Verstehen von Compliance/Zwangkontrolle

OPTIONAL HART 20 MIN

Force Control und Compliance Control sind Funktionen, die die Roboterkraft steuern. Diese Funktionen steuern auch die Durchführung von Bewegungsbewegungen und die Kraftsteuerung, wenn ein Bewegungsbefehl hinzugefügt wird. Compliance-Kontrolle und Zwangkontrolle unterscheiden sich in folgenden Bereichen:

1. Compliance-Kontrolle
   
   • Der Roboter hält während der Compliance-Kontrolle die externe Kraft am Roboterende TCP ein, und wenn die externe Kraft entfernt wird, wird eine Kraft erzeugt, die den Roboter in seine ursprüngliche Position zurückbringt, wodurch der Roboter sich in die entsprechende Position bewegt.
   • Es kann verwendet werden, wenn lineare Bewegungen auf einer unebenen Oberfläche erforderlich sind, ohne den Roboter und die Oberfläche zu beschädigen. Es kann verwendet werden, um unerwartete Kollisionen um das Werkstück zu vermeiden.
2. Kraftkontrolle
   • Während der Kraftsteuerung wird am Roboterende TCP Kraft erzeugt. Die Beschleunigung wird in der Richtung erzeugt, in der die Kraft erzeugt wird, so dass der Roboter sich gleichzeitig in die Bewegungsrichtung und in die Kraftsichtung bewegt.
   • Beim Kontakt mit einem Objekt wird Kraft auf das Objekt angewendet, bis die eingestellte Kraft und die abstoßende Kraft des Objekts ein Gleichgewicht bilden.
   • Es kann verwendet werden, wenn gleiche Kraft auf eine lineare Bewegung auf einer unebenen Oberfläche angewendet werden muss. Es kann bei Aufgaben eingesetzt werden, die eine konstante Kraft während der Bewegung erfordern, wie zum Beispiel beim Polieren.

Hinweis

Compliance- und Force-Befehle werden basierend auf den aktuellen Koordinaten ausgeführt. Die Standardkoordinate einer Aufgabe sind die Basiskoordinaten, und die Koordinaten können mit dem Befehl Set geändert werden.

1. Abb. 1 ist die Betriebsrichtung, wenn die Kraft-/Compliance-Kontrolle in +Z-Richtung auf die Basiskoordinaten angewendet wird.
2. Abb. 2 ist die Betriebsrichtung, wenn die Kraft-/Compliance-Kontrolle in +Z-Richtung auf die Werkzeugkoordinaten angewendet wird.

Compliance-Kontrolle

Compliance-Kontrolle ist die Funktion, die der externen Kraft entsprechend der eingestellten Steifigkeit entspricht, wenn Kraft auf das Roboterende TCP angewendet wird. Es gleicht Kräfte am Zielpunkt aus und ist eine Kontrollmethode, die abstoßende Kraft erzeugt, wenn eine Verschiebung weg vom Ausgleichspunkt auftritt. Während der Compliance-Kontrolle springt das Roboterende wie eine Feder.

1. Wenn eine Kollision erfolgt, wenn die Bewegungssteuerung allein verwendet wird, kann es vorkommen, dass das kollidierte Objekt beschädigt wird.
   • Doosan Robotics Roboter stoppen sicher, wenn eine Kollision auftritt, aber je nach Benutzereinstellung, wieSicherheitsgrenzen > Kollisionsempfindlichkeit, können die folgenden Situationen auftreten.
2. Wenn die Compliance-Kontrolle während der Bewegungssteuerung auf ein gesetzt ist, bewegt sich der Roboter, während er dem kollidierten Objekt entspricht.

Wenn F eine äußere Kraft, K eine Steifigkeit und X eine Distanz ist, gelten die folgenden Formeln. 

• F = K * X 
• K = F / X
• X = F / K

Wenn die Steifigkeit der Compliance-Kontrolle auf 1000N/m eingestellt ist und der Roboter sich um 1 mm bewegt, wird auf Grundlage der obigen Formeln eine externe Kraft von 1N erzeugt.

• F=1000 N/m*0,001 m=1 N (0,001 m=1 mm)

Hinweis

Im Befehl „Eigenschaft der Übereinstimmung“ können die folgenden Werte festgelegt werden:

1. Modus
   • Ein: Ermöglicht Compliance-Kontrolle
   • Ändern: Wenn der Compliance-Modus auf ein eingestellt ist, ändert er sich in Steifigkeit
   • Aus: Deaktiviert die Compliance-Kontrolle
2. Steifigkeitsbereich
   • M/H Series : Translation(0~20000N/m), Rotation(0~1000Nm/rad)
   • A Series : Translation(0~10000N/m), Rotation(0~300Nm/rad)
   • Niedrigere Steifigkeitswerte reagieren sanfter auf äußere Kraft und erfordern mehr Zeit, um zum Zielpunkt zurückzukehren
3. Einstellen Der Zeit
   • Dies ist die Zeit, die für den aktuellen Steifigkeitswert benötigt wird, um den eingestellten Steifigkeitswert (0-1s) zu erreichen.

