簡介：力控制一般是指機器人應用領域的混合力/位置控制技術，利用力傳感器作為反饋裝置，將力反饋信號與位置控制(或速度控制)輸入信號相結合，通過相關的混合力/位置算法來實現。也稱為力/位置混合控制技術，簡稱力控制。這項技術是機器人技術發展的主要方向之一。目的是.

力控制一般是指機器人應用領域的混合力/位置控制技術，利用力傳感器作為反饋裝置，將力反饋信號與位置控制(或速度控制)輸入信號相結合，通過相關的混合力/位置算法實現混合力/位置控制技術。也稱為力/位置混合控制技術，簡稱力控制。

該技術是機器人技術的主要發展方向之一，旨在增加機器人的觸覺。一般與機器人視覺技術相結合，形成機器人的視覺和觸覺。

力控制技術主要分為關節力控制技術和末端力控制技術。關節力控制是指機器人的每個關節都有一個力/扭矩傳感器，而末端力控制是指在機器人的末端安裝一個力傳感器(1-6維傳感器)。

發展背景

當機器人完成一些與環境有力作用的任務時，如磨削、裝配等，簡單的位置控制會因位置誤差而產生過大的力，對零件或機器人造成傷害。當機器人在這樣的受限環境中運動時，往往需要協調力控制。

在位置控制下，機器人會嚴格按照預設的位置軌跡運動。如果機器人在移動過程中被障礙物阻擋，導致位置跟蹤誤差較大，機器人會盡力跟蹤預設的軌跡，最終導致機器人與障礙物之間產生巨大的內力。在力控制下，目標是控制機器人和障礙物之間的力。機器人遇到障礙物時，會智能調整預設的位置軌跡，從而消除內力。

常見應用領域

目前行業內幾乎還在使用傳統的位置控制技術，如：機器人在封閉且事先確認的空間內沿著規劃的軌跡運動；或者機器人從視覺系統得到反饋，使位置控制機器人具有適應外部可變環境的能力。

然而，在一些應用中，當更精確地控制施加到末端執行器的力比控制末端執行器的位置更重要時，有必要引入扭矩/力控制輸出或扭矩/力作為閉環反饋。

隨著工業過程標準的提高，越來越多的制造過程僅靠傳統的工業機器人位置控制難以執行。例如精密零件的柔性裝配和一致性較差的復雜曲面的磨削，特別是一致性較差的復雜曲面的磨削應用中，傳統的位置控制方法很可能由于工件一致性較差而引起的位置誤差而造成系統瞬時過載，從而對工件或機器人造成損傷。

大部分金屬工件經過焊接、鑄造等基本加工工序成型后，需要進行拋光、拋光、倒角等精加工工序，才能達到驗收標準。研磨過程中產生的大量彌漫性粉塵、腐蝕性碎片液體和噪音很容易導致安全事故，對操作人員造成傷害。同時，手工研磨也面臨著生產效率低、產品精度差、產品成型一致性差等缺點，給生產帶來很大的不確定性。

目前，很難擺脫人力來實現磨削和去毛刺操作的自動化，最大的技術難點是需要精確的強度控制。工件磨削的精度和一致性取決于磨具與工件的接觸面是否保持恒壓，這就需要實時力控制技術來控制工業機器人在磨削過程中的磨削力。力控制的精度和反饋速度決定了產品的磨削效果。因此，機器人控制技術成為企業實現高效自動化拋光亟待解決的問題。

三種力反饋模式

這里有

電流環：通過電機的電流閉環進行力閉環反饋控制，適用于小減速比(減速比小于10)的直驅電機應用場景，如小阻抗控制人機交互機械臂、小四足；

力/扭矩傳感器):直接使用商用六維力/扭矩傳感器，例如典型的ATI或Robotiq公司。在仿人機器人中，力/力矩傳感器通常安裝在鞋底和踝關節之間，機械手和腕關節之間，用來測量末端執行器(機械手或鞋底)與外界環境相互作用的力；

柔順結構):彈性體設計。彈性體在集成到驅動器的外部輸出端之前，往往會形成SEA。通過彈性體變形進行扭矩測量通常適用于人形機器人集成度高、對駕駛員輸出扭矩要求高的應用。

有了力控，還需要位置控制嗎？

位置控制總是需要的，業界共識是：“必須引入力/力矩控制。未來控制有兩個控制量，應該淘汰純位置控制。”

以工業機器人手臂用于表面拋光的應用場景為例：表面拋光的力控制只需要存在于垂直于拋光面的方向，即嚴格控制末端執行器與拋光面的接觸力，而對于其他方向，則不需要進行力的控制，只需要位置控制就可以實現。拋光過程完成后，控制器必須切換回純位置控制，收回機械臂。未來的控制器需要有在位置控制和力控制之間靈活切換的能力。