成机器人可以理解的代码。查看我们以前的文章有关如何创建自定义后处理器的信息。
如果你的机器人可以从制造商那里获得力控制，那么这个选择就会容易得多。例如，KUKA IIWA具有阻抗控制模式哪些可以在几行代码中激活．
如果没有这样的选项，你要么用机器人编程语言编写自己的力控制器，要么从机器人制造商的合作伙伴那里获得另一个解决方案。
选项2:使用RoboDK API
第二种选择是用你的电脑通过RoboDK API直接控制机器人。这允许您通过使用RoboDK作为主控制器和机器人控制器作为从控制器在计算机上实现力控制器。
这个选项的优点是，即使机器人制造商不提供力控制，您也可以使用力控制。使用其中一种语言RoboDK的支持(Python, c#， c++和Matlab)你可以选择许多库和api，这可以使你更容易实现你所选择的控制器。
这当然不是“现成的解决方案”，因为你几乎肯定要做相当多的编程才能让控制器可靠地工作。然而，这是一个灵活的选择，可以与大多数机器人一起使用。
值得庆幸的是，越来越多的机器人制造商正在为他们的机器人提供力控制，要么是他们自己，要么是通过第三方合作伙伴。只需要做一点研究，不需要大量编程，就可以使用RoboDK通过力控制来提高机器人加工的质量。
关于力量控制你有什么问题吗?请在下面的评论中告诉我们，或者加入我们的讨论LinkedIn，推特，Facebook,Instagram或在RoboDK论坛．
