《工业机器人控制》PPT课件
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统。所以，工业机器人的控制，一般是一个计算机控 制系统，计算机软件担负着艰巨的任务。 仅仅是位置闭环是不够的，还要利用速度，甚至加速 度闭环。系统中还经常采用一些控制策略，比如使用 重力补偿、前馈、解耦、基于传感信息的控制和最优 PID控制等。
➢工业机器人还有一种特有的控制方式——示教再现 控制方式。
利用传感器检测出物体的位置和运动速度，并
且假设控制系统能利用这些信息，可按下述的控 制规律来计算驱动益器kp适和应当k该v，选施就择加可控于得制物到系体所统上希的望的增力：
的任意二阶系统的品质，实 现抑制干扰力，并使物体保
持在预定的位置上。
系统的运动方程为
不仅要求受控物体定位在某固定位置，而且要求
坐标系{c}，坐标系{c}为约束坐标系，它总是处于 与某项具体任务有关的位置。
执行一项作业任务就可以用一组在{c}坐标系中 定义的约束条件来表示。
约束坐标系的选择
特点
➢取决与所执行的任务；
(1) {C}➢为一直般角应坐建标立系在，机器以人方手便爪描述作业操作；
与作业对象相接触的界面上。
(2) 视任务的不同，{C}可能在环境中固定 不动，也可能随手爪一起运动；
力之一。
无体意根因作论到此适义据以达，当，给多目往的这定么的往坐种的高 位 要 标相任的 置 根 变互 务精 ， 据 换关 ，度 作 需 。系 经控 为 要 而是 常制 工 ， 且首 要手 业 选 还要 求臂 机 择 因的 解， 器 不 工。 运若 人 同 业动不 来 的 机学能说基器正夹，准人问持那坐各题并就标关和操失系节逆作去，之问物了并间题，
惯性力、哥氏力的耦合作用以及重力负载的影响使问
题复杂化，所以使工业机器人控制问题也变得复杂。
➢即使一个简单的工业机器人也至少有3～5个自由度 相关。
➢描述工业机器人状态和运动的数学模型是一个非线 性模每型个，自随由着度状一态般的包变含化一，个其伺参服数机也构在，变多化个，独各立变的量伺服 之间系还统存必在须耦有合机。地协调起来，组成一个多变量的控制系
要采取力(力矩)控制方式。
工业机器人位置控制的目的，就是要使机器人各关 节实现预先所规划的运动，最终保证工业机器人终端 (手爪)沿预定的轨迹运行。
工业机器人大多为串接的连杆结构，其动态特性具 有高度的非线性，在其控制系统的设计中，往往把机 器人的每个关节当成一个独立的伺服机构来处理。
工业每机一器个人关模节型是中由，一通个常驱每动个器关单节独装驱有动位的置,采传用感反器馈，控 用以制测，量利关用节各位关移节；传有感时器还得用到速的度反传馈感信器息(，如计测算速所电需机的) 力 检测矩关，节发速出度相。应的力矩指令，以实现要求的运动。
➢ 多采用电阻（或半导体）应变技术。
敏感元件应变片粘贴 在金属骨架上，金属骨架承 受的力决定了应变片的输出 信号的大小。
➢ 控制的角度来看，一般希望力传感器具有多维信 号检测能力。
考虑的问题：
➢ 为了获得所需的力信息，需要有多少组敏感元件。 ➢ 敏感元件相互之间应怎样配置，才能保证应变信 号提取的合理性，尽量避免和减少彼此间的干扰。
工业机器人的控制主要包括： ➢➢机应实器早示置穿现人期教是孔的动工再由纸路作业现凸带径的机方轮、进机系与顺器 式 、 磁入器统人进挡鼓位序2人综0的行块、置；则合世控的、继；主实纪制，插电要现80是控销器使上年通制板等用述代过装、机微装以型置来计的的算功工机能业。 ➢动作电时元间件间构隔成以。及作用于对象物上的作用力等。
每一子任务是由机器人手爪(或工具)与作业环境 的具体接触状态来定义的，即可以根据子任务的特 征，把这些子任务与一组约束条件联系起来。
完成一项任务，就是要机器人执行由各子任务的约 束条件所构成的约束序列。
1、约束条件
约束条件
自然约束 人为约束
