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系统配置

RobotBrain运行之前需要进行相关配置，一份配置文件通常包含以下四个文件

配置文件名 说明
GlobalConfig.yaml 全局配置，包括全局数据目录、仿真选项等
ExternalDeviceConfig.yaml 外部设备配置，主要包括夹爪、传感器等外部设备
Device.yaml 从站设备配置，主要包括机器人、附加轴等相关配置
busConfig 总线配置，通信方式、通信周期等

配置文件示例

全局配置GlobalConfig.yaml

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version: # 版本号
  major: 9
  minor: 0
  build: 0
serial: xb4234562 # 机器人序列号（用于机器人与配置文件匹配）
description: 初始全局配置 # 该文件的用途描述
data_path: /home/hanbing/work/program/robot/config/data/XB4_V9.0.0/data # 数据存放目录
simulation: false  # 是否开启仿真仿真，true仿真，false真机

外部设备配置ExternalDeviceConfig.yaml

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version: # 版本号
  major: 9
  minor: 0
  build: 0
serial: xb4234562 # 机器人序列号（用于机器人与配置文件匹配）
description: grip and sensor configure # 该文件的用途描述。
devices:
  grip: # 夹爪配置（可以配置多组）
  - name: grip # 夹爪名称
    description: dh grip # 夹爪信息描述
    serial: DH # 所支持的夹爪，目前支持 DH
    type: tcp # 通信方式，tcp,udp,usb,serial,dio,ethercat
    arg: # 夹爪连接参数
      id: 192.168.1.29
      sub_id: 8888
  - name: dhgrip1
    description: dh grip
    serial: DH
    type: tcp
    arg:
      id: 192.168.1.29
      sub_id: 8888
  force_sensor: # 六维力传感器配置（可以配置多组）
  - name: sensor # 传感器名称
    description: onrobot sensor # 传感器信息描述
    serial: ONROBOT # 所支持的传感器，目前支持 ONROBOT,ATI,DYNPICK
    type: udp # 通信方式，tcp,udp,usb,serial,dio,ethercat
    arg: # 传感器连接参数
      id: 192.168.1.29
      sub_id: 8888
      cmd: 100 # 传感器滤波参数
    data:
      mass: 2.5900000000000001e-04 # 传感器质量
      measuring_point: # 传感器测量点相对法兰坐标系位置和姿态（xyz固定角描述），单位：m, rad
        x: 0.0000000000000000e+00
        y: 0.0000000000000000e+00
        z: 4.0000000000000000e+01
        k: 0.0000000000000000e+00
        p: 0.0000000000000000e+00
        s: 0.0000000000000000e+00
      center: # 传感器质心相对法兰坐标系位置和姿态（xyz固定角描述），单位：m, rad
        x: 0.0000000000000000e+00
        y: 0.0000000000000000e+00
        z: 4.0000000000000000e+01
        k: 0.0000000000000000e+00
        p: 0.0000000000000000e+00
        s: 0.0000000000000000e+00
      offset: # 传感器标定初值(无需用户设置)，单位：N, Nm
        x: 0.0000000000000000e+00
        y: 0.0000000000000000e+00
        z: 0.0000000000000000e+00
        k: 0.0000000000000000e+00
        p: 0.0000000000000000e+00
        s: 0.0000000000000000e+00

