1.  簡(jiǎn)介

本文介紹了CS系列機器人搭載力控的使用教程，當然我們的CSF系列機器人末端內嵌了力控模塊；下圖是CSF系列機器人每個(gè)型號的力控參數。

CSF系列機器人內部集成自研力控模塊，不需要外掛元器件，沒(méi)有外部走線(xiàn)；末端厚度僅僅比CS標準系列機器人厚15.5mm左右。

2.  操作流程

2.1配置

2.1.1硬件配置

如果是CSF系列機器人，則不需要任何硬件配置，直接進(jìn)行軟件配置即可。

如果是CS標準系列機器人搭載外部力控傳感器。則需要注意以下幾點(diǎn)：

1、  核對力傳感器的安裝FX+方向、和FY+方向和機器人末端工具方向是否一致；如果有條件的話(huà)并盡可能安裝方向一致。（如下圖所示，定位銷(xiāo)方向/出線(xiàn)口方向為Y-方向）

2、  如果力傳感器無(wú)法安裝到機器人末端，需要轉接板；下圖為機器人末端機械結構圖。（CS系列機器人所有末端法蘭結構都相同）

2.1.2軟件及插件配置

1、安裝力傳感器適配器插件

http://wap.713st.com/service/technical

搜索級傳感器適配器插件下載并解壓；將插件【SensorAdapter】下載到U盤(pán)根目錄，將U盤(pán)插到示教器頂端USB接口后；點(diǎn)擊右上角圖標--進(jìn)入設置

2、工具I/O設置

配置--通用--工具I/O

下表格為和CS標準系列機器人適配過(guò)的常用的幾款力控傳感器波特率：

傳感器品牌

3、插件頁(yè)面進(jìn)行配置

配置--插件--傳感器適配器

自動(dòng)啟動(dòng)：勾選后；機器人斷電重啟后，“傳感器適配器”會(huì )重新自啟，獲取新的數據。

廠(chǎng)商：力/力矩傳感器廠(chǎng)商名稱(chēng)，可點(diǎn)擊下拉框進(jìn)行選擇；

型號、波特率、端口名稱(chēng)根據所選擇的廠(chǎng)商自動(dòng)識別，無(wú)須修改

負載補償：顯示傳感器標定后數據或負載辨識后的數據；

原始：傳感器原始力/力矩數據；

力/力矩數據圖：顯示實(shí)時(shí)測量的力/力矩數據。

如果配置正確，點(diǎn)擊啟動(dòng)后負載補償、原始和數據圖上會(huì )顯示當前的力矩數據。如果沒(méi)有數據顯示；則上述配置流程有選項配置錯誤，連接失敗。

在連接成功后，在機器人左側導航欄的插件圖標內會(huì )有一個(gè)力監控選項，在機器人任意狀態(tài)下都可以監視當前力傳感器的數據。（即使在任務(wù)運行中）

4、  力傳感器空載標定

注意：力傳感器標定需要一定空間，不能在末端安裝除力矩傳感器外任何裝置；機器人在力傳感器標定的時(shí)候會(huì )運動(dòng)。

CSF系列機器人不需要進(jìn)行力傳感器空載標定。

CS_SW_V2.13.2之后的版本下機器人力傳感器標定只有四五六軸會(huì )有動(dòng)作。在這之前的版本機器人標定需要周?chē)蹇眨ㄒ惠S會(huì )動(dòng)），請將機器人版本升級到V2.13.2以上使用。機器人最佳標定姿態(tài)如圖下；

進(jìn)入機器人內部參數界面；

CSF系列機器人，一般情況不需要進(jìn)行空載標定（出廠(chǎng)會(huì )標定好）；如果在力傳感器監視器界面看到負載補償后的值不為零且差異很大，才需要空載標定。

CS標準機器人外載其他品牌的力控，則需要勾選下方力傳感器安裝角辨識再進(jìn)行力傳感器空載標定。

空載標定完成后、需要觀(guān)察一下傳感器適配器插件負載補償界面中的Fx、Fy、Fz的值是否接近0；如果對補償參數不滿(mǎn)意可以重新標定。

注意：理論負載補償后所有方向的力為零，但是實(shí)際看傳感器精度，傳感器發(fā)生故障會(huì )導致標定結果不理想。

5、  負載辨識

CSF系列機器人不需要安裝角辨識；出廠(chǎng)即標定。

完成力傳感器空載標定后；先將末端工具安裝到SC機器人末端上或力控的安裝件上。

進(jìn)入配置-負載-負載辨識

注意：

1、只需要動(dòng)4、5、6軸即可。

2、  四個(gè)姿態(tài)變化越大越好。

3、  負載辨識完成后，傳感器數據接近0，如果負載越大，傳感器數據偏差就會(huì )越大，甚至可達到2-3N的偏差，誤差主要來(lái)源于力傳感器，目前國內力傳感器達不到這個(gè)水準，別的品牌機器人負載辨識完后，如果數據接近0，有可能是做了清零操作，可測試下別的姿態(tài)是否也為0，目前我們機器人在負載辨識完后沒(méi)有執行清零操作，是在力節點(diǎn)中進(jìn)行了清零操作。

