第一次编程操作UR10协作机器人的记录

第一次编程操作UR10协作机器人的记录

1 引言

UR机器人参考：丹麦优傲机器人 中文网页

项目需要借来了一台UR10协作机器臂，用自带的触摸屏控制试验了一下，又从网上下载了一段基于C#的程序，大概读了一下，并用VS2015用C实现了对机械臂的控制，以下纪录。
注：这里只是工作记录，没深究内部原理和协议规定。

2 连接和端口

计算机与UR机器人的连接通过网络，通信采用了TCP/IP协议，在机械臂中可以设置自己的IP，如我工作时设置的192.168.0.77，计算机IP设置为与机器人在同一个IP网段，然后根据设置的IP和端口进行访问。
本文中机器人操作时用了两个连接端口

1. 控制端口：即UR机器人设置的通信端口，30003；
2. 状态端口：同一个IP的502端口，MODBUS端口。

控制端口可以在软件启动后就建立连接，然后与该端口通信就可以了，软件退出前关闭连接；
但这个MODBUS端口有一点要注意，需要随时读取随时建立连接，即建立的连接只有马上使用才可以，过一会就会被自动断开，分析应该是状态端口不允许被某一程序长时间占用，或者这个是UDP端口？（有机会测试一下）。

3 通信协议

与机器人的控制和状态读取，都不需要提前握手，只要在需要时发送命令就可以了。

3.1 机器人状态读取

首先说状态的读取，即通过MODBUS端口读取机器人的当前状态，实际上就是读取机器人相应地址的寄存器数据。
需要读取状态寄存器时，向MODBUS端口发送命令，命令一般为一个12个字节的命令包，格式如下：

构造好以上格式的数据包，发送到状态端口（如上所述，发送前建立连接，发送接收数据完成后立即关闭连接）
发出命令包后等待接收返回数据
返回的数据的前9个字节为信息头，我这里为0x00 0x01 0x00 0x00 0x00 0x09 0x00 0x03 0x06，这里暂忽略其具体含义。
之后即为返回的需要的寄存器的值，数目为需要的寄存器数目，每个寄存器数据占两个字节，同样高位在前。
下表为我用到的寄存器地址及其含义

3.2 机器人运动控制

远程控制机器人运动，就是通过TCP向机器人发送运动控制的脚本字符串，我用到的运动控制指令主要有三个，实际上只要使用前两个就可以很好地控制机器人运动了。
注意：指令中，位置单位均为m，角度单位均为弧度，速度单位为m/s，加速度单位为m/s²。另外，指令后面必须加回车换行，即"\r\n"。

1. 停止指令

命令格式：stopl(1)
例：

	char* cmd = "stopl(1)\r\n";SendCommand(cmd,strlen(cmd));

2. MOVEL移动指令

命令格式：movel(p[x, y, z, u, v, w], a = avalue, v = vvalue)
其中x y z为三个轴的目标位置坐标，单位为米
u v w为旋转向量，单位为弧度
avalue与vvalue分别为移动时的加速度和速度
例：

	char cmd[1024];sprintf_s(cmd,"movel(p[""%lf, %lf, %lf, %lf, %lf, %lf""], a = %lf, v = %lf)\r\n",x,y,z,u,v,w,a,v);SendCommand(cmd,strlen(cmd));

3. MOVEJ移动指令

命令格式：movej(p[g1, g2, g3, g4, g5, g6], a = avalue, v = vvalue)
与movel指令格式一样，但参数是关节角度，未进行深入研究，这里仅试验了一下，具体关节含义待后续研究，这里略。
例：

	char cmd[1024];sprintf_s(cmd,"movej([""%lf, %lf, %lf, %lf, %lf, %lf""], a = %lf, v = %lf)\r\n",g1,g2,g3,g4,g5,g6,a,v);SendCommand(cmd,strlen(cmd));