随着工业机器人技术地不断发展,工业机器人在实际生产中的运用越来越广泛。机器人编程是正确使用机器人的前提和基础,常见的编程方法按实现的方式可分为示教器示教编程、离线编程以及直接示教编程。使用示教器进行示教编程需要操作者事先对工业机器人有一定的了解,然后通过示教器控制机器人运动来完成示教操作,缺点是操作复杂、效率低;离线编程示教可以规划出机器人的复杂轨迹,可用于机器人焊接、磨削与抛光等任务,但需要编程人员十分了解工业机器人才能完成;直接示教编程拥具有示教简单,操作直观清晰等优点,常见的直接示教方式有基于视觉的直接示教和基于力觉的直接示教。本文提出一种基于六维力传感器力引导直接示教的方法,在ABB IRB120工业机器人平台上进行力引导示教的方法研究,本文开展了以下研究工作:首先,根据力引导示教系统的要求,设计由六维力传感器、示教手柄及连接件组成的力觉拖拽示教器。力觉拖拽示教器要求能相对于工业机器人的末端执行器独立安装,初步实现力引导示教系统硬件部分的通用性。通过对六维力传感器与数据采集卡的选定,完成硬件平台的设计搭建。然后,根据所选用的六维力传感器以及数据采集卡,完成六维力传感器的应用程序开发。根据力觉拖拽示教器与工业机器人末端执行器的安装方式,建立机器人基坐标系、机器人工具坐标系以及力传感器坐标系三者之间的关系。为了保证示教的准确性,在程序中完成对示教手柄重力/重力矩补偿算法的编写,并通过实验验证了该重力/重力矩补偿算法的正确性。其后,完成ABBIRB120工业机器人正逆运动学的解算,并借助Matlab软件的工业机器人仿真插件建立机器人仿真模型,验算求解正逆运动学的正确性。提出力跟随运动控制算法,将下一时刻工业机器人的运动位姿通过逆运动学转换为关节角度,并完成了力跟随运动过程中的速度计算,实现工业机器人的力跟随运动。上位机根据存储的数据点自动生成工业机器人的示教再现程序,来实现工业机器人的示教再现操作。最后,在ABB IRB120平台上进行该力引导示教方法的实验,分别完成示教实验板上的规则形状轨迹、非规则曲线轨迹的示教操作。并使用Douglas-Peuker抽稀算法对示教轨迹点进行优化处理,最后将力引导示教系统应用于实际生产的搬运实验,验证了该力引导示教系统可以有效地完成直接示教任务,符合实际生产任务的要求。