前提:硬件:末端 6 维力传感器 + 转接法兰 + 信号电缆;RobotWare 系统必须勾选Force Control Standard选购选项;区分:SoftMove 软浮动是无传感器单轴柔顺;IFC 力控是带 6D 传感器多轴真实力反馈。
一、前期系统准备(RobotStudio 离线)
修改控制器系统,添加软件选项:
Force Control Standard在系统配置‑Motion 里面确认力控基础参数(MaxRefTCPAcc 最大 TCP 加速度,力控下建议 0.2‑0.5 m/s²,不要太大,容易震荡)
导入传感器标定文件(ABB 原厂传感器一般自带 *.cfg 标定文件;第三方 ATI 传感器需要手动输入传感器参数)
下载新系统到机器人控制器;重启控制器。
❗没有重新做系统、没有勾选选购件,示教器里面力控 RAPID 指令全部不可用。
二、示教器端基础标定
步骤 1:TCP 标定(工具中心点)
先完成带传感器 + 夹具整套末端的 TCP 标定(TCP 和 Z,X,6 点法);传感器本身属于机器人工具的一部分,TCP 是夹具的工作点,不是传感器法兰面抖音。
步骤 2:负载识别 LoadIdentify
主菜单→校准→机械单元→服务例行程序→负载识别把实际夹具装在传感器末端,运行负载识别;得到 loaddata 负载数据;
力控对负载质量、重心很敏感,重心错了静态就会出现很大零点偏移。
步骤 3:力传感器零点标定 FCCalib
标定条件:机器人悬空,工具离开所有工件,不受外力,静止。两种方式:
1)程序内 RAPID 执行 FCCalib tool0;;
2)示教器服务例行程序执行力传感器零点校准; FCCalib 作用:补偿传感器自身偏移 + 末端工具自重带来的力零点漂移;每次更换夹具之后都建议重新 FCCalib。
三、力控 RAPID 核心指令逻辑
标准执行顺序固定:负载识别→零点标定→FCAct 启动力控→设置目标力 FCRefForce→FCRefStart 开启力闭环工艺运动→工艺移动→FCRefStop 停止力闭环→FCAct 关闭力控ABB
基础 Z 向恒压简易示例(沿工具 Z 方向 15N 下压)
MODULE FC_Test
!定义工具与负载
PERS tooldata fc_tool:=[TRUE,[[0,0,0],[1,0,0,0]],[0.5,[0,0,0.02],[1,0,0,0],0,0,0,0]];
PERS loaddata fc_load;
PROC FC_PressDemo()
!1 负载识别(首次调试运行;正常生产可注释,直接用识别好的loaddata)
!fc_load:=FCLoadID();
!2 传感器零点标定,悬空执行!
FCCalib fc_tool;
!移动到工艺上方接近点
MoveL pApproach, v100, fine, fc_tool\WObj:=wobj0;
!3 激活力控,FK柔顺增益系数0.1~0.5;FK越小越软;
FCAct fc_tool \FK:=0.2 \ForceframeRef:=FC_REFframe_TOOL;
!设置目标力:工具坐标系Z向15N下压
FCRefForce \Fz:=15;
!4 启动力控闭环,进入力控制模式
FCRefStart;
!力控下做线性移动;即使点位pPress很深,机器人遇到工件之后会维持15N,不再硬往下扎
MoveL pPress, v5, fine, fc_tool\WObj:=wobj0;
WaitTime\InPos, 2; !保持压力2秒
!5 关闭力闭环
FCRefStop;
!抬起来,恢复普通位置伺服
MoveL pApproach, v100, fine, fc_tool\WObj:=wobj0;
!彻底关闭力控功能
FCAct \DeAct;
ENDPROC
ENDMODULE
关键指令说明
表格
| RAPID 指令 | 作用 |
|---|---|
FCCalib tool | 传感器零点自重补偿,悬空运行 |
FCAct tool \FK:=xx | 启动力控;FK 柔顺增益 0.05‑0.8;FK 越大刚度越高;震荡就减小 FK |
FCRefForce \Fx:=xx,\Fy:=xx,\Fz:=xx | 设置 XYZ 方向目标力;力矩 Mx My Mz 同理 |
FCRefStart | 打开力闭环!开始按照目标力做柔顺运动 |
FCRefStop | 关闭力闭环,回到位置优先;不要直接 FCAct\DeAct 粗暴关闭 |
FCAct \DeAct | 彻底关闭整套力控,切回普通位置伺服 |
四、常用 3 种力控工作模式
FCRefForce 参考力模式(上面示例):恒力下压、弹性装配搜索;机器人优先满足力,位置随环境自适应。
FC Pressure 工艺模式 FCPressL/FCPressC:打磨抛光,沿路径运动同时维持法向恒定压力,适合曲面打磨去毛刺
FC SpeedChange:遇阻力自动降速;遇到毛刺阻力变大机器人自动减速,适合去飞边
五、调参要点
FK 柔顺增益(FCAct 后面 \FK 参数)
FK 过大:系统震荡、抖动;FK 过小:响应迟钝,力跟随差;
初次调试优先 0.1‑0.3;再微调。
力控运动速度一定要慢!v2‑v20;高速下力控很容易震荡失控。
坐标系选择:
ForceframeRef:=FC_REFframe_TOOL(工具坐标系)或者FC_REFframe_WORLD(世界坐标系),根据工艺选;装配优先工具坐标系;压机垂直下压优先世界 Z。碰撞检测:力控运行期间本体碰撞检测部分会被抑制;工艺的力阈值由力控本身监控,不要依赖普通碰撞检测。
六、常见故障排查
力零点漂移很大:重新做负载识别,重新 FCCalib;夹具重心数据错误是头号原因。
一启动力控机器人抖动震荡:降低 FK 增益,降低运动速度,调小 Motion 里面 MaxRefTCPAcc。
RAPID 指令报错未知标识符:✅系统没有勾选 Force Control Standard 选购选项,需要重做系统。
补充 SoftMove 软浮动设置简要对照
SoftMove 不需要传感器;指令SoftMoveOn开启,设置 Stiffness 刚度、Damping 阻尼;仅单轴柔顺;
SoftMoveOn \Z, 200, 8; !Z轴开启软浮动;刚度200,阻尼8
...
SoftMoveOff; !关闭软浮动