自人然为约束，则是指 人由 为环 给境 定的几 约何 束特 ，性 用或 来作描业述结机构器特人预 征期等的引运起动的或对 施机 加器 的人 力的 ，约 也束 就， 是是 说当 ，机 当器要人描手述爪预接期触 外的界位环置境或的力时 的候 轨自 迹然 时生 ，成 就的 要约 定束 义条 一件 组。人为约束条件。
工业机器人控制系统一般是以机器人的单轴或多轴运
动协调为目的的控制系统。
哥氏力，Coriolis for
➢传统的自动机械ce是，以有自些身书的中也动翻作为为科重点，而工业机 器人的控制系统更氏着力重。本在体地与理操学作中对又象的相互关系。
称为地转偏向力，是地
➢工业机器人的控球制在与转机动构中运出现动的学惯及性动力学密切相关。
(3) {C}有六个自由度。任一时刻的作业均 可分解为沿{C}中每一自由度的位置控制 或力控制。
约束坐标系的选择
例题：
图示拧螺钉操作是一 项典型的机器人作业任 务。试建立约束坐标系 并依作业进程确定自然 约束和制定人为约束条 件。 {C}的坐标原点cO固定在 螺钉孔中心线上，cZ轴 和中心线重合，而cX、cY 轴方向恒定。
3、力（力矩）控制方式
工业机器人按预定的指 令实平了行曲，行稳实程线等操表位力控加、现要。作作面之或制、定这遵业器接外力运减位一循在时与触，矩动速准要一进，环，还进部，确求定行工境除要行件以的，的装业或了求工的满要机速配机作要使作速足求器度或器业求用，度运。人变抓人对准适这和动为的化取末象确度时物端的定的就体
能跟踪指定的目标轨适迹当。选择控制规律， 导出系统误差空间的二
阶微分方程。就可适当
选择增益kp和kv，容易确
定系统对于误差抑制特
性。
在如喷果漆只、对点其焊实、施搬位运置时控所制使，用有的可工能业由机于器机人器，人一的般位只姿 要误求差其及末作端业操对作象器放(置喷不枪准、，焊或枪者、使手手爪爪等与)沿作某业一对预象定脱的离 路接径触运，动或，者运使动两过者程相中碰末撞端而操引作起器过始大终的不接与触外力界，任其何结物果， 体不相是接机触器。人手爪在空中晃动，就是造成机器人或作业对 象的损伤。
➢ 在机器人上安装力传感器，用来检测机器人与环境接 触状态的变化信息。
控制系统根据预先制定的控制策略对这些信息作出 处理后，可以指挥机器人在不确定环境下进行与该环 境相适应的操作，从而使机器人能胜任复杂的作业任 务，这是机器人的一种智能化特征。
力(包括力矩)传感器的作用，是用来检测机器人自身 的内部力及机器人与外界接触时相互作用的力的大小。
当工要业工机业器机人器控人制完系成统某是作一业个时与，运可动预学先和移动动力工学业原机理器 密人切的相手关臂的，、来有示耦教合该的作、业非顺线序性、的位多置变以量及控其制他系信统息。，
在执行时，依靠工业机器人的动作再现功能，可重复 随进着行实该际作工业作。情况的不同，可以采用各种不同的控制 方式，从简单的编程自动化，微处理机控制到小型计 算机控制等。
其法误 是差 近仍似然的保，持因在 为很 它小 忽的 略范 了围 工之 业内 机。 器在 人实的际运中动，结可构以特点，
利即用 各数 个学关分节析之的间方 相法 互， 耦① 合根 和据 随系 形统 位的 变模 化型的和事假实设。条如件果对 判于断 更量系 高，机工统性装器业的能于人机稳要机本器定求器身人性 的人、 接和 机各控 受动 器关制 控态 人节系 制品 控上统 系质 制的和 统， ，传轨 发② 则感迹 出也 必器规 的可 须测划 关以考出器节采虑关之驱用更节间动仿有位的力置真效关矩矢和的系矢动 实态验 模量的 型和方、关法更节判高速别级度系 的矢统 控量的 制，优 方再劣 法反。 和馈更到完控善制的器计上算，机这体样由系反结构。
➢上装的这于力种手和方爪力式指矩能尖。够上典比。型较的直传接感地器测能量够作测用量在作机用器于人手手爪爪 的力测和得力的矩环的境6对个手分爪量的。作。用力最直接，一般是在手 指内部贴应变片，形成“力敏感手指”，可以测量 作用于每个手指上的1～4个分力。
1、约束条件
机器人执行某项任务，往往要分成若干步骤， 我们将这些步骤称作子任务。
除了在一些自由度方向进行位置控制外，还需要在另 一些自由度方向进行力控制。