6、  如使用的是第三方力控則需要安裝角辨識

在負載辨識完成的基礎上，再次進(jìn)入負載辨識界面。在負載辨識結果的界面，點(diǎn)擊下方的力傳感器安裝角辨識。

點(diǎn)擊后會(huì )有彈窗顯示會(huì )再跑一遍負載辨識的四個(gè)姿態(tài)；確認運行環(huán)境無(wú)遮擋，降低機器人運行速度后點(diǎn)擊確認；辨識完成后點(diǎn)擊確認。

注意：

1、  如果在負載辨識里沒(méi)有力傳感器安裝角辨識按鈕，則回到2.1.2章節4【力傳感器空載標定】在空載標定的時(shí)候勾選力傳感器安裝角辨識。

2、  安裝角辨識的時(shí)候如果機器人實(shí)際負載小于3KG，則可能會(huì )影響安裝角辨識的結果。（力傳感器讀數與外力方向不一致）建議先安裝一個(gè)3KG以上的負載，進(jìn)行負載辨識后繼續進(jìn)行安裝角辨識；安裝角辨識完成后把負載拆了，裝上實(shí)際的末端治具再進(jìn)行一遍負載辨識。

2.2使用以及編程介紹

2.2.1鎖軸拖動(dòng)以及阻尼設置

打開(kāi)設置-力控配置

1、  鎖軸拖動(dòng)：

勾選后即可手動(dòng)拖動(dòng)機器人，機器人會(huì )根據力傳感器的反饋值來(lái)進(jìn)行拖拽運動(dòng)。

2、  鎖軸拖動(dòng)安全校驗設置:

啟動(dòng)鎖軸拖動(dòng)的安全閾值，如果高于預設值則無(wú)法啟動(dòng)鎖軸拖動(dòng)。如圖下；

3、  平動(dòng)阻尼/旋轉阻尼。

默認為0，增加阻尼后能明顯感覺(jué)在拖動(dòng)機器人的時(shí)候會(huì )順滑，拖動(dòng)將變得更為平穩和緩慢，而能夠更好地進(jìn)行力量控制。

4、  力傳感器碰撞檢測：

勾選后，當力傳感器檢測到多個(gè)方向的合力大于設定的碰撞力閾值時(shí)，機器人會(huì )報碰撞報警。如下圖；

注意：?jiǎn)⒂迷摴δ鼙仨氶_(kāi)啟機器人碰撞報警功能。在機器人原本碰撞報警的功能上增加了力傳感器碰撞檢測功能，報警內容一致。

因為鎖軸拖動(dòng)的時(shí)候機器人會(huì )自動(dòng)關(guān)閉碰撞報警，所以在鎖軸拖動(dòng)時(shí)，力傳感器碰撞檢測功能無(wú)效

點(diǎn)擊操作-自由拖動(dòng)

1、點(diǎn)擊“坐標系”右側下拉框選擇拖動(dòng)參考坐標系：

基座：基于基座坐標系的拖動(dòng)；

工具：基于工具 TCP 坐標系的拖動(dòng)。

2、點(diǎn)擊“預設約束”右側下拉框選擇移動(dòng)方式：

僅 XOY 平面平移：僅允許通過(guò) X 軸和 Y 軸進(jìn)行平面移動(dòng)；

僅旋轉：允許通過(guò) X 軸、Y 軸和 Z 軸進(jìn)行三維立體移動(dòng)；

僅平移：允許通過(guò) X 軸、Y 軸和 Z 軸進(jìn)行平面移動(dòng)；

無(wú)約束：允許通過(guò)所有軸進(jìn)行移動(dòng)。

選擇預設約束時(shí)，還可手動(dòng)開(kāi)啟/關(guān)閉軸左側的開(kāi)關(guān)進(jìn)行自定義設置。

設置完成后，點(diǎn)擊示教器上自由拖動(dòng)按鈕、示教器頂端實(shí)體按鈕和機器人末端藍色按鈕均可以實(shí)現鎖軸拖動(dòng)。也可以在機器人I/O里配置數字IO和布爾寄存器打開(kāi)拖動(dòng)功能。如圖下；

