UR CB 系列机器人的集成¶

本文介绍 UR（Universal Robots） CB 系列机器人的集成。

插件安装与配置
使用插件进行手眼标定
创建抓放程序
- 创建配合 Mech-Vision 的抓放程序
- 创建配合 Mech-Viz 的抓放程序

插件安装与配置 ¶

本节介绍为 UR CB 系列机器人安装与配置 Mech-Mind 3D Vision Interface （URCap 插件）。

前提条件 ¶

确保 Mech-Mind 系列视觉软件和 Polyscope 满足最低版本要求。

要查看 Polyscope 的版本，按 Polyscope 主屏幕上的关于按钮。

安装 URCap 插件 ¶

要安装 URCap 插件，执行如下步骤：

在 Mech-Center 安装目录的 \Robot_Interface\Robot_Plugin\URCAP\ 文件夹中找到 URCap 插件。
将 URCap 插件拷贝到 U 盘中，然后将 U 盘插入到 UR 示教器.
在 Polyscope 主屏幕，按设置机器人。
在设置机器人屏幕，在左侧面板选择 URCap。
在 URCap 屏幕，按 + 按钮切换到 U 盘查找 URCap 插件（.urcap 文件）。
在 选择 URCap 以安装 屏幕，选择 URCap 插件，并按打开按钮。URCap 插件将会自动安装。
按重启按钮以使修改生效。

至此，URCap 插件已成功安装到 UR 示教器。

使用 Mech-Mind 3D Vision Interface ¶

注解

使用前，确保 Mech-Vision 和 Mech-Viz（如需要）工程已准备就绪，并且 Mech-Mind 工控机已连接到机器人的网络。

要使用 Mech-Mind 3D Vision Interface，您需要先完成如下配置。

在 Mech-Center 上设置和启动接口服务¶

打开 Mech-Center，在工具栏上单击部署设置。
在 部署设置 窗口，在左侧面板选择 Mech-Interface。
勾选 Use Mech-Interface 复选框，并为 接口服务类型 选择标准接口。
将 接口选项 设置为 TCP Server 和 ASCII，为 已知机器人 选择 UR 机器人型号，指定 主机地址 参数，并单击保存。

注意

端口号需要设置为 50000。
在工具栏上单击启动接口服务。

至此，TCP 服务器接口应当成功启动，如下图所示。

../../../../_images/start_tcp_server.png

与 Mech-Center 连接¶

在 Mech-Center 上启动 TCP 服务器接口后，你可以在 UR 示教器上连接该接口。

在 Polyscope 主屏幕，按为机器人编程。
选择安装设置页签，并在左侧面板选择网络设置。URCap 插件的 网络设置 屏幕将显示。
将 MechMind IPC IP Address 和 Port No. 分别设置为 Mech-Mind 工控机的 IP 地址和端口号，并按 Apply。此处和 Mech-Center 中的端口号都必须为 50000。
按 Connection Test 按钮。
- 当与 Mech-Center 的连接建立成功时，返回的状态信息如下所示：

当与 Mech-Center 的连接建立失败时，返回的状态信息如下所示：

注解

连接测试仅用作测试目的。一旦建立成功后，连接将自动断开。因此，你可以在 Mech-Center 的日志面板看到客户端已连接和客户端已断开日志。

使用插件进行手眼标定 ¶

本节介绍使用 URCap 插件进行相机外参标定的过程。

标定过程包含四个步骤：

创建标定程序。
示教标定起始点。
运行标定程序。
在 Mech-Vision 中执行标定。

前提条件 ¶

在开始标定前，请确保：

你已经将成功将 URCap 插件连接到 Mech-Center。
你已经熟悉 Mech-Vision 机器人手眼标定指南章节的内容。

创建标定程序 ¶

在 UR 示教器上，选择为机器人编程 > 程序，然后按空程序按钮。
选择结构 > URCap, 在 URCap 页签中按相机标定按钮。在左侧面板的 机器人程序 程序树下自动创建出 Calibrate 程序示例节点。