设备配置Device.yaml

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version: # 版本号
  major: 9
  minor: 0
  build: 0
serial: xb4234562 # 机器人序列号（用于机器人与配置文件匹配）
description: configure robot addition DIO and AIO #该文件的用途描述
user_io: # 用户数字io配置(数目必须与系统io数目一致，如果系统中没有用户数字io,该字段不配置)
  input_num: 16
  output_num: 16
safety_io: # 内部安全数字io配置(数目必须与系统io数目一致，如果系统中没有安全数字io,该字段不配置)
  input_num: 0
  output_num: 0
analog_io: # 用户模拟io配置(数目必须与系统io数目一致，如果系统中没有模拟io,该字段不配置)
  input: # 模拟输入转系数，有几组就是几个模拟输入，按照公式(x-b)/a ==> y 计算，获得物理量
  - a: 1.0
    b: 2.0
  - a: 0.1
    b: 0.0
  output: # 模拟输出转系数，有几组就是几个模拟输出，按照公式a*x+b ==> y 计算，获得电信号
  - a: 1.0
    b: 2.0
  - a: 0.1
    b: 0.0
addition_group: #附加轴组配置（系统中没有附加轴，该字段不配置）
  addition: #附加轴组配置（可配置多个轴组，有几个组就是几个轴组）
  - axis_group: #第一个轴组
    - axis: # 第一个轴组中的第一个轴（可配置多个，有几组就是几个关节）
        id: 0 # 从站设备id ,决定附加轴组当前关节使用的是哪个从站。不能与其他机器人或附加轴组冲突
        initial_offset: 0 # 编码器零点标定初值（非用户填写,默认0）
        initial_offset2: 0 # 输出端编码器零点标定初值（非用户填写,默认0）
        sigma: revolute # 转动关节[revolute]，滑动关节[prismatic]
        direction: true # 调整编码器旋转正方向，（是否与编码器正方向一致，一致为trure，不一致为false）
        direction2: true # 调整第二路编码器旋转正方向，（是否与编码器正方向一致，一致为trure，不一致为false）
        smin: 0.000000 # 关节最小限位，单位：rad 或 m
        smax: 0.000000 # 关节最大限位，单位：rad 或 m
        vmin: 0.000000 # 最小速度限制，单位：rad/s 或 m/s
        vmax: 0.000000 # 最大速度限制，单位：rad/s 或 m/s
        amin: 0.000000 # 最小加速度限制，单位：rad/s^2 或 m/s^2
        amax: 0.000000 # 最大加速度限制，单位：rad/s^2 或 m/s^2
        jmin: 0.000000 # 最小加加速度限制，单位：rad/s^3 或 m/s^3
        jmax: 0.000000 # 最大加加速度限制，单位：rad/s^3 或 m/s^3
        current_coeff: 1.000000 # 电流转化系数（一般为额定电流千分比 单位：A/1000）
        torque_coeff: 1.000000 # 最大关节力矩限制（单位：转动关节Nm, 滑动N）
        torque_max: 1.000000 # 最大关节力矩限制（单位：N（滑动关节） or N*M（转动关节））
        encoder_ruler: 131072 # 编码器一圈数据 （如：17位编码器为131072）
        encoder_ruler2: 131072 # 第二路编码器一圈数据 （如：17位编码器为131072）
        gear_ratio: 1.0 # 关节减速比 （转动关节表示：关节旋转360度对应的电机的圈数；滑动关节表示：关节移动1m距离应的电机的圈数）
    - axis: # 第一个轴组中的第二个轴
        id: 0 # 从站设备id ,决定附加轴组当前关节使用的是哪个从站。不能与其他机器人或附加轴组冲突
        initial_offset: 0 # 编码器零点标定初值（非用户填写,默认0）
        initial_offset2: 0 # 输出端编码器零点标定初值（非用户填写,默认0）
        sigma: revolute # 转动关节[revolute]，滑动关节[prismatic]
        direction: true # 调整编码器旋转正方向，（是否与编码器正方向一致，一致为trure，不一致为false）
        direction2: true # 调整第二路编码器旋转正方向，（是否与编码器正方向一致，一致为trure，不一致为false）
        smin: 0.000000 # 关节最小限位，单位：rad 或 m
        smax: 0.000000 # 关节最大限位，单位：rad 或 m
        vmin: 0.000000 # 最小速度限制，单位：rad/s 或 m/s
        vmax: 0.000000 # 最大速度限制，单位：rad/s 或 m/s
        amin: 0.000000 # 最小加速度限制，单位：rad/s^2 或 m/s^2
        amax: 0.000000 # 最大加速度限制，单位：rad/s^2 或 m/s^2
        jmin: 0.000000 # 最小加加速度限制，单位：rad/s^3 或 m/s^3
        jmax: 0.000000 # 最大加加速度限制，单位：rad/s^3 或 m/s^3
        current_coeff: 1.000000 # 电流转化系数（一般为额定电流千分比 单位：A/1000）
