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GB／T 38559-2020 工业机器人力控制技术规范简介：
GB/T 38559-2020《工业机器人力控制技术规范》是一部由中华人民共和国国家市场监督管理总局发布，于2020年实施的国家标准。该标准主要针对工业机器人的力控制技术进行了详细的规定，力控制是工业机器人在执行任务时，通过精确控制其关节力和末端执行器力，以实现精确操作和稳定工作的关键技术。
该规范主要包括以下几个方面内容：
1. 定义和术语：定义了工业机器人力控制的术语和定义，以便于理解和应用。
2. 技术要求：对工业机器人的力控制系统的性能、精度、稳定性和响应时间等提出了具体的技术要求。
3. 测试方法：规定了力控制技术的测试方法和指标，包括力传感器校准、力控制算法的验证、动态性能测试等。
4. 安全要求：强调了力控制技术在保障人员安全和防止机器人意外伤害方面的规定，如力限制、力反馈等。
5. 维护与管理：给出了力控制系统日常维护和管理的指南。
这个标准的出台，旨在推动工业机器人技术的发展，提高工业机器人的控制精度和安全性，促进工业机器人的广泛应用和产业升级。
GB／T 38559-2020 工业机器人力控制技术规范部分内容预览：
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件 GB/T5226.1机械电气安全机械电气设备第1部分：通用技术条件 GB/T18806一2002电阻应变式压力传感器总规范 GB/T 288542012 硅电容式压力传感器 GB/T36008一2018机器人与机器人装备协作机器人 JB/T7482—2008 压电式压力传感器 IB/T7483—2005 半导体电阻应变式力传感器
GB/T38559—2020
4力控制技术分类及通用技术参数
或力控制输人信号相结 合，通过相关力控制算法，实现机器人的主动柔顺 《自动化柴油发电机组分级要求 GB/T 4712-2008》，可按照力控制策略或传感方式进行分类
4.2按力控制策略分类
按经典力控制策略，分为以下几类： a） 间接力控制： 1 刚度控制； 2） 阻抗控制； 3） 阻尼控制； 4）导纳控制。 b) 直接力控制： 1) 基于位置的直接力控制； 2）基于转矩的直接力控制。 混合力控制： 1）力/位混合控制； 2）混合阻抗控制
GB/T 385592020
按先进力控制策略，分为以下几类： a) 自适应力控制； b) 鲁棒力控制； c) 学习力控制； d) 神经网络力控制； e）模糊力控制
按传感方式分类，分为以下三类： a）基于末端力/力矩传感器的力控制： b）基于关节转矩传感器的力控制； c）基于电机电流的力控制。
力、力矩最小控制量，单位为牛每牛米
力、力矩最小控制量，单位为牛每牛米
力、力矩实际控制值与输入设定值的接近程度，单位为牛每牛米IN/(N·m
力控制模式下系统的控制节拍，单位为毫秒(r
单位时间内完成力控制周期的次数，
力控制最大控制量程，单位为牛每牛米LN/（N·m）
5力/力矩传感器选型要求
力/力矩传感器可按以下分类： a 电阻应变式力/力矩传感器； 压电式力/力矩传感器； c）硅电容式力/力矩传感器； d）半导体电阻应变式力/力矩传感器。
应符合产品技术条件（详细规范）规定的所有要习
5.2.2工作温度范围
作温度范围应符合产 工作温度的下限值和上限值应优先丛表1数值中选取
GB/T38559—2020
准确度可分为6个等级，见表2
除非另有规定，传感器各个维度上输出值的重复性误差（%FS)应不天于表2中1～2项规定的限 制，单一维度的测试方法按GB/T28854一2012中7.4.8的规定。
除非有规定，传感器客不维度上的非线性误差（%上S）应不大于表2中12项规定的限制，单 维度的测试方法按GB/T28854一2012中7.4.5的规定
除非另有规定，传感器各个维度上的零点输出误差应不大于表2中规定的零点输出误差，单 测试方法按GB/T18806—2002中6.1.5的规定
除非另有规定，传感器客个维度上的零点时漂应不天于表2中规定的零点时漂，单一维度的测 按GB/T18806—2002中6.3.1的规定
GB/T 385592020
立变式力/力矩传感器特
