过去40年，我们已经看到工业机器人在很多制造领域劳动强度大，或者从事重复性高的工作胜过人类。但是，作为重要的应用领域的机械组装，至今为止机器人的应用技术落后于工业产业的期待。由于组装工作要求迅速、精密、可靠，所以传统的工业机器人似乎无法完成一些组装工作和熟练的技术工人的工作。

把灯泡转到灯口这样简单的任务，可以说明传统的不能工业机器人的理由。加上适当的大小的力量，在适当的时间把灯泡转到正确的角度是人类直觉的工作。依靠编程的机器人为什么能做这样的工作呢。

汽车动力总成的组装是传统的手工作业，必须有熟练的技术和经验的工人完成。离合器、液力变矩器等零部件的齿轮及其他重要部件必须在狭窄的空间中以非常高的**度来对中，单调的重复动作会使劳动者疲劳，产品质量下降，也会影响工作效率。如果机器人操作达到与人工操作相同的水平，在这个领域自动化的应用前景非常广阔。为了使机器人能够模仿人在组装线上的工作，机器人需要相对力的感觉能力和顺从性。机器人需要控制力和力矩，并对接触到的信息做出反应的控制方法。ABB能够进行新型机器人的力控制技术。

具有位控制功能的机器人所面临的问题

即使具有位置控制功能的机器人想对上两个齿轮，在该控制程序在牙齿的位置上没有**的信息的情况下，机器人**的选择只能反复试验，直到找到正确的牙齿位置为止。机器人想组装两个齿轮，如果不合适的话，一个齿轮就会紧紧地按住另一个齿轮，从而产生大的接触力。为了便于安装，即使对齿轮的齿进行倒角处理，机器人也总是沿着预先确定的路径移动到被插入物的中心线，因此产生大的侧向应力。不仅如此，这种方法还可能使齿轮堵塞，除非事先采取了一些机械顺从性措施。

RCC（远程中心合规）装置是为了解决这个问题而开发的。布置若干剪切弹性垫可以降低齿轮接触时的接触力，并且可以补偿由于振动或公差不适当而引起的定位误差。当顺性中心接近接触点时，插入的外凸形部件通过受到强接触力可以自动对准凹形部件，由于该接触力没有对准，所以部件和工具都不会损坏。

遗憾的是，RCC装置这样有用的设备不能广泛应用于汽车工厂的所有组装工作。这里，首先，因为组装部件的几何形状复杂且差异大，所以需要频繁地将从一部件的专用装置换成其他部件的专用装置。另外，这样的装置本身不能定位部件之间相对旋转，所以组装所需的时间比较长。这些都会提高故障的风险。

面对复杂零件的组装问题，人类的思考和行动的敏捷性是惊人的，我们可以在适当的地方，在零件堵塞死前产生插入力，加以添加。人类合理地使用“本能地”顺从性，感受力和力矩、部件边缘和边界的接触状况，并且可以尽快获得期望的结果。人类和工业机器人区别开来的明显特征是，我们可以有触觉作出反应。因此，如果要求机器人模仿人的行为，则需要相同的触觉能力和顺从性，并且需要控制力和力矩，并对接触的信息作出反应的控制方法。所有这些都需要彻底改变以往机器人的定位控制技术和规范。

ABB机器人应用的新技术的研究和开发不断进行，一部分研究活动与大学合作其中一个是ABB科学家和工程师与美国俄亥俄州CaseWesternReserve大学和瑞典Lund大学的研究人员合作ABB现在的S4Cp1us机器人控制器共同开发新的力量/位置混合平台。同时，这个研究小组与福特汽车公司合作开展研究，开始更多地理解关于应用的特别的要求和知识。目前，该项目在基于力量控制的组装应用中形成了解决方案。

该作业的*终成果是开发能够拥有“感觉”和强大力量的整体解决方案，更重要的是，通过获得这样的新感觉功能，不会影响机器人现有的能力和功能。例如，ABB留下了能够迅速控制机器人加速度的先进性、通信能力、可靠性高的***功能特征。

该技术*是由组装汽车动力组件不同部件的有效负荷范围30~200kg的IRB4400IRB6400机器人进行试验的。这些工作相对复杂，包括前面插入的离合器盘外壳和F/N液力变矩器的组装（参照图1）。在所有测试中，一致证明了这两个机器人在周期时间、可接受的插入力、可靠性、易于编程等方面具有优异的性能。

现在，机器人的快速运动达到了人们能够接受的程度，但是要保证接触的稳定性仍然是个问题。虽然已经讨论了很多有前途的智能控制方法，但是用逐渐增加力量的方法控制位置，其效果和性能大多不太好。

阻抗和导纳的概念也定义为机器人的力控制（力和速度的关系非常重要，阻抗是力量除以速度的，导纳是其倒数。在力控制中，“导纳”被用作在稳定性和性能方面理解系统行为的方法。沿着各自由度，两个以上物理系统之间的瞬时能量流通量（power flow）可以定义为两个共轭变量[作用力/力以及流量/速度]的积，但是这里存在一个系统不能决定两个变量的明显物理约束。一个机器人手可以按照任意的自由度对外部物体施加一个力或一个位移或速度，但两者不能并存，因此一个装配机器人具有导纳的特性，应接受力（输入）并生成运动（输出），这是当组装时感受到接触力时，可以理解机器人应该按照控制规则改变运动。接触力不会持续增加。

基于可实现的*大无源导纳的概念，ABB的工程师设计了一种智能控制方法，其能够实现与现有的先进的比特控制方法无缝的集成，并在许多一般的生产环境中实现稳定、灵活的接触。该设计还能够保证力控制方式和位控制方式两者之间的稳定变换。

具有活动力控制功能的机器人具有很多优点，例如适应性强，可针对不同的用途分别进行编程等，但是为了规定机器人应该如何与外部的制约条件交互需要更先进的控制系统和适当的编程。现在，ABB将重点放在控制战略和其能力上，以便在机器人稳定、灵活地接触的同时，实现与外部物体的相互作用。

导入力反馈的功能工业机器人只能对外部力作出反应，但由于无法告知机器人组装部件时应该如何运转，所以力控制可以尽量避免对温顺的机器人具有较大接触力没有能够根据零件的几何形状组装几个零件（例如齿轮）的机器。在这种情况下，组装品之间的卡死是可以预防的，但是这些部件对中不起作用。虽然在不确定性高的情况下组装不是不可能的，但是因为有很多接触状态可能无法数学处理，所以通过力的相互作用来修正机器人的位置确实是很困难的。