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

自适应补偿技术

达宽科技的柔性力控系统软件支持两种的补偿类型，提供全方面的运动参数设置，覆盖六个自由度，确保机器人在各种操作环境中都能实现精确控制。通过读取力传感器数据，软件使得机器人能够实时调整位置和姿态，确保作业过程的精确和稳定。

实时力位监测

达宽科技的软件具有位移-力和时间-力两种监控模式。通过实时力位监测技术，实时捕捉力和位置的微小变化，确保装配过程中的每一个动作都达到毫厘之精，同时可以及早识别、纠正和响应过程中的异常，提供了更高的装配精度和控制能力。通过持续监测，能够预防和减少因力位误差导致的质量问题，从而保证长期稳定的高质量输出。

精确的负载辨识

达宽科技的系统具备强大的负载辨识能力，无论重量大小、形状各异，不同材质，都能够精确计算并识别末端负载的重量和重心参数。这一功能确保了在自动化流程中对负载的精确控制和调整。针对同一末端负载，我们的软件支持在多种工况下进行力控调节，以适应不同的操作需求。无论是常规作业还是特殊应用场景，都能实现精确的力控调节。

强大的兼容能力

该机器人力控系统软件以其强大的兼容性而著称，能够实时准确地读取来自不同品牌的力传感器数据，确保控制的精确性和智能化。此外，该软件还能与包括ABB、KUKA、FANUC、新松等众多品牌及型号的机器人实现实时通讯。无论是工业机械臂还是协作机器人，它都能实时读取数据，以实现强大化的协同作业。

全方面的安全保障

达宽科技的软件配备了灵活的超限报警功能，允许用户针对每个监测方向设定两级报警阈值。此外，软件拥有超限自动退出功能。一旦监测到超出设定的安全值，系统不仅会发出警报信号，还将自动中断装配流程，确保传感器和工件的安全。

智能参数管理

该软件提供了一个高度灵活的参数管理系统，内置了多组力控参数和负载辨识参数的保存功能。用户可以为每组参数设定个性化的终止条件，以满足特定应用场景的需求。此外，我们的系统允许多组力控参数调用同一个负载参数设置，简化了配置过程，同时确保了在力控调节过程中对负载特性的一致性理解，无论面对何种工况变化，都能快速适应。

友好的用户界面

达宽科技的软件将复杂的机器人控制和力控算法置于后台，采用直观的用户界面设计，无需复杂编程，让非专业人士也能轻松上手，大幅降低操作错误的风险。软件提供了力的波形图直观显示功能，使得用户能够实时监控力的变化情况。此外，信息栏区域能够实时反映机器人的当前位置、作用力以及运动偏移量等关键数据，让机器人控制变得更加直观、简单，同时确保了操作的精确性和效率。

强大的抗干扰能力

该系统采用高可靠性的硬件设备。使用定制的工控机，确保了强大的抗干扰能力。这使得我们的系统能够在各种实际应用场景中有效抵御外部干扰，从而提供更加稳定和精确的力控质量。我们对硬件的选择和系统的设计都经过深思熟虑，以确保长期的耐久性和可靠性。这意味着即使在持续使用的情况下，系统也能保持高性能，减少维护需求，延长使用寿命。

多种通讯方式

在如今的智能制造业中，通讯方式的多样性和灵活性是至关重要的。我们的软件支持多种通讯方式，包括I/O、Ethernet，确保与各种工业设备的高效对接。我们的软件能够快速适应不同的网络环境和设备需求，实现数据的实时传输和处理，提高生产效率和准确性。这一全方面的通讯兼容性，让您的生产线实现智能化管理。

实时的数据积累

机器人智能柔性力控系统每一个伺服周期都对工艺数据进行实时记录（ms级），记录机器人位置姿态、6维力采集数据和外力计算数据、滤波数据、工艺结果，确保每一个流程都可追溯、可复现、可孪生，帮助用户积累现场工艺数据，为工艺的持续优化提供依据。同时为当下先进的机器人大模型、工业现场大数据提供真实、实时、连续、自带标签的数据来源。

▍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。