创建的程序示例节点仅是模板。你需要进一步配置标定程序，并示教标定起始点。

示教标定起始点 ¶

在程序树下选择 Calibrate 节点，在右侧面板的选择命令页签，根据实际需要将 Receive Point Type from Mech-Vision 参数设置为“Joint Angle”或“Flange Pose”。
按下一个按钮前进到 MOVEJ 节点，在右侧移动面板，设置运动类型为“MoveJ””、“MoveL”或“MoveP”，并将 设置 TCP 设置为 Use Tool Flange 以确保路点被记录为法兰位姿。
手动控制将机器人移动到标定起始点。
返回 UR 示教器，在左侧面板选择 start_pose 节点，并在右侧路点面板中按设置路点按钮。界面将会跳转至移动页签。
在移动页签中，确认机器人当前的法兰位姿合适，并按确定按钮。

运行标定程序 ¶

在左侧面板选择 机器人程序 程序树，在右侧面板中取消勾选程序永远循环复选框，以确保该程序仅运行一次。
出于安全考虑，在底部栏中将机器人的速度降低到合适的值，例如 10%。
在底部栏中按按钮来运行程序。

当标定程序成功运行时，Mech-Center 的日志面板将显示如下图所示的日志：

在 Mech-Vision 中执行标定 ¶

在 URCap 插件已连接至 Mech-Center 并且标定程序已成功运行之后，你可以在 Mech-Vision 中执行手眼标定。

请参照标定步骤章节执行自动手眼标定。

如需保存标定程序进行后续使用，选择文件 > 另存为。

完成手眼标定后，你可以创建抓放程序来控制 UR 机器人执行视觉引导的抓放作业。

创建抓放程序 ¶

URCap 插件提供抓放示例节点，通过极少的编程工作就可以创建出抓放程序。

抓放示例程序节点提供两种选项：

配合 Mech-Vision 抓放：适用于仅使用 Mech-Vision 工程且机器人不需要Mech-Viz 规划路径的场景。
配合 Mech-Viz 抓放：适用于 Mech-Viz 工程与 Mech-Vision 工程一起使用为机器人提供无碰撞的运动路径的场景。

该插件为每个选项提供的程序模板，方便进行编程。

注解

下文示例假设已经正确设置当前使用的夹具以及工具中心点（TCP）。

创建配合 Mech-Vision 的抓放程序 ¶

要创建配合 Mech-Vision 的抓放程序，执行如下步骤：

启用配合 Mech-Vision 抓放选项。
1. 在 UR 示教器上，选择为机器人编程 > 程序 > 空程序。
2. 选择结构 > URCap, 在 URCap 页签中按抓放示例按钮。在左侧面板的 机器人程序 程序树下自动创建出 Pick and Place 程序示例节点。
3. 选择命令页签。并按 With Mech-Vision 按钮。
4. 当看到程序树的 Pick and Place 节点下自动添加程序模板时，按下一个按钮。
在 Mech-Mind Connect 节点，在右侧 相机连接 面板, 确认 Host IP 的值为 Mech-Mind 工控机的 IP 地址。
设置图像采集点。
1. 手动控制机器人移动到合适的位置。Mech-Vision 将在此处触发拍照。
注解
- 对于 Eye-In-Hand 场景，机器人应置于工件的上方。
- 对于 Eye-To-Hand 场景，机器人应不阻挡相机的视野。
1. 返回 UR 示教器，按下一个按钮前进至 MOVEJ 节点，在右侧移动面板中设置运动类型为“MoveJ””、“MoveL”或“MoveP”，并将 设置 TCP 设置为 使用激活的 TCP, 然后按下一个按钮.
2. 在右侧路点面板中按设置路点按钮。界面将会跳转至移动页签。
3. 在移动页签中，确认机器人当前的 TCP 位姿合适，并按确定按钮。
4. 图像采集点设置后，按下一个按钮。

触发 Mech-Vision 工程运行。

在右侧 触发 Mech-Vision 面板中设置参数 Send Current Robot Position to Mech-Vision、 Mech-Vision Project ID 和 Request Vision Point Number。

