不是简单电流阈值比较；安川这套是基于动力学扰动观测器（广义动量观测框架），用伺服电流 + 编码器位置速度，估算各轴外部扰动扭矩，区分 “正常运动扭矩” 和 “外来碰撞扭矩”，示教器参数名叫 Shock Sensor Level（冲击传感器等级）。 GP180 本身关节不带内置力矩传感器，伺服电机电流就是唯一感知源。
一、核心逻辑
控制器内置机器人完整动力学模型，实时算出理论需要扭矩；再从伺服电流换算电机实际输出扭矩；两者相减，扣除摩擦、减速器损耗后，剩下的残差就是外力碰撞带来的附加扭矩。
\(\tau_{motor} = \tau_{dyn}(q,\dot q,\ddot q,tool) + \tau_{fric} + \boldsymbol{\tau}_{ext}\)
\(\tau_{dyn}\)：动力学扭矩（重力、惯性、离心、哥氏力，由关节角度、角速度、负载 TOOL 参数算出）
\(\tau_{fric}\)：关节非线性摩擦（库仑摩擦 + 粘滞摩擦，安川有自辨识摩擦模型）
\(\boldsymbol{\tau}_{ext}\)：观测输出 —— 外部碰撞扰动扭矩，就是碰撞判据
区别于简单 “电流上限对比”：简单电流阈值很容易被加速、减速、重心变化、负载惯性冲击误触发；观测器会把正常运动需要的扭矩全部补偿掉，只抓 “意料之外的外力”。
二、完整工作流程
1. 前期自辨识
录入 TOOL：工件 + 抓具的质量、重心、惯量
自动跑激励轨迹，辨识每个关节摩擦参数、传动损耗系数（冷机和热机润滑粘度不一样，安川算法带温度补偿）
正常循环跑完整工艺，学习该轨迹下各轴正常扰动基线，建立动态阈值包络线
搬运工况：高位抓取、快速平移、急停下放，本身扭矩波动大，基线自学习就是用来减少误报。
2. 实时采样
每个控制周期采集：
编码器：关节位置 q、角速度 \(\dot q\)
伺服电流：电机 d/q 轴电流，换算电机电磁输出扭矩
当前 TOOL 号、速度倍率、运动状态（加速段 / 匀速 / 减速停止）
3. 动力学前馈 + 摩擦补偿，计算理论扭矩
控制器根据动力学模型实时解算：这个姿态、这个加速度、这个负载下，机器人本来就该输出多少扭矩去克服自重和惯性；再叠加查表得到的该速度下摩擦扭矩。
这一步就是和单纯电流检测最大分水岭：长臂重载、大惯量启停的惯性扭矩会被模型提前扣除。
4. 扰动观测器输出外部扭矩残差
实际电机扭矩 −（动力学扭矩 + 摩擦扭矩）= 外部扰动扭矩。 安川做了滤波 + 变化率判定：不光看扭矩大小，同时看扭矩上升斜率。
缓慢接触（软贴合、工装缓慢靠位）：\(\tau_{ext}\) 慢慢涨 → 判定为预期接触，不触发
撞击（碰撞）：\(\tau_{ext}\) 瞬间陡峭跳变 → 判定碰撞，立即进入保护逻辑 这就是 “软碰撞” 的含义：可分级灵敏度，不是一碰就急停锁死。
5. 分级触发保护
Shock Sensor Level 是百分比档位，支持分等级配置：
低等级（灵敏）：轻微碰撞 → 减速、短暂停止，可配置报警不锁机，适合薄板、易碎件
高等级（迟钝）：只检测硬撞击，袋装、重型铸件搬运，防止下放惯性误触发
最高触发：急停切断动力（安全停机），保护减速器、手腕、工装
支持按程序段、工具号切换不同灵敏度：抓取段灵敏，高速搬运段放宽阈值。
三、安川这套方案对比埃斯顿动力学软碰撞的差异
安川 GP180（YRC1000）
底层：广义动量扰动观测，摩擦模型偏查表式；阈值是相对额定扭矩百分比
强项：成熟稳定、重载搬运长期量产验证；对平稳码垛、固定轨迹友好
短板：对大幅度变姿态、频繁换负载场景，需要重新自学习基线；纯末端轻接触力控能力弱（不是力控观测器，只是碰撞保护）
埃斯顿 ER220 那套软碰撞观测
底层也是扰动观测，但和自研动力学、负载辨识、振动抑制深度耦合；区分惯性冲击和碰撞的判别函数更复杂
优势：多规格混码、视觉无序抓取这种负载 / 姿态多变场景，误报更少
重点：两者都不是力传感器，都只能做碰撞保护，不能直接拿来做装配力控；安川要做持续力控，必须额外加装末端六维力传感器。
四、GP180 现场调试的典型坑
冷机容易误报：刚开机润滑粘度高，摩擦扭矩偏大，基线漂移；安川手册要求热机后再学习 Shock 基线
管线包拉扯、电缆长期绷紧：持续给手臂附加外力，观测器会持续有残差，灵敏度被迫调大，保护失效
负载辨识没做准：TOOL 重心 / 惯量填错，动力学模型算出来的理论扭矩一直偏差，要么频繁误撞，要么撞了不报
急停下放的惯性冲击：属于正常动力学扭矩，模型正常可以扣除；但如果抓具是吸盘、软吊具，工件回弹带来二次冲击，依然容易触发
减速齿轮磨损变大，摩擦模型漂移：定期重新跑一次 Shock 基线学习
五、补充：硬件防撞和这个软件观测怎么搭配
GP180 法兰可以额外加装机械式防撞传感器：
软件 Shock 观测：第一级保护，响应快，成本 0，保护机器人本体
机械防撞块：第二级冗余保护，适合高价值工件、高精度模具，作为兜底.