装配、加工、抛光等作业中，工作过程中要求机器人 手爪与作业对象接触，并保持一定的压力。
➢ 由于力是在两物体相互作用后才产生的，因此力控制 是首先将环境考虑在内的控制问题。
➢ 为了对机器人进行力控制，需要分析机器人手爪与环 境的约束状态，并根据约束条件制定控制策略。
约束条件 自然约束 人为约束
位置控制 力控制
人为约束条件必须与自然约束条件相适应，因为 在一个给定的自由度上不能同时对力和位置实施 控制。因此，机器人手爪在工作平台上完成操作 作业时，人为约束条件只能是沿平台表面的路径 轨迹和与平台垂直方向上的接触力。
2、约束坐标系
广义平面
沿此广义平面的法线方向有自然位置约 束，可以加人为力约束，即实施力控制； 而沿切向方向有自然力约束，可以加人 为位置约束，即实施位置控制。
这。类这控类制运的动特控点制是的仅特 控点制是离连散续点控上制工工业业机机器器人人手手 爪爪或(工或具工的具位)的姿位，姿要轨求迹尽。快一 而般无要超求调速地度实可现控相、邻轨点迹之光间滑 的且运运动动，平但稳对。相轨邻迹点控之制间的技 运术动指轨标迹是一轨般迹不精做度具和体平规稳定。
性。。
2、速度控制方式
➢ 在保持刚度的前提下，采用什么样的结构能提高 灵敏度。
在进行传感器的总体设计时。还要考虑传感器的 量程、精度、分辨率、过载保护以及与机器人的连 接方法等问题。
安装位置：
➢ 装在关节驱动器轴上，传感器测量驱动器本身输 出力和力矩。
对有些控制方式是有效的，对控制决策的实现也 ➢较装为在有工利业，机但器是人一腕般部情，况即下安，放无在法手提爪供与机机器器人人手最爪 后与一环个境关接节触之力间的。信息。
设 工计业这机样器人的控的制控系制是统，个其多中输入心问一题多是输保出证控所制得系到统的。我
闭们把环每系个统满关节足作一为定的一个性独能立指标的系要统求。，因它而最，基对本于的一准个则具
是有系m个统关的节稳的定工性业。机我器们人讲来系说统，是我稳们定可的以，把是它指分它解在成实m个
现独立所的规单划的输入路一径单轨迹输出时控，制即使系统在。一这定种的独干立扰关作节用控下制，方
变化，因此必须改变人为约束条件，即拧到位置后，
为了保证预紧力恒定，要控制mz的大小。
例题：
拧螺钉的操作控制时，手爪在{C}中六个 自由度的六个位移分量状态为：
约束坐标系的选择
手爪施加给螺钉的力/力矩分量状态为：
例题：
自然约束与人为约束表达式为：
约束坐标系的选择
例题：
两点结论：
约束坐标系的选择
(1)人为约束必须适应自然约束，且两 者的约束数目相等。即当{c}中某个自 由度上存在位置自然约束时，就应该相 应地给定一个力的人为约束；反之亦然。
约束坐标系的选择
例题： ➢定义机器人手爪在{C}中六个自
由度上的六个位移分量：即x、y、 z为沿{C}各坐标轴的位移分量；以
θx，θy、θz为绕{C}各坐标轴的角
位移分量。
➢定义机器人手爪施加给螺钉的力 在{C}中六个自由度上的分量。
➢即fx、fy、fz为沿{C}各坐标轴的 力分量；mx，my，mz为绕{c)各坐标
轴的力矩分量。
例题：
当螺钉进入螺钉孔下行时，手爪在{C) 中六个自由度上的六个位移分量状态为：
约束坐标系ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ选择
机器人手爪施加给螺钉的力状态为：
例题：
相应地，自然约束与人为约束表达式为：
约束坐标系的选择
当螺钉继续沿螺钉孔下行，利用传感器检测出绕cz轴
的力矩值m超过了某一阈值，说明自然约束条件发生了
工业机器人控制结构的选择，是由工业机器人所执 行的任务决定的。
按运动坐标控制方式 按适应程度 按控制机器人数目 按运动控制方式
关节空间运动控制 程序控制系统 直角坐标空间运动控制 适应性控制系统
单人控工系智统能控制系统 位置控制 群控系统 速度控制
力控制
1、位置控制方式
（1）点位控制
（2）连续轨迹控制
馈控制构成了工业机器人的闭环控制系统