参数

描述

Mech-Vision Project ID

要触发的 Mech-Vision 工程的索引。你可以在 Mech-Center 的 部署设置 > Mech-Vision 中查看工程 ID。

Request Vision Point Number

期望 Mech-Vision 输出的视觉点数量。

如果设为 0，输出所有检测出的物体点，但不超过20个。
如果设为 1 到 20 之间的整数，若检测视觉点总数大约期望的值，Mech-Vision 将尝试返回固定数量的视觉点。

（可选）按 Set Vision Recipe ID 按钮，程序树中的 Trigger Mech-Vision 节点下将自动添加 Set Recipe ID 节点。
在程序树中选择 Set Recipe ID 节点，并在右侧 Set Recipe ID 面板中设置参数 Mech-Vision Recipe ID，然后按下一个按钮。

设置如何接收 Mech-Vision 结果。

在程序树中选择 Pick and Place 节点下的 Receive Mech-Vision Result 节点，并为 Pose、 Label、 Total Received、和 Status Code 设置变量名，用于存放视觉结果，然后按下一个按钮。

参数	描述
Pose	检测到物体的位姿，格式为XYZ。机器人携带激活的 TCP 可以直接运动至该点。默认情况下，接收的视觉点将保存在数组变量“pose[]”中，数组起始索引为 1。
Label	检测到物体的标签，标签值为整数。默认情况下，标签保存在数组变量“label[]”中，数组起始索引为1。标签和位姿一一对应。
Total Received	接收视觉点的总数。
Status Code	Mech-Center返回的状态码。请参考状态码列表。11xx 为正常状态码，10xx 为错误码。默认情况下，状态码保存在变量“status_code”中。
Starting at ID	位姿和标签的数组变量的起始索引。默认情况下，索引的起始值为 1。

请注意如果你修改了位姿、标签等参数的默认变量名，那么下方的 pick 和 place 节点将不工作。你需要自行编写抓取和放置的动作。使用默认变量“pose[]”的示例如下图所示：

../../../../_images/default_pick_example.png

设置抓取作业。
注解
- 如果你在 Receive Mech-Vision Result 节点修改了位姿、标签等参数的默认变量名，pick 节点将不工作。你需要删除 pick 节点，并使用“pose[]”编写抓取动作。
- 一次抓取作业包含了三个运动：Pick_above，直线运动到抓取点；Pick，抓取物体；Pick_depart，抓取物体后直线运动离开。
1. 在右侧 Mech-Vision Pick 面板，分别为 Pick_above 和 Pick_depart 设置参数 Dist 和 Coordinates，然后按下一个按钮。
2. 在右侧移动面板，为 MoveJ 节点保持默认配置，然后按下一个按钮。
3. 在右侧路点面板，为 pick_above 节点保持默认配置，然后按下一个按钮。
4. 在右侧移动面板，为 MoveL 节点保持默认配置，然后按下一个按钮。
5. 在右侧路点面板，为 pick 节点保持默认配置，然后按下一个按钮。
6. 根据实际情况，在 pick 节点后添加夹具控制逻辑。
7. 在右侧移动面板，为 MoveJ 节点保持默认配置，然后按下一个按钮。
8. 在右侧路点面板，为 pick_depart 节点保持默认配置，然后按下一个按钮。
设置放置作业。
1. 按下一个按钮前进至下一个 MoveJ 节点。
2. 在右侧移动面板，为 MoveJ 节点保持默认配置，然后按下一个按钮。
3. 手动控制机器人移动到放置被抓物体的正确位置。
4. 返回 UR 示教器，在右侧路点面板中按设置路点按钮。界面将会跳转至移动页签。
5. 在移动页签中，确认机器人当前的法兰位姿合适，并按确定按钮。
6. 设置放置位姿后，按下一个按钮.
7. 据实际情况，在程序树的 place 节点后添加夹具控制逻辑。