Vorsicht

• Werkzeuggewicht und TCP (Werkzeugmittelpunkt) müssen genau eingestellt sein. Ungenaues Werkzeuggewicht kann dazu führen, dass der Roboter das Werkzeuggewicht als externe Kraft erkennt, und wenn der Compliance-Befehl aktiviert wird, wird ein Positionsfehler generiert.
• Die Spannung des Kleiderpakets kann ein externes Drehmoment am Roboter erzeugen. Seien Sie daher vorsichtig, wenn Sie die Kleidermappe installieren.
• Die Compliance kann nicht ein- oder ausgeschaltet werden, während eine asynchrone Bewegung oder eine Mischbewegung ausgeführt wird.
• Während der Compliance-Befehl ein ist nur lineare Bewegungen zulässig. Gemeinsame Bewegungen wie MoveJ und MoveSJ sind nicht zulässig.
• Während des Compliance-Befehls ein können Werkzeuggewicht oder TCP nicht geändert werden.
• Während des Compliance Command On ist es möglich, den Zielpunkt aufgrund der Einhaltung des Drehmoments, das bei der Bewegungsausführung erzeugt wird, nicht genau zu erreichen. Daher wird empfohlen, die Compliance-Kontrolle in der Nähe des Zielpunkts zu aktivieren. Oder es ist möglich, Positionsfehler zu minimieren, indem ein großer Steifigkeitswert eingestellt wird.

Kraftkontrolle

Force Control ist eine Funktion, die Kraft in der Richtung der Kraftkontrolle anwendet, bis die eingestellte Kraft und die abstoßende Kraft ein Gleichgewicht bilden

• Er bewegt den Roboter in die eingestellte Kraftrichtung, und wenn ein Gegenstand berührt wird, behält er die eingegebene Kraft (N) bei.
• Es ist in der Lage, eine Bewegungssteuerung in einer von der Kraftrichtung abweichenden Richtung zu erreichen, während eine konstante Kraft angewendet wird
• Die Mindesteinstellung beträgt +/- 10N und kann mit einer Auflösung von 0,2N eingestellt werden
• Force Control ist in der Singularitätszone nicht verfügbar
• Im Allgemeinen wird Compliance Control in Verbindung mit der Kraftkontrolle verwendet, sodass die Kraftkontrolle der externen Kraft entspricht

Hinweis

Über die Eigenschaft Force Command können die folgenden Werte festgelegt werden.

1. Modus
   • Ein: Aktiviert Force Control
   • Aus: Deaktiviert Die Force Control
2. Gewünschter Kraftbereich
   • X, Y, Z: 10 - (das Maximum jedes Roboters) N
   • A, B, C: 5 - (das Maximum jedes Roboters) Nm
   • Weitere Informationen zur maximalen Kraft finden Sie unter Oberer/unterer Schwellenwertbereich und Standardwert von Sicherheitsparametern.
3. Zielrichtung
   • Er bewegt sich auf den ausgewählten Zielwert jeder Richtung.
   • Es können mehrere Optionen ausgewählt werden.
   • Die Kraftsteuerung kann nur mit der Richtungseinstellung nach der Krafteinstellung ausgeführt werden.
   • Erreicht eine der mehreren ausgewählten Richtungen die Zielkraft, bewegt sie sich weiter, bis der Zielwert für die andere Richtung erreicht ist.
4. Relativer Modus
   • Wenn dieser Modus aktiviert ist, kalibriert er die auf den Roboter angewandte externe Kraft auf 0, um die Genauigkeit der Kraftsteuerung zu verbessern.
     1. Wenn der relative Modus deaktiviert ist, entspricht die tatsächliche Kraft, die auf das Ziel angewendet wird, der Summe der eingestellten Kraft und der externen Kraft.
     2. Wenn der relative Modus aktiviert ist, entspricht die tatsächliche Kraft, die auf das Ziel angewendet wird, der eingestellten Kraft.
   • Bei der Kraftkontrolle kann es je nach Pose oder externer Kraft zu Abweichungen kommen.
   • Während der Kraftkontrolle ist es möglich, den genauen Zielpunkt nicht zu erreichen. Daher wird empfohlen, die Kraftsteuerung in der Nähe des Zielpunktes zu aktivieren.
5. Einstellen Der Zeit
   • Dies ist die Zeit, die für den aktuellen Kraftwert benötigt wird, um den eingestellten Kraftwert (0-1s) zu erreichen.