质位量置为控m制的问物题体就作是单建自立由一度 运到个动弹合，簧适假力的设作控物用制体外器运，，动还使时受物除到体受与在
速驱度动成力正f的比作的用摩下擦，阻即力使作系用统。
若统存取平在参衡随考的机坐位干标置扰系，力原则，点该也位系能于统使系的物
自体由始运终动维方持程在为预：期位置上
➢工业机器人还有一种特有的控制方式——示教再现 控制方式。
利用传感器检测出物体的位置和运动速度，并
且假设控制系统能利用这些信息，可按下述的控 制规律来计算驱动益器kp适和应当k该v，选施就择加可控于得制物到系体所统上希的望的增力：
的任意二阶系统的品质，实 现抑制干扰力，并使物体保
持在预定的位置上。
系统的运动方程为
不仅要求受控物体定位在某固定位置，而且要求
坐标系{c}，坐标系{c}为约束坐标系，它总是处于 与某项具体任务有关的位置。
执行一项作业任务就可以用一组在{c}坐标系中 定义的约束条件来表示。
约束坐标系的选择
特点
➢取决与所执行的任务；
(1) {C}➢为一直般角应坐建标立系在，机器以人方手便爪描述作业操作；
与作业对象相接触的界面上。
(2) 视任务的不同，{C}可能在环境中固定 不动，也可能随手爪一起运动；
力之一。
无体意根因作论到此适义据以达，当，给多目往的这定么的往坐种的高 位 要 标相任的 置 根 变互 务精 ， 据 换关 ，度 作 需 。系 经控 为 要 而是 常制 工 ， 且首 要手 业 选 还要 求臂 机 择 因的 解， 器 不 工。 运若 人 同 业动不 来 的 机学能说基器正夹，准人问持那坐各题并就标关和操失系节逆作去，之问物了并间题，
惯性力、哥氏力的耦合作用以及重力负载的影响使问
题复杂化，所以使工业机器人控制问题也变得复杂。
➢即使一个简单的工业机器人也至少有3～5个自由度 相关。
➢描述工业机器人状态和运动的数学模型是一个非线 性模每型个，自随由着度状一态般的包变含化一，个其伺参服数机也构在，变多化个，独各立变的量伺服 之间系还统存必在须耦有合机。地协调起来，组成一个多变量的控制系
要采取力(力矩)控制方式。
工业机器人位置控制的目的，就是要使机器人各关 节实现预先所规划的运动，最终保证工业机器人终端 (手爪)沿预定的轨迹运行。
工业机器人大多为串接的连杆结构，其动态特性具 有高度的非线性，在其控制系统的设计中，往往把机 器人的每个关节当成一个独立的伺服机构来处理。
工业每机一器个人关模节型是中由，一通个常驱每动个器关单节独装驱有动位的置,采传用感反器馈，控 用以制测，量利关用节各位关移节；传有感时器还得用到速的度反传馈感信器息(，如计测算速所电需机的) 力 检测矩关，节发速出度相。应的力矩指令，以实现要求的运动。
➢ 多采用电阻（或半导体）应变技术。
敏感元件应变片粘贴 在金属骨架上，金属骨架承 受的力决定了应变片的输出 信号的大小。
➢ 控制的角度来看，一般希望力传感器具有多维信 号检测能力。
考虑的问题：
➢ 为了获得所需的力信息，需要有多少组敏感元件。 ➢ 敏感元件相互之间应怎样配置，才能保证应变信 号提取的合理性，尽量避免和减少彼此间的干扰。
工业机器人的控制主要包括： ➢➢机应实器早示置穿现人期教是孔的动工再由纸路作业现凸带径的机方轮、进机系与顺器 式 、 磁入器统人进挡鼓位序2人综0的行块、置；则合世控的、继；主实纪制，插电要现80是控销器使上年通制板等用述代过装、机微装以型置来计的的算功工机能业。 ➢动作电时元间件间构隔成以。及作用于对象物上的作用力等。
每一子任务是由机器人手爪(或工具)与作业环境 的具体接触状态来定义的，即可以根据子任务的特 征，把这些子任务与一组约束条件联系起来。
完成一项任务，就是要机器人执行由各子任务的约 束条件所构成的约束序列。
1、约束条件
约束条件
自然约束 人为约束
自人然为约束，则是指 人由 为环 给境 定的几 约何 束特 ，性 用或 来作描业述结机构器特人预 征期等的引运起动的或对 施机 加器 的人 力的 ，约 也束 就， 是是 说当 ，机 当器要人描手述爪预接期触 外的界位环置境或的力时 的候 轨自 迹然 时生 ，成 就的 要约 定束 义条 一件 组。人为约束条件。
