5.3　控制模式及控制特性概述

（1）控制模式

“控制模式”包括下列4个参量，如表5-2所示。“控制模式”可以设置为11组。每一组中的各参量都可以用对应的参数和“状态变量”进行设置。在使用FSC ON指令时要设置“控制模式”的编号。

（2）控制特性

“控制特性”包括下列5个参量，如表5-3 所示。“控制特性”可以设置为11组。每一组中的各参量都可以用对应的参数和“状态变量”进行设置。在使用FSC ON指令时要设置“控制特性”的编号。

5.3.1　“控制模式/控制特性”技术参量的定义

“控制模式/控制特性”技术参量的定义如表5-4所示。

以上对“控制模式/控制特性”技术参量进行了定义。在实际应用中是使用参数或“状态变量”设置“控制模式/控制特性”技术参量，如表5-5所示。具体使用参数还是使用“状态变量”进行设置，由“控制模式/控制特性”的“组号”决定。

5.3.2　力觉控制坐标系

（1）力觉工具坐标系

如图5-1所示是力觉工具坐标系。

力觉工具坐标系以机器人的工具（TOOL）坐标系为基准，力觉工具坐标系的原点与机器人的工具（TOOL）坐标系的原点重合，但作用力和力矩的方向（+向）如图5-1所示［与机器人工具（TOOL）坐标系相反］。力矩的方向按“右手法则”确定正方向。以F_Xt、F_Yt、F_Zt表示作用力。以M_Xt、M_Yt、M_Zt表示力矩。

（2）力觉直交坐标系

如图5-2所示是力觉直交坐标系。

力觉直交坐标系以机器人的直交坐标系为基准，力觉直交坐标系的原点与机器人的直交坐标系的原点重合，但作用力和力矩的方向（+向）如图5-2所示（与机器人直交坐标系相反）。力矩的方向按“右手法则”确定正方向。以F_X、F_Y、F_Z表示作用力，以M_X、M_Y、M_Z表示力矩。

5.3.3　力觉控制模式

力觉控制模式的内容如表5-6所示。

5.3.4　刚度系数

在刚度控制中，“刚度系数”与弹簧的“弹簧常数”是等价的，数值越大，刚度越大。

选择“刚度控制模式”时，外力作用在机械臂的前端，如果“示教位置”和“实际位置”不相符合（有差值），则根据“差值”和“刚度系数”，机械手移动一个位置。在这个位置上，机械手所受的“作用力”由“差值”和“刚度系数”决定。

图5-3所示是只对Z轴进行刚度控制的场合。假设Z方向的“刚度系数”为0.5N/mm，“指令位置”在接触面下方5mm，在接触面上产生的力F的计算如下。

F=0.5N/mm×5mm=2.5N

由于“刚度系数”越小，“作用力”越小，因此机器手能够相应做较大的移位。“刚度系数”设定为0.0时，即使由于外力作用产生机器人位置的移位，也不会产生反作用力。

5.3.5　阻尼系数

执行力觉控制（刚度控制及作用力控制），如果发生振动时，可以调整阻尼系数。阻尼系数越大，抑制振动的效果越好，但是由于对于急剧变化的作用力补偿动作会有延迟，接触工件的瞬间作用力会变大。

阻尼系数的调整必须在“控制增益”调整完成之后，根据需要进行（“控制增益”过大时也会发生振动）。