        torque_coeff: 1.000000 # 最大关节力矩限制（单位：转动关节Nm, 滑动N）
        torque_max: 1.000000 # 最大关节力矩限制（单位：N（滑动关节） or N*M（转动关节））
        encoder_ruler: 131072 # 编码器一圈数据 （如：17位编码器为131072）
        encoder_ruler2: 131072 # 第二路编码器一圈数据 （如：17位编码器为131072）
        gear_ratio: 1.0 # 关节减速比 （转动关节表示：关节旋转360度对应的电机的圈数；滑动关节表示：关节移动1m距离应的电机的圈数）
robot_group: #机器人组配置（系统中没有机器人，该字段不配置）
  robot: #机器人配置（可配置多个机器人，有几个组就是机器人）
  - model_solve: numerical # 机器人模型求解类型（numerical 是数值解，analytic 是解析解） （第一个机器人）
    tool: # 机器人末端附加变换（xyz：位置(m)；kps:固定角姿态(rad)）
      x: 0.000000
      y: 0.000000
      z: 0.073000
      k: 0.000000
      p: 0.000000
      s: 0.000000
    base: # 机器人基座附加变换（xyz：位置(m)；kps:固定角姿态(rad)）
      x: 0.000000
      y: 0.000000
      z: 0.342000
      k: 0.000000
      p: 0.000000
      s: 0.000000
    gravity:  # 重力加速度，单位：m/(s^2)
      x: 0.000000
      y: 0.000000
      z: 9.800000
    endlimit: # 机器人笛卡尔约束
      tran_velocity_max: 2.000000 # 笛卡尔平动速度约束（单位：m/s）
      tran_acceleration_max: 5.000000000 # 笛卡尔平动加速度约束（单位：m/（s^2)）
      tran_jerk_max: 10.000000000 # 笛卡尔平动加加速度约束（单位：m/（s^3)）
      rot_velocity_max: 6.000000 # 笛卡尔转动速度约束（单位：rad/s）
      rot_acceleration_max: 12.000000 # 笛卡尔转动加速度约束（单位：rad/（s^2)）
      rot_jerk_max: 24.000000 # 笛卡尔转动加加速度约束（单位：rad/（s^3)）
    joint: # 机器人关节参数（可配置多个，有几组就是几个关节）
    - kinematics_parameters: # dh参数 （第一个机器人的第一个连杆和轴）
        theta: 0.000000 #绕z轴转动，单位：rad
        d: 0.000000 # 沿Z轴移动，单位：m
        a: 0.000000 # 沿x轴移动，单位：m
        alpha: 0.000000 #绕x轴转动，单位：m
        offset: 0.000000 # 实际零位与模型零位偏差, 单位：转动关节rad，移动关节m
        mdh: true # dh参数类型，true为修正dh参数，false为标准dh参数
        flip: false # 是否修改模型正方向（运动学模型正方向，true修改，false为不修改）
      dynamics_parameters: # 动力学参数
        m: 1.000000   # 质量，单位：kg
        cmx: 0.000000 # 质心x轴，单位：m
        cmy: 0.000000 # 质心y轴，单位：m
        cmz: 0.000000 # 质心z轴，单位：m
        ixx: 0.000000 # 相对于质心的惯性张量，单位：kg*(m^2)（3*3矩阵的上三角参数，对称矩阵）
        ixy: 0.000000 
        ixz: 0.000000
        iyy: 0.000000
        iyz: 0.000000
        izz: 0.000000
        fv: 0.000000 # 粘滞摩擦系数（单位：Nm*s/rad 或者 N*s/m）
        fv2: 0.000000 # 预留
        fv3: 0.000000 # # 预留
        fc0: 0.000000 # 正库伦摩擦系数（必须是正值，单位：Nm 或N）
        fc1: 0.000000 # 负库伦摩擦系数（必须是负值，单位：Nm 或N）
        jm: 0.000000 # 关节惯性（单位：Nm*(s/rad)^2 或者 N*（s/m）^2）
      axis: # 关节轴信息
        id: 0 # 从站设备id ,决定机器人当前关节使用的是哪个从站。不能与其他机器人或附加轴组冲突
        initial_offset: 0 # 编码器零点标定初值（非用户填写,默认0）
        initial_offset2: 0 # 输出端编码器零点标定初值（非用户填写,默认0）
        sigma: revolute # 转动关节[revolute]，滑动关节[prismatic]
        direction: true # 调整编码器旋转正方向，（是否与编码器正方向一致，一致为trure，不一致为false）
        direction2: true # 调整第二路编码器旋转正方向，（是否与编码器正方向一致，一致为trure，不一致为false）
        smin: -2.879793265790644 # 关节最小限位，单位：rad 或 m
        smax: 2.879793265790644 # 关节最大限位，单位：rad 或 m
        vmin: -5.166174585903216 # 最小速度限制，单位：rad/s 或 m/s
