在自由曲面的研磨精整加工过程中，既要求研磨工具按着期望的路径规划完成进给运动，同时还需要保持研磨工具头与加工区域之间恒定的作用力。因此，需要分析机器人研磨过程的力控制情况，本文的机器人柔顺控制是位姿受限的力/位混合控制问题。在前述运动规划与轨迹控制问题的基础上，本章主要论述研磨过程中力的控制问题。根据前面的叙述可知，力的控制方法分为两种。第一种方法是混合力/位控制，依据接触运动时位置与力信号的正交原理，实现机器人末端的接触力和位置的跟踪控制，即力控制是沿着受约束方向（自然约束和任务约束）进行，位置控制沿着非约束方向进行。为了克服干扰，位置控制要求相对高的伺服刚性，而力控制则要求较低的刚性，以保证与环境接触时的柔顺性。第二种方法是阻抗控制，通过建立机器人末端作用力与位置偏差之间的动态关系，对研磨工具末端作用力的控制是通过控制机器人位移来实现的，可以在不改变机器人位置控制器的前提下实现力控制。混合力/位控制方法理论明确，但付诸实施难；阻抗控制具有自由运动和约束运动之间的转换适应性强的特点，具有良好的通用性和应用前景。

本文图2-1的自由曲面研磨精加工系统中，5-TTRRT机器人具有较小刚度的研磨工具，以及该工具头通过被动结构的弹簧与机器人本体相固联的结构特点，机器人系统的被动结构存在于研磨工具部分。由于存在主动结构与被动结构的情况，为了弥补机器人动力学模型和环境的不确定性与提高对期望力的跟踪能力，应用阻抗控制法实现主动与被动相结合的柔顺力控制。阻抗控制的位置内环采用第4章的研磨机器人轨迹跟踪控制系统，在本章建立的阻抗控制作为力外环，构建基于位置的阻抗控制，从而实现研磨机器人系统的柔顺控制。(www.daowen.com)