至此，与 Mech-Vision 工程配合使用的简单抓放程序已经完成。你可以在底部栏中按按钮来运行程序。

创建配合 Mech-Viz 的抓放程序 ¶

配合 Mech-Viz 使用该插件前，在 Mech-Viz 中勾选其他面板中的发送工具位姿复选框。

../../../../_images/sent_tcp_pose_ur.png

要创建配合 Mech-Viz 的抓放程序，执行如下步骤：

启用配合 Mech-Viz 抓放选项。
1. 在 UR 示教器上，选择为机器人编程 > 程序 > 空程序。
2. 选择结构 > URCap, 在 URCap 页签中按抓放示例按钮。在左侧面板的 机器人程序 程序树下自动创建出 Pick and Place 程序示例节点。
3. 选择命令页签。并按 With Mech-Viz 按钮。
4. 当看到程序树的 Pick and Place 节点下自动添加程序模板时，按下一个按钮。
在 Mech-Mind Connect 节点，在右侧 相机连接 面板, 确认 Host IP 的值为 Mech-Mind 工控机的 IP 地址。
参考创建配合 Mech-Vision 的抓放程序的步骤 3 设置图像采集点。

注解

该点为触发 Mech-Viz 工程的位置。
触发 Mech-Viz 工程运行。
1. 在右侧 触发 Mech-Viz 面板中设置参数 Send Current Robot Position to Mech-Vision 为“Joint Angle”或“Dedicated Point”。
注解
- 如果你需要 Mech-Viz 在机器人移动到起始位置前规划路径，将参数 Send Current Robot Position to Mech-Viz 设置为“Dedicated Point”，并指定一个特定的关节角位置。
- 如果你需要在 Mech-Viz 工程中使用分支任务并希望机器人选择分支出口，按 Set Branch Out Port 按钮，并跳到步骤 b 设置分支出口。
- 如果你使用了有索引参数的移动类任务，按 Set Index Value 按钮，并跳到步骤 c 设置索引值。
1. (可选)在程序树中选择 Set Branch Value 节点，在右侧 Set Branch Value 面板中设置参数 Branch Task ID 和 Branch Out Port，然后按下一个按钮。
2. (可选)在程序树中选择 Set Index Value 节点，并在右侧 Set Index Value 面板中设置参数 Index Task ID 和 Branch Out Port，然后按下一个按钮。

设置如何接收 Mech-Viz 结果。

在程序树中选择 Receive Mech-Viz Result 节点，并为 Pose、 Label、 Speed (%)、 Total Received、 Status Code、和 Vision Point Index 设置变量名，用于存放规划后的视觉结果，然后按下一个按钮。

参数	描述
Pose	规划的运动路径，格式为XYZ。机器人携带激活的 TCP 可以直接运动至该点。默认情况下，接收的位姿将保存在数组变量“pose[]”中，数组起始索引为 1。
Label	检测到物体的标签，标签值为整数。对于非视觉点，标签应为 0。默认情况下，标签保存在数组变量“label[]”中，数组起始索引为1。标签和位姿一一对应。
Speed	机器人移动到位姿点的运动速度，单位为 %。
Total Received	接收视觉点的总数。
Status Code	Mech-Center返回的状态码。请参考状态码列表。21xx 为正常状态码，20xx 为错误码。默认情况下，状态码保存在变量“status_code”中。
Vision Point Index	在接收的视觉点中视觉移动点的索引。例如 Mech-Viz 返回三个点，依次为relative_move_1，visual_move_1和relative_move_2，则视觉点索引为 2。默认情况下，视觉点索引保存在变量“vision_point”中。
Starting at ID	位姿和标签的数组变量的起始索引。默认情况下，索引的起始值为 1。

配置运动循环，使机器人按照 Mech-Viz 规划的路径运行，即靠近物体、抓取物体和离开抓取点（不包含放置物体）。关于如何设置 MoveL 和 MoveJ 节点，参考创建配合 Mech-Vision 的抓放程序的步骤 6。
注解
- 在实际应用中，运动循环可能包含几个 pick_above MoveJ 节点、一个 pick MoveL 节点和几个 pick_depart MoveJ 节点。
- 如果你在 Receive Mech-Viz Result 节点修改了位姿、标签等参数的默认变量名，你需要相应修改该步骤中的变量名。
参考创建配合 Mech-Vision 的抓放程序的步骤 7 设置放置作业。

至此，与 Mech-Viz 工程配合使用的简单抓放程序已经完成。你可以在底部栏中按按钮来运行程序。