工业机器人控制系统一般是以机器人的单轴或多轴运
动协调为目的的控制系统。
哥氏力，Coriolis for
➢传统的自动机械ce是，以有自些身书的中也动翻作为为科重点，而工业机 器人的控制系统更氏着力重。本在体地与理操学作中对又象的相互关系。
称为地转偏向力，是地
➢工业机器人的控球制在与转机动构中运出现动的学惯及性动力学密切相关。
(3) {C}有六个自由度。任一时刻的作业均 可分解为沿{C}中每一自由度的位置控制 或力控制。
约束坐标系的选择
例题：
图示拧螺钉操作是一 项典型的机器人作业任 务。试建立约束坐标系 并依作业进程确定自然 约束和制定人为约束条 件。 {C}的坐标原点cO固定在 螺钉孔中心线上，cZ轴 和中心线重合，而cX、cY 轴方向恒定。
3、力（力矩）控制方式
工业机器人按预定的指 令实平了行曲，行稳实程线等操表位力控加、现要。作作面之或制、定这遵业器接外力运减位一循在时与触，矩动速准要一进，环，还进部，确求定行工境除要行件以的，的装业或了求工的满要机速配机作要使作速足求器度或器业求用，度运。人变抓人对准适这和动为的化取末象确度时物端的定的就体
能跟踪指定的目标轨适迹当。选择控制规律， 导出系统误差空间的二
阶微分方程。就可适当
选择增益kp和kv，容易确
定系统对于误差抑制特
性。
在如喷果漆只、对点其焊实、施搬位运置时控所制使，用有的可工能业由机于器机人器，人一的般位只姿 要误求差其及末作端业操对作象器放(置喷不枪准、，焊或枪者、使手手爪爪等与)沿作某业一对预象定脱的离 路接径触运，动或，者运使动两过者程相中碰末撞端而操引作起器过始大终的不接与触外力界，任其何结物果， 体不相是接机触器。人手爪在空中晃动，就是造成机器人或作业对 象的损伤。
➢ 在机器人上安装力传感器，用来检测机器人与环境接 触状态的变化信息。
控制系统根据预先制定的控制策略对这些信息作出 处理后，可以指挥机器人在不确定环境下进行与该环 境相适应的操作，从而使机器人能胜任复杂的作业任 务，这是机器人的一种智能化特征。
力(包括力矩)传感器的作用，是用来检测机器人自身 的内部力及机器人与外界接触时相互作用的力的大小。
当工要业工机业器机人器控人制完系成统某是作一业个时与，运可动预学先和移动动力工学业原机理器 密人切的相手关臂的，、来有示耦教合该的作、业非顺线序性、的位多置变以量及控其制他系信统息。，
在执行时，依靠工业机器人的动作再现功能，可重复 随进着行实该际作工业作。情况的不同，可以采用各种不同的控制 方式，从简单的编程自动化，微处理机控制到小型计 算机控制等。
其法误 是差 近仍似然的保，持因在 为很 它小 忽的 略范 了围 工之 业内 机。 器在 人实的际运中动，结可构以特点，
利即用 各数 个学关分节析之的间方 相法 互， 耦① 合根 和据 随系 形统 位的 变模 化型的和事假实设。条如件果对 判于断 更量系 高，机工统性装器业的能于人机稳要机本器定求器身人性 的人、 接和 机各控 受动 器关制 控态 人节系 制品 控上统 系质 制的和 统， ，传轨 发② 则感迹 出也 必器规 的可 须测划 关以考出器节采虑关之驱用更节间动仿有位的力置真效关矩矢和的系矢动 实态验 模量的 型和方、关法更节判高速别级度系 的矢统 控量的 制，优 方再劣 法反。 和馈更到完控善制的器计上算，机这体样由系反结构。
➢上装的这于力种手和方爪力式指矩能尖。够上典比。型较的直传接感地器测能量够作测用量在作机用器于人手手爪爪 的力测和得力的矩环的境6对个手分爪量的。作。用力最直接，一般是在手 指内部贴应变片，形成“力敏感手指”，可以测量 作用于每个手指上的1～4个分力。
1、约束条件
机器人执行某项任务，往往要分成若干步骤， 我们将这些步骤称作子任务。
除了在一些自由度方向进行位置控制外，还需要在另 一些自由度方向进行力控制。
装配、加工、抛光等作业中，工作过程中要求机器人 手爪与作业对象接触，并保持一定的压力。