        vmax: 5.166174585903216 # 最大速度限制，单位：rad/s 或 m/s
        amin: -31.415926535897931 # 最小加速度限制，单位：rad/s^2 或 m/s^2
        amax: 31.415926535897931 # 最大加速度限制，单位：rad/s^2 或 m/s^2
        jmin: -872.6646259971647 # 最小加加速度限制，单位：rad/s^3 或 m/s^3
        jmax: 872.6646259971647 # 最大加加速度限制，单位：rad/s^3 或 m/s^3
        current_coeff: 0.003700 # 电流转化系数（一般为额定电流千分比 单位：A/1000）
        torque_coeff: 0.370000000 # 等效扭矩常数（最大扭矩/最大电流，单位：转动关节Nm/A, 滑动N/A）
        torque_max: 4.460000000 # 最大关节力矩限制（单位：转动关节Nm, 滑动N）
        encoder_ruler: 131072 # 编码器一圈数据 （如：17位编码器为131072）
        encoder_ruler2: 0 # 第二路编码器一圈数据 （如：17位编码器为131072）
        gear_ratio: 81.0 # 关节减速比 （转动关节表示：关节旋转360度对应的电机的圈数；滑动关节表示：关节移动1m距离应的电机的圈数）
      couple: [1.0,0.0,0.0,0.0,0.0,0.0] #耦合系数当前关节与其他关节的耦合系数，当前关节自身的耦合系数为1.0
    - kinematics_parameters: #（第一个机器人的第二个连杆和轴）
        theta: 0.000000
        d: 0.000000
        a: 0.040000
        alpha: -1.570796326794897
        offset: -1.570796326794897
        mdh: true
        flip: false
      dynamics_parameters:
        m: 1.000000
        cmx: 0.000000
        cmy: 0.000000
        cmz: 0.000000
        ixx: 0.000000
        ixy: 0.000000 
        ixz: 0.000000
        iyy: 0.000000
        iyz: 0.000000
        izz: 0.000000
        fv: 0.000000
        fv2: 0.000000
        fv3: 0.000000
        fc0: 0.000000
        fc1: 0.000000
        jm: 0.000000
      axis:
        id: 2
        initial_offset: 0
        initial_offset2: 0
        sigma: revolute
        direction: true
        direction2: true
        smin: -1.658062789394613
        smax: 2.181661564992912
        vmin: -4.188790204786391
        vmax: 4.188790204786391
        amin: -26.179938779914941
        amax: 26.179938779914941
        jmin: -698.1317007977318
        jmax: 698.1317007977318
        current_coeff: 0.003600
        torque_coeff: 0.370000000
        torque_max: 4.460000000
        encoder_ruler: 131072
        encoder_ruler2: 0
        gear_ratio: 101.0
      couple: [0.0,1.0,0.0,0.0,0.0,0.0]
    - kinematics_parameters:
        theta: 0.000000
        d: 0.000000
        a: 0.275000
        alpha: 0.000000
        offset: 0.000000
        mdh: true
        flip: false
      dynamics_parameters:
        m: 1.000000
        cmx: 0.000000
        cmy: 0.000000
        cmz: 0.000000
        ixx: 0.000000
        ixy: 0.000000 
        ixz: 0.000000
        iyy: 0.000000
        iyz: 0.000000
        izz: 0.000000
        fv: 0.000000
        fv2: 0.000000
        fv3: 0.000000
        fc0: 0.000000
        fc1: 0.000000
        jm: 0.000000
      axis:
        id: 1
        initial_offset: 0
        initial_offset2: 0
        sigma: revolute
        direction: true
        direction2: true
        smin: -3.228859116189510
        smax: 0.942477796076938
