工业机器人力觉视觉控制高级应用

第1篇 力觉控制在工业机器人上的应用
第1章　力觉控制在工业机器人上的应用范围 / 2
　1.1　机器人现场应用出现的问题 / 2
　1.2　什么是力觉控制功能 / 2
　1.3　力觉控制技术规格及技术术语 / 2

第2章　力觉控制器的硬件配置及连接 / 4
　2.1　机器人及力觉控制系统的构成 / 4
　2.2　力觉控制器产品型号及构成（1F-FS001-W200 ） / 4
　2.3　力觉控制器的技术规格 / 5
　　2.3.1　力觉控制器各部位名称 / 5
　　2.3.2　力觉控制器的技术规格 / 5
　2.4　力觉传感器技术规格 / 6
　2.5　力觉传感器的安装 / 7
　　2.5.1　适配器安装 / 7
　　2.5.2　传感器安装 / 7
　　2.5.3　安装角度 / 8
　2.6　连接与配线 / 8
　　2.6.1　力觉控制器与机器人控制器的连接 / 8
　　2.6.2　力觉传感器与力觉控制器的连接 / 9
　　2.6.3　电源的连接 / 9

第3章　力觉控制的坐标系及参数设置 / 10
　3.1　坐标系的定义 / 10
　　3.1.1　力觉坐标系（机械接口） / 10
　　3.1.2　力觉坐标系（工具） / 10
　　3.1.3　力觉坐标系（直交） / 11
　　3.1.4　力觉传感器坐标系 / 11
　3.2　初始参数的设置 / 12
　　3.2.1　初始参数一览 / 12
　　3.2.2　力觉控制器识别参数 / 12
　　3.2.3　校正参数的设置 / 13
　　3.2.4　力觉传感器允许值 / 16
　　3.2.5　力觉控制补偿限制 / 17
　　3.2.6　力觉传感器数据滤波器设定 / 17
　　3.2.7　力觉传感器最小控制力设定 / 17
　3.3　连接设定的检查与确认 / 18
　　3.3.1　确认力觉传感器通信数据 / 18
　　3.3.2　确认力觉传感器的安装及坐标系校准 / 18

第4章　力觉控制的相关指令及状态变量 / 20
　4.1　力觉控制指令 / 20
　　4.1.1　力觉控制功能启动指令——Fsc On / 20
　　4.1.2　Fsc Off / 22
　　4.1.3　FsGChg / 22
　　4.1.4　切换控制特性指令——FsCTrg / 23
　4.2　力觉控制的状态变量 / 24
　　4.2.1　状态变量一览表 / 24
　　4.2.2　设置/存储当前使用的“力觉控制坐标系”——M_FsCod0、M_FsCod1 / 25
　　4.2.3　设置/存储当前各轴的力觉控制模式——P_FsMod0、P_FsMod1 / 26
　　4.2.4　设置/存储当前各轴的刚度系数——P_FsStf0、P_FsStf1 / 26
　　4.2.5　设置/存储当前各轴的阻尼系数——P_FsDmp0、P_FsDmp1 / 27
　　4.2.6　设置/存储各轴的“作用力指令值”——P_FsFCd0、P_FsFCd1 / 28
　　4.2.7　设置/存储“速度指令值”——P_FsSpd0、P_FsSpd1 / 28
　　4.2.8　设置/存储各轴的“模式切换判定值”——P_FsSwF0、P_FsSwF1 / 29
　　4.2.9　P_FsGn0、P_FsGn1 / 30
　　4.2.10　设置/存储“作用力检测设定值”—— P_FsFLm0、P_FsFLm1 / 30
　4.3　力觉检测功能指令 / 31
　　4.3.1　力觉检测指令一览表 / 31
　　4.3.2　定义一个“Mo 组合条件”——Def MoTrg / 31
　　4.3.3　设置“Mo 组合条件”的有效/无效指令——SetMoTrg / 32
　4.4　力觉检测功能的状态变量 / 33
　　4.4.1　与力觉检测功能有关的状态变量 / 33
　　4.4.2　“Mo 组合条件”状态——M_MoTrg / 33
　　4.4.3　判定“作用力当前值”是否超过“检测设定值”——M_FsLmtS / 34
　　4.4.4　表示“实际值的变化状态”——P_FsLmtR / 34
　　4.4.5　表示 “实际值”是否超过“设定值”——P_FsLmtX / 35
　　4.4.6　表示“实际值”第1 次超过“检测值”时的位置—— P_FsLmtP / 35
　　4.4.7　表示超过“检测设定值”时的“作用力实际数据”——P_FsLmtD / 36
　　4.4.8　表示“作用力实测数据最大值”——P_FsMaxD / 36
　　4.4.9　“当前作用力”实测数值——P_FsCurD / 37
　　4.4.10　力觉指令位置——P_FsCurP / 37
　　4.4.11　表示力觉控制的ON/OFF 状态——M_FsCSts / 38
　4.5　力觉日志功能指令 / 38
　　4.5.1　与力觉日志功能有关的指令 / 38
　　4.5.2　数据采集指令——FsLog On / 38
　　4.5.3　数据采集结束指令——FsLog Off/ 39
　　4.5.4　FsOutLog / 39
　4.6　其他指令 / 40
　4.7　样例程序 / 42
　　4.7.1　样例程序1 / 42
　　4.7.2　样例程序2 / 43
　　4.7.3　样例程序3 / 44
　　4.7.4　样例程序4 / 47

