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安川机器人如何进行力控 / 浮动补偿?
发布时间:2026-08-07        浏览次数:9        返回列表

安川打磨柔性分被动外置浮动工具(无机器人力控选件)、关节转矩软浮动、MotoFit 六维力传感器主动力控三套方案,对应 YRC1000 / YRC1000micro / DX200 控制柜。

核心区别:

  • 被动气动浮动头:工具自带伸缩,机器人只跑位置轨迹,项目最常用;

  • 伺服软浮动(SFTON):靠电机转矩限制实现柔顺,没有物理伸缩行程,行程很小(零点几毫米)

  • MotoFit 力控选件:六维力传感器,机器人力‑位混合控制,高端铸件焊缝打磨。

方案 1:外置气动浮动补偿单元(被动浮动,打磨首选,无需机器人选件)

原理同 ABB / 库卡浮动头:机器人做位置控制,浮动单元吸收工件误差,靠气压设定打磨压力

  1. 机械装配顺序:机器人法兰→转接板→气动浮动补偿单元→打磨主轴 / 打磨头;

  2. 调试要点:1)浮动单元通气,精密调压阀设定压力;2)机器人轨迹设置过切量 2‑5mm,让浮动单元被压缩,产生打磨压力;3)TCP 用6 点法完整标定工具坐标系;4)正确设置工具负载数据(TOOL):总质量、重心 COG(基于安川法兰坐标系);5)负载识别(LOADID)识别整套工具;⚠️识别负载时浮动单元必须锁死,禁止自由伸缩。

  3. INFORM 程序片段

inform

MOVJ P000 VJ=50.00 PL=0 ;移动到安全点
MOVL PAPP V=120 PL=0 ;靠近打磨起始位置
OUT ON#(1) ;启动打磨主轴
WAIT T=0.5
MOVL PGRIND1 V=80 PL=2 ;打磨轨迹,PL=2拐角平滑
MOVL PGRIND2 V=80 PL=2
OUT OFF#(1) ;关闭打磨头
MOVL PAPP V=150 PL=0 ;退刀

优点:成本低,可吸收 10‑20mm 毛坯误差;缺点:压力由气压固定,程序运行中不能动态修改压力。

方案 2:机器人本体伺服软浮动 SFTON / SFTOF

安川自带标准功能,不需要外加传感器,不需要购买授权,依靠各轴电机转矩限制实现柔顺退让。

  • SFTON:开启伺服浮动;SFTOF:关闭伺服浮动,成对使用。

  • 两种模式:

    1. 关节伺服浮动:各轴独立转矩限制,外力来了机器人就退让;

    2. 直线伺服浮动:限定在某一个笛卡尔方向柔顺,适合打磨 Z 向退让。

重要局限

  1. 没有物理伸缩,柔顺行程极小,仅零点几毫米不能单独用来处理铸件毛坯 1‑3mm 来料误差

  2. 只适合:抛光、去毛刺,工件精度很高,来料波动很小;

  3. 一般和外置气动浮动单元组合使用,做二次缓冲防撞,不单独作为打磨主力柔性。

示例:Z 向开启伺服浮动

inform

MOVJ P00 VJ=30 PL=0
MOVL P_APP V=100 PL=0
SFTON SFTYPE=1 DIR=Z TOOL=0 ;直线伺服浮动,沿工具Z方向
OUT ON#(1)
MOVL P_GRIND V=60 PL=2
SFTOF ;关闭浮动
OUT OFF#(1)

方案 3:MotoFit 六维力传感器主动力控(安川官方力控选件)

对应控制柜:YRC1000、YRC1000micro、DX200;需要购买 MotoFit 授权 + 末端六维力传感器,搭配 FSE‑Tool 软件调参、记录力波形。

  • 原理:法兰和工具之间安装六维力传感器,实时检测 6 轴力 / 力矩;机器人做力‑位混合控制,可以在程序设定目标打磨力,自动偏移轨迹维持恒压力。

  • 关键指令:FORCE_ConTROL ON开启力控;SETFORCE设定目标力;MOVE FORCELIN恒力直线运动。

  • 适用场景:铸件焊缝打磨、曲面抛光,工件波动大,需要程序动态切换打磨压力。

⚠️注意:MotoFit 本体柔顺行程依旧不大,大误差工况依然建议串联外置气动浮动单元,力控 + 被动浮动组合

安川法兰坐标系(TOOL0)COG 重心方向

看向机器人法兰盘面:

  • Z:垂直法兰面向外

  • X:看向法兰,水平向右

  • Y:看向法兰,竖直向上

重心 COG (X,Y,Z) 全部基于 TOOL0 法兰坐标系;做LOADID负载识别输出的重心就是该坐标系。

打磨项目选型建议对照表

表格

方案是否需要硬件可补偿行程压力可调适合场景
外置气动浮动单元浮动补偿头5‑20 mm调压阀手动调铸件、焊缝、粗打磨(绝大多数现场)
SFTON 伺服软浮动<0.5 mm转矩参数高精度抛光、防撞保护,不单独做打磨
MotoFit 六维力控力传感器 + 授权0.5‑2 mm程序动态修改高端曲面、需要多变压力,建议搭配浮动头

高频

  1. 只用 SFTON 伺服软浮动,不加外置浮动:毛坯误差大直接刚性撞击,崩砂轮;

  2. 负载识别LOADID时浮动单元处于自由伸缩状态,识别出来的质量重心完全错误;

  3. 过切量设置为 0,气动浮动单元没有压缩,浮动完全不起作用;

  4. 直接照搬 ABB / 库卡 COG 数值,安川 Y 轴方向不同,偏心方向错误,高速剧烈抖动。

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