按GB/T18806一2002，电阻应变式力/力矩传感器特殊性能指标包含： 输出阻抗 传感器输出阻抗应符合产品技术条件（详细规范）的规定。 输出阻抗应优先从下列数值中选取：0.06kQ、0.12kQ、0.15kQ、0.24kQ、0.35kQ、0.45kQ 0.6k.0.8k2.1.0kΩ2.0kΩ、2.4kΩ.3.5kΩ、10kΩ b 绝缘电阻 传感器的引出线与壳体间的绝缘电阻应不小于500MQ
5.3.2压电式力/力矩传感器特殊性能指标
按JB/T7482一2008的规定，电阻应变式力/力矩传感器特殊性能指标应包含： a 绝缘电阻：传感器的引出线与壳体间的绝缘电阻应不小于1013Q； b） 电容值：传感器电容值范围应为2pF~100pF c）固有频率：传感器固有频率不小于50kHz。
5.3.3硅电容式力/力矩传感器特殊性能指标
按GB/T28854一2012及JB/T7483一2005的规定，硅电容式力/力矩传感器特殊性能指标应包含： a）基础电容 传感器的基础电容标称值应符合产品技术条件（详细规范）的规定。 基础电容值应优先从下列数值中选取：10pF、25pF、50pF、75pF、100pF、150pF。 b）绝缘电阻 传感器的引出线与壳体间的绝缘电阻应符合GB/T5226.1的规定
按GB/T18806—2002及JB/T7483—2005的规定，半导体电阻应变式力/力矩传感器特殊性能指 标应包含输出阻抗。 传感器输出阻抗应符合产品技术条件的规定。 输出阻抗应优先从下列数值中选取：0.06kQ2、0.12kQ、0.15k2、0.24k2、0.35kQ、0.45kQ 0.6k.0.8kQ.1.0kΩ.2.0kΩ.2.4k.3.5kQ.10kΩ
6力控制应用技术与应用条件
力控制应用技术包括：动态力控制技术、恒力控制技术、零力控制技术以及碰撞保护技术等。各力
控制应用技术应满足其条件要求
GB/T38559—2020
动态力控制技术为应用力控制策略，根据环境与作业需求动态调整力/力矩设定值，完成机器， 等操作。
动态力控制技术可应用机器人装配，可应用但不限于： a）插销人孔； b）装配曲柄； c)旋拧螺钉。
6.2.3应用条件要求
动态力控制技术应具备以下应用条件要求： a）故障状态下的急停处理； b）未采用碰撞保护技术时，应设置人机隔离栅栏； c 应设置夹持工件的最大质量和尺寸； d）应设置最大运行速度，避免工件因惯性而导致脱离或掉落； e）装配精度优于力/力矩传感器测量范围的1%
工业机器人的末端执行机构在作业过程中，通过使用力控制技术，始终保持大小恒定的输出 矩。
恒力控制技术可应用但不限于： a）打磨； b）抛光； c）医疗辅助
恒力控制技术可应用但不限手 a）打磨； b）抛光； c）医疗辅助
6.3.3应用条件要求
恒力控制技术应具备以下应用条件要求： a）故障状态下的急停处理； b）未采用碰撞保护技术时，应设置人机隔离栅栏等； c）采用力/力矩传感器时.力控制精度应
应用力控制技术消除重力、摩擦力以及张紧力对机器人的影响，力控制输入为零个 技术。
建筑面积320平方米三层别墅GB/T38559—2020
零力控制技术可应用但不限于： a）拖曳示教； b)人机协作。
6.4.3应用条件要求
零力控制技术应具备以下应用条件要求： 故障状态下的急停处理； b) 超速状态时的限速处理； c 人机接触状态下的力保护处理； d) 零力控制应用中建议采用光滑的接触表面替代尖锐棱角； 零力控制应用中建议采用具有缓冲元素的可变性、轻质量部件
在机器人与人或环境发生物理接触时，应用力控制技术应实现保护措施，避免由碰撞造成的损伤， 或将损伤隆低到能承受的范围内
碰撞保护技术可应用但 a) 协作机器人； b) 移动机器人； 工业机器人装配作业； d) 机器人双臂协调； e) 多机器人协同作业
6.5.3力控制策略分类
《交通客运图形符号、标志及技术要求 JT/T 471-2002》碰撞保护技术按控制策略可分为： a） 基于底座力矩检测的碰撞保护技术； b) 基于关节力矩传感器的碰撞保护技术； c 基于关节电流检测的碰撞保护技术； d）基于末端力/力矩传感器的碰撞保护技术
碰撞保护技术按控制策略可分为： a) 基于底座力矩检测的碰撞保护技术； b) 基于关节力矩传感器的碰撞保护技术； C） 基于关节电流检测的碰撞保护技术； d）基于末端力/力矩传感器的碰撞保护技术