也可以通過(guò)Script腳本打開(kāi)/關(guān)閉拖動(dòng)模式，詳情請閱讀CS腳本手冊

注意：請在末端信號燈變藍后施加力進(jìn)行拖動(dòng)。

2.2.2力指令介紹

新建或打開(kāi)已有的任務(wù)，點(diǎn)擊右側指令欄的復合-力可以添加力指令

點(diǎn)擊模式可選擇四種力控模式。

1、固定

固定坐標系，該固定坐標系可在參考坐標系中選擇設置；所有六個(gè)自由度是否進(jìn)行力控以及目標力/力矩、速度限制均可單獨設置。該模式可用于打磨、裝配等應用。

2、TCP

力控坐標系與機器人的 TCP 坐標系重合；所有六個(gè)自由度是否進(jìn)行力控以及目標力/力矩、速度限制均可單獨設置。該模式下的力控方向會(huì )隨著(zhù)機器人TCP 的位姿變化而變化，可用于理療、裝配、打磨等應用。

3、點(diǎn)

力控坐標系的 Y 軸由機器人 TCP 原點(diǎn)指向參考坐標系的原點(diǎn)，力控坐標系的 X 軸與 Z 軸取決于參考坐標系的 X 軸與 Z 軸，運動(dòng)過(guò)程中力控坐標系將隨著(zhù)機器人 TCP 的位姿變化而變化。參考坐標系與機器人 TCP 原點(diǎn)之間的距離至少在10mm 以上。該固定坐標系可在參考坐標系中選擇設置。

4、運動(dòng)

力控坐標系的 X 軸為 TCP 移動(dòng)方向矢量在參考坐標系的 X-Y 平面內的投影，Y 軸垂直于 TCP 運動(dòng)方向并位于參考坐標系的 X-Y 平面內，力控坐標系將隨著(zhù)機器人 TCP 的位姿變化而變化。該模式下不允許對 X 軸進(jìn)行力控設置，適用于復雜曲面的去毛刺等應用。運動(dòng)模式下激活力節點(diǎn)時(shí)，若機器人處于靜止狀態(tài)，則 TCP 速度大于零后才會(huì )出現力控軸（力控自由度）。若之后機器人依舊在力節點(diǎn)中再次處于靜止狀態(tài)，則力控坐標系的方向與上一次 TCP 速度大于零時(shí)的方向一致。該固定坐標系可在參考坐標系中選擇設置。

5、方向和速度設置

可在指令中直接設置，也可選擇外部輸入浮點(diǎn)數寄存器進(jìn)行設置；（浮點(diǎn)寄存器地址0-47）選擇通訊傳輸的時(shí)候示教器上輸入值為寄存器地址。

1、  指令介紹

如下圖在該力節點(diǎn)下創(chuàng )建move指令，則機器人從路點(diǎn)_1移動(dòng)到路點(diǎn)_2的時(shí)候機器人會(huì )向下施加一個(gè)5N的力。最終移動(dòng)到目標點(diǎn)的時(shí)候肯能Z坐標不會(huì )和示教的路點(diǎn)_2坐標一致，但是X、Y、RX、RY、RZ的坐標是與路點(diǎn)_2相同的。

2.2.3力腳本介紹

CS機器人通過(guò)腳本可以實(shí)現以下功能；（詳情請查閱CS腳本手冊）

http://wap.713st.com/service/technical?kw=&type1=&type2=16&type3=&type4=&type5=&wd=1&tp=1

打開(kāi) / 關(guān)閉拖動(dòng)模式、開(kāi)啟 / 關(guān)閉力控模式、設置力控模式的增益 / 阻尼系數、力/力矩傳感器讀數清零、獲取施加在工具TCP上的力、獲取施加在工具TCP上的力/力矩矢量。

2.3案例

案例1：

多點(diǎn)位運動(dòng)的同時(shí)，機器人往Z-方向和Y+方向施加5N的力。

案例2：

機器人往下壓當到達點(diǎn)位或者受到的力大于2N的時(shí)候停止向下，并抬起來(lái)。

3.  常見(jiàn)問(wèn)題解答

1、機器人反復標定后如果值不為零怎么辦？

機器人重啟后再次標定。

2、  機器人完成標定正常運行了，突然發(fā)現接收到的數據異常怎么辦

重啟機器人。