第5章　力觉控制中的作用力控制 / 48
　5.1　作用力控制的种类 / 48
　　5.1.1　作用力控制 / 48
　　5.1.2　刚度控制 / 48
　　5.1.3　位置控制 / 48
　　5.1.4　补偿 / 48
　5.2　力觉控制功能有效/无效指令 / 49
　5.3　控制模式及控制特性概述 / 49
　　5.3.1　“控制模式/控制特性”技术参量的定义 / 50
　　5.3.2　力觉控制坐标系 / 51
　　5.3.3　力觉控制模式 / 52
　　5.3.4　刚度系数 / 52
　　5.3.5　阻尼系数 / 52
　5.4　控制特性 / 53
　　5.4.1　作用力指令值 / 53
　　5.4.2　速度指令值 / 53
　　5.4.3　模式切换判定值 / 54
　　5.4.4　力觉控制增益 / 55
　　5.4.5　作用力检测设定值 / 55
　5.5　传感器数据清零 / 55
　5.6　改变控制特性的指令 / 56
　　5.6.1　更改“控制特性”指令——FsGChg / 56
　　5.6.2　根据“Mo 组合条件”执行切换“控制特性”的指令——FsCTrg / 56
　5.7　应用案例 / 57
　　5.7.1　应用案例1——作用力控制 / 58
　　5.7.2　应用案例2——“速度优先模式”与“作用力模式”的切换 / 59
　　5.7.3　刚度控制 / 60
　　5.7.4　控制特性变更1 / 61
　　5.7.5　控制特性变更2（Mo组合条件） / 63

第6章　力觉检测 / 65
　6.1　概述 / 65
　6.2　Mo 组合条件 / 66
　6.3　作用力检测状态 / 66
　　6.3.1　M_FsLmtS / 66
　　6.3.2　P_FsLmtR / 66
　6.4　数据锁存 / 66
　6.5　数据（储存） / 66
　6.6　应用案例 / 66
　　6.6.1　应用案例1 / 66
　　6.6.2　应用案例2 / 67
　　6.6.3　应用案例3 / 69

第7章　力觉日志功能及应用 / 71
　7.1　力觉日志采集的数据对象和技术指标 / 71
　7.2　力觉日志功能相关参数的设置 / 72
　7.3　采集力觉数据的指令 / 73
　7.4　力觉数据的传送 / 73
　7.5　应用案例 / 74
　　7.5.1　传送应用案例1 / 74
　　7.5.2　传送应用案例2 / 75

第8章　力觉控制的相关参数 / 77
　8.1　力觉功能关联参数 / 77
　8.2　参数设置 / 79
　　8.2.1　初始参数设置 / 79
　　8.2.2　控制模式参数设置 / 79
　　8.2.3　控制特性参数设置 / 80
　　8.2.4　力觉日志参数设置 / 82

第9章　示教操作 / 83
　9.1　使用示教单元能够执行的力觉控制功能 / 83
　　9.1.1　力觉控制 / 83
　　9.1.2　作为力觉监视器 / 87
　　9.1.3　接触检查 / 88
　　9.1.4　使用案例 / 90
　9.2　示教操作 / 92
　　9.2.1　关于示教位置的注意要点 / 92
　　9.2.2　使用案例（示教操作） / 94

第10章　工程应用案例 / 97
　10.1　零部件装配 / 97
　10.2　相位对准推入 / 98

第11章　力觉控制中故障检测与报警 / 101
　11.1　报警一览表 / 101
　11.2　报警及对策的详细说明 / 102
　11.3　力觉控制单元的报警 / 107
　11.4　机器人故障及对策 / 108

第2篇 视觉控制在工业机器人的应用
第12章　视觉控制在工业机器人的应用 / 110
　12.1　概述 / 110
　12.2　前期准备及通信设置 / 110
　　12.2.1　基本设备配置及连接 / 110
　　12.2.2　通信设置 / 111
　12.3　工具坐标系原点的设置 / 113
　　12.3.1　操作方法 / 113