随着工业领域数字化转型的深入和机器人具身智能的发展，机器人力控技术日益受到重视，已经成为工业自动化不可忽视的一部分。力控技术通过赋予机器人“力觉”，使其能够感知外部物理世界的力，并根据外力做出适当的调整，从而替代人类完成一些高难度、高柔性、高要求或在恶劣环境中的工作。
▍力控概念的兴起
近年来，力控技术越来越受到工业用户和资方的关注。然而，许多用户对力控技术存在误解，例如他们可能会问： “为什么安装了‘力控’传感器后机器人还是不能自动工作？为什么达不到力控的效果？” 实际上，将六维力矩传感器应用到机器人上，除了需要sensor的“传感”，还需要一套复杂的运动控制算法作为背后的“大脑”从而实现“力的控制”，让机器人在各个方向上精准地输出力。
机器人大讲堂获悉，上海达宽科技有限公司在刚刚结束的工博会上展出的柔性力控系统，就是这样一个平台级的“大脑”，它能够与主流品牌机器人（ABB、KUKA、FANUC、SIASUN、KEBA、UR等）、主流六维力矩传感器厂商（ATI、SCHUNK、ME、KUNWEI、SRI等）适配，不仅能实现与机器人运动控制器之间的实时通讯（2ms/4ms/8ms），更整合了力/矩采集、负载辨识、策略控制、力控逻辑控制、运动规划、安全报警、数据保存等多种功能，达宽科技的力控系统提供了更稳定可靠、功能更全面、界面更友好统一的方案，大大降低了力控技术的使用门槛，促进机器人在更多领域的渗透。
▍力-位混合控制
达宽科技的力控系统具有力-位混合控制的功能，这使机器人在执行任务时能感知并调节接触力，确保装配动作精准完成的同时具备柔性调整能力 。此外，该系统还可以及早识别并纠正装配异常，大幅提高装配成功率和产品良品率。
该视频展示了达宽科技提供力控技术支持的全球首台耐低温加氢机器人系统在列车加氢站内的作业情况。该项目由中车四方所和国家能源集团氢能科技公司联合研制，机器人系统通过力控技术实现了在低温环境下的精密装配，成功替代人工完成高难度作业。
在插拔加氢枪的过程中，机器人面临几个挑战：
1，气温长期在0℃以下；
2，停靠位置不固定，视觉系统只能粗定位；
3，加氢枪与注氢口之间需实现精密的过盈配合。
为确保插拔精准，机器人系统配备了以下关键功能：
1，六自由度力-位补偿：在装配时，若检测到异常力或力矩，机器人能自动调整，以消除异常并顺利插入加氢口；
2，适配了FANUC机器人，响应周期可达到8ms，结合达宽科技自研的机器人动力学高速算法，可以做到实时的力位调整、监测和记录；
3，具有力位超限保护功能和报警功能。
▍力-位-时间混合控制
达宽科技的力控系统不仅支持力-位控制模式，还提供力-时间控制模式，这两种控制模式也可以混用。我们举一个典型的螺柱焊检测的案例，来看看这一过程中发生了什么：
以上模拟了电池壳螺柱焊质量检测的场景，在该检测中，机器人移动至指定位置后，以10N的力触碰螺柱并保持3秒。如果螺柱保持不变（即机器人位置、力值无变化），则表明焊接质量符合要求；若在3秒后力值发生变化，机器人会继续施加10N的触碰力，并检测位移变化，以判定焊接是否符合标准；若未达到10N的力值或位置超出设定范围，表明焊接质量不合格。
此外，力控系统还可以实时记录每次检测过程中发生的力、力矩和机器人的位置信息，以便后续进行质量追溯和工艺数字化。
▍技术优势
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▍应用场景探索
达宽科技在汽车工业、航空制造业、电子制造业中探索了力控技术的应用场景：
装配：
服务器的线束装配是一个复杂且耗时的过程，达宽科技的力控系统可以精确控制机器人输出的力，降低对敏感元件或易损线束的损伤风险，提高每个装配动作的准确性和可靠性。在接口定位和线缆抓取方面，力控技术的柔性控制能够应对线束装配过程中可能出现的微小偏差和不规则性（例如线材的弯曲或配件的尺寸差异），提升装配的准确性和成功率。
测试和检测：
力控技术可广泛应用于座椅、扶手、空调出风口、机械按键、触摸屏和人造骨骼等部件的检测场景，融合位置检测和力控检测，使机器人在执行任务时不仅能精确定位，还能感知并调节施加的力。
抛光：
在现代制造业中，精度是衡量产品质量的关键指标。航空、汽车、电子等精密制造领域，对零件表面的光洁度和精度有着极高的要求。以下图的汽车尾翼板磨抛为例，力控技术不仅可以保证机器人末端工具时刻与不规则曲面时刻保持法向垂直，还可以保证下压的接触力保持一致。这可以保证尾翼板磨抛效果的一致性和良品率。
▍总结
在汽车工业领域，力控系统可以助力机器人完成精密装配、打磨、检测等任务；在电子制造业中，力控技术使机器人能够精确地安装微小的组件，如PCB，FPC，线束排插、硬盘内存、存储卡等等；在农业采摘中，机器人通过力控技术实现对果实的轻柔采摘，减少损伤；在医疗领域，手术机器人利用力控技术进行精细的手术操作，提高手术的安全性和成功率。
展望未来，我们相信力控技术将发挥更重要的作用，为产业发展带来更多价值。
▍One MoreThing更多黑科技
达宽科技不仅拥有先进的力控系统，还推出了创新性的机器人引导手柄。
众所周知工业机器人的调试普遍对于新手并不友好，协作机器人的拖动示教可以让新手能在短时间掌握机器人操作。然而，尽管协作机器人的负载能力已达到25kg，与工业机器人相比，其负载能力仍然有限。如何让工业机器人也具备拖动示教功能，同时降低成本呢？达宽科技的机器人引导手柄无需六维力矩传感器，极大地降低了成本和使用门槛。
这款引导手柄只需安装在机器人六轴附近或桌面，通过简单配置便可拖拽机器人并记录关键点，并一键发送至机器人示教器，复现拖拽轨迹。结合达宽科技的动力学智能算法，操作人员可以轻松部署机器人，产品适配多种主流品牌（ABB、KUKA、FANUC、新松、KEBA等）。这款手柄对缺乏专业工程师的工厂、小批量多品种的生产场景、以及需要调试大量点位的工程师提供了极大便利。