➢ 由于力是在两物体相互作用后才产生的，因此力控制 是首先将环境考虑在内的控制问题。
➢ 为了对机器人进行力控制，需要分析机器人手爪与环 境的约束状态，并根据约束条件制定控制策略。
约束条件 自然约束 人为约束
位置控制 力控制
人为约束条件必须与自然约束条件相适应，因为 在一个给定的自由度上不能同时对力和位置实施 控制。因此，机器人手爪在工作平台上完成操作 作业时，人为约束条件只能是沿平台表面的路径 轨迹和与平台垂直方向上的接触力。
2、约束坐标系
广义平面
沿此广义平面的法线方向有自然位置约 束，可以加人为力约束，即实施力控制； 而沿切向方向有自然力约束，可以加人 为位置约束，即实施位置控制。
这。类这控类制运的动特控点制是的仅特 控点制是离连散续点控上制工工业业机机器器人人手手 爪爪或(工或具工的具位)的姿位，姿要轨求迹尽。快一 而般无要超求调速地度实可现控相、邻轨点迹之光间滑 的且运运动动，平但稳对。相轨邻迹点控之制间的技 运术动指轨标迹是一轨般迹不精做度具和体平规稳定。
性。。
2、速度控制方式
➢ 在保持刚度的前提下，采用什么样的结构能提高 灵敏度。
在进行传感器的总体设计时。还要考虑传感器的 量程、精度、分辨率、过载保护以及与机器人的连 接方法等问题。
安装位置：
➢ 装在关节驱动器轴上，传感器测量驱动器本身输 出力和力矩。
对有些控制方式是有效的，对控制决策的实现也 ➢较装为在有工利业，机但器是人一腕般部情，况即下安，放无在法手提爪供与机机器器人人手最爪 后与一环个境关接节触之力间的。信息。
设 工计业这机样器人的控的制控系制是统，个其多中输入心问一题多是输保出证控所制得系到统的。我
闭们把环每系个统满关节足作一为定的一个性独能立指标的系要统求。，因它而最，基对本于的一准个则具
是有系m个统关的节稳的定工性业。机我器们人讲来系说统，是我稳们定可的以，把是它指分它解在成实m个
现独立所的规单划的输入路一径单轨迹输出时控，制即使系统在。一这定种的独干立扰关作节用控下制，方
变化，因此必须改变人为约束条件，即拧到位置后，
为了保证预紧力恒定，要控制mz的大小。
例题：
拧螺钉的操作控制时，手爪在{C}中六个 自由度的六个位移分量状态为：
约束坐标系的选择
手爪施加给螺钉的力/力矩分量状态为：
例题：
自然约束与人为约束表达式为：
约束坐标系的选择
例题：
两点结论：
约束坐标系的选择
(1)人为约束必须适应自然约束，且两 者的约束数目相等。即当{c}中某个自 由度上存在位置自然约束时，就应该相 应地给定一个力的人为约束；反之亦然。
约束坐标系的选择
例题： ➢定义机器人手爪在{C}中六个自
由度上的六个位移分量：即x、y、 z为沿{C}各坐标轴的位移分量；以
θx，θy、θz为绕{C}各坐标轴的角
位移分量。
➢定义机器人手爪施加给螺钉的力 在{C}中六个自由度上的分量。
➢即fx、fy、fz为沿{C}各坐标轴的 力分量；mx，my，mz为绕{c)各坐标
轴的力矩分量。
例题：
当螺钉进入螺钉孔下行时，手爪在{C) 中六个自由度上的六个位移分量状态为：
约束坐标系ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ选择
机器人手爪施加给螺钉的力状态为：
例题：
相应地，自然约束与人为约束表达式为：
约束坐标系的选择
当螺钉继续沿螺钉孔下行，利用传感器检测出绕cz轴
的力矩值m超过了某一阈值，说明自然约束条件发生了
工业机器人控制结构的选择，是由工业机器人所执 行的任务决定的。
按运动坐标控制方式 按适应程度 按控制机器人数目 按运动控制方式
关节空间运动控制 程序控制系统 直角坐标空间运动控制 适应性控制系统
单人控工系智统能控制系统 位置控制 群控系统 速度控制
力控制
1、位置控制方式
（1）点位控制
（2）连续轨迹控制
馈控制构成了工业机器人的闭环控制系统
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