devin521314/ur3-python

能够读取ur3机械臂位置信息、控制ur3移动、控制机械爪开关的python API

ur3-python

能够读取ur3机械臂位置信息、控制ur3移动、控制机械爪开关的python API。
以Ｃ语言作为底层交互代码可以保证执行速度，因此将之前完成的基于modbus的C代码生成动态链接库，在python中调用，以此达到python接口控制机械臂和读取机械臂信息的目的。

文件概览

• pycontrol.py
  核心python源码，main函数中为简单的测试和调用接口示例。提供的python函数接口如下：
  
  • read_pos：读取基座坐标系下机械臂的位置。
    无输入参数，返回一个c_float类型的数组，为当前基座坐标系中ur3 TCP的位置坐标[x,y,z,rx,ry,rz]，其中x,y,z的单位是米，rx,ry,rz的单位是rad，均保留到小数点后三位小数。
    
  • read_wrist：读取机械臂的各关节的角度。
    无输入参数，返回一个c_float类型的数组，为当前ur3机械臂六个关节的角度值[base,shoulder,elbow,wrist1,wrist2,wrist3]，单位是rad，保留到小数点后三位小数。由于modbus传输的只能是无符号16bit数，所以将机械臂的安全范围设定为：
  • send_movel_instruct：在基座坐标系下控制机械臂移动。
    输入参数是一个c_float类型的指针，指向基座坐标系下目标位置的坐标[x,y,z,rx,ry,rz],其中x,y,z的单位是米，rx,ry,rz的单位是rad。无返回值，错误信息会显示在终端。
    
  • send_movej_instruct：控制各关节角度移动到目标位置。
    输入参数是一个c_float类型的指针，指向目标位置的各关节角度[base,shoulder,elbow,wrist1,wrist2,wrist3]，单位是rad。无返回值，错误信息会显示在终端。
    
  • gripper_activate：激活机械爪，需要在每次使用机械爪前调用。
    无输入参数，返回０表示成功，返回-１表示失败。
    
  • gripper_open：打开机械爪。
    输入参数是速度和力，两者作为全局变量在pycontrol.py的第11-12行定义。返回０表示成功，返回-1表示失败。
    
  • gripper_close：闭合机械爪。
    输入参数同样是速度和力。返回０表示成功，返回-1表示失败。
    
• modbustcp.c modbustcp.h
  基于Modbus TCP协议控制的Ｃ语言代码。主要建立TCP连接，并根据相关协议读取实时位置信息、发送控制指令给机械臂。
  
• modbusrtu.c modbusrtu.h
  基于Modbus RTU协议控制的Ｃ语言代码。主要通过USB控制机械爪开、关、激活。
  
• main.h 保存很多宏定义变量的文件。
  
• lib.so 由Ｃ代码生成的动态链接库。
  生成指令为gcc -o lib.so -fPIC -shared modbustcp.c modbusrtu.c.
  

硬件连接

主要有两条连接：

• Modbus TCP连接　通过网线连接PC机和ur3机械臂。机械臂端的IP为192.168.0.1，PC机端的IP为192.168.0.2。在机械臂开机后，通过ifconfig设置PC机的IP，之后可通过ping检查是否奏效。另一种判断方法时，屏幕右上角显示连接有线连接2时则连接成功。

sudo ifconfig enx30b49e79f639 192.168.0.2
ping 192.168.0.1

• Modbus RTU 通过USB线连接PC机和ur3机械臂。 可以通过机械臂顶端侧面的灯是否亮来判断机箱中的24v,0v是否连接上，此处易掉。 用以下指令

ls /dev/ttyUSB*

可检查USB是否连接上。如果终端显示有/dev/ttyUSB0，则说明已经连接好；否则，可以尝试重新插拔PC机端的USB接口。