多伺服的浮动力控制旨在实现装置在外力作用下可被推动，外力消失后能自动复位，其核心在于通过伺服系统实现力与位置的动态平衡，以下是具体控制方法及实现方案：
一、核心控制原理
浮动力控制的本质是力与位置的混合控制，需同时满足以下条件：
外力作用时：系统以力控制模式响应，允许位置偏移；
外力消失时：系统切换至位置控制模式，自动复位至初始位置。
二、关键控制方法
1. 转矩模式 + 位置补偿
原理：
伺服电机在转矩模式下运行，仅输出与外力平衡的扭矩，不主动维持位置。通过编码器实时监测位置偏移，当外力消失时，控制器切换至位置模式，驱动电机返回初始位置。实现步骤：
转矩模式设定：
在伺服驱动器中设置转矩控制参数，限制最大输出扭矩（避免过载）。位置监测与补偿：
利用增量型编码器记录位置偏移量，当外力消失后，通过PID算法计算复位轨迹，驱动电机返回原点。适用场景：
对动态响应要求高、外力方向频繁变化的场景（如助力机械臂、精密装配）。
2. 力反馈 + 位置闭环控制
原理：
通过力传感器（如三轴力传感器）实时监测外力方向与大小，结合位置闭环控制，实现力与位置的协同调节。实现步骤：
当外力作用时，控制器根据力传感器信号调整伺服电机输出扭矩，允许位置偏移；
当外力消失时，控制器切换至位置模式，驱动电机复位。
力传感器安装：
在机械连接部件上安装力传感器，采集三维空间力数据。控制逻辑设计：
适用场景：
需要高精度力控制与位置复位的场景（如医疗机器人、精密打磨）。
3. 伺服浮动功能（以安川机器人为例）
原理：
安川机器人的伺服浮动功能分为关节伺服浮动和直线伺服浮动，通过转矩限制实现力控制与位置控制的动态切换。实现步骤：
在直角坐标系中设定最大受力方向与值；
外力作用时，系统沿设定方向允许位移；
外力消失后，系统沿相反方向复位。
各轴独立设定转矩限制值，优先响应外力；
外力消失后，各轴根据转矩限制值自动复位。
关节伺服浮动：
直线伺服浮动：
适用场景：
需要多轴协同、方向可控的浮动力控制场景（如压铸机取件、研磨作业）。
三、优化措施
传感器精度提升：
选用高采样频率（>1000Hz）的力传感器，减少力反馈延迟。控制算法优化：
采用自适应PID算法，根据外力大小动态调整控制参数，提高系统稳定性。机械结构减阻：
优化机械连接部件，降低摩擦力，减少外力消失后的复位阻力。安全保护机制：
设置转矩/力阈值，避免外力过大导致机械损坏。
四、应用案例
助力机械臂：
通过转矩模式与位置补偿，实现机械臂在外力推动下灵活移动，外力消失后自动复位，适用于协作机器人场景。精密打磨设备：
结合力反馈与位置闭环控制，实时调整打磨压力，确保打磨面均匀性，外力消失后工具头自动复位。压铸机取件机器人：
利用伺服浮动功能，机器人根据压铸机推出力自动调整位置，避免刚性碰撞，取件后自动复位至初始位置。