        vmin: -5.410520681182422
        vmax: 5.410520681182422
        amin: -31.415926535897931
        amax: 31.415926535897931
        jmin: -698.1317007977318
        jmax: 698.1317007977318
        current_coeff: 0.002300
        torque_coeff: 0.310000000
        torque_max: 2.240000000
        encoder_ruler: 131072
        encoder_ruler2: 0
        gear_ratio: 81.0
      couple: [0.0,0.0,1.0,0.0,0.0,0.0]
    - kinematics_parameters:
        theta: 0.000000
        d: 0.280000
        a: 0.0250000
        alpha: -1.570796326794897
        offset: 0.000000
        mdh: true
        flip: false
      dynamics_parameters:
        m: 1.000000
        cmx: 0.000000
        cmy: 0.000000
        cmz: 0.000000
        ixx: 0.000000
        ixy: 0.000000 
        ixz: 0.000000
        iyy: 0.000000
        iyz: 0.000000
        izz: 0.000000
        fv: 0.000000
        fv2: 0.000000
        fv3: 0.000000
        fc0: 0.000000
        fc1: 0.000000
        jm: 0.000000
      axis:
        id: 3
        initial_offset: 0
        initial_offset2: 0
        sigma: revolute
        direction: true
        direction2: true
        smin: -2.879793265790644
        smax: 2.879793265790644
        vmin: -6.195918844579870
        vmax: 6.195918844579870
        amin: -31.415926535897931
        amax: 31.415926535897931
        jmin: -872.6646259971647
        jmax: 872.6646259971647
        current_coeff: 0.001400
        torque_coeff: 0.240000
        torque_max: 1.110000
        encoder_ruler: 131072
        encoder_ruler2: 0
        gear_ratio: 72.857000
      couple: [0.0,0.0,0.0,1.0,0.0,0.0]
    - kinematics_parameters:
        theta: 0.000000
        d: 0.000000
        a: 0.000000
        alpha: 1.570796326794897
        offset: 0.000000
        mdh: true
        flip: false
      dynamics_parameters:
        m: 1.000000
        cmx: 0.000000
        cmy: 0.000000
        cmz: 0.000000
        ixx: 0.000000
        ixy: 0.000000 
        ixz: 0.000000
        iyy: 0.000000
        iyz: 0.000000
        izz: 0.000000
        fv: 0.000000
        fv2: 0.000000
        fv3: 0.000000
        fc0: 0.000000
        fc1: 0.000000
        jm: 0.000000
      axis:
        id: 4
        initial_offset: 0
        initial_offset2: 0
        sigma: revolute
        direction: true
        direction2: true
        smin: -2.007128639793479
        smax: 2.007128639793479
        vmin: -4.660029102824860
        vmax: 4.660029102824860
        amin: -22.689280275926283
        amax: 22.689280275926283
        jmin: -872.6646259971647
        jmax: 872.6646259971647
        current_coeff: 0.001100
        torque_coeff: 0.170000
        torque_max: 0.560000
        encoder_ruler: 131072
        encoder_ruler2: 0
        gear_ratio: 80.0
      couple: [0.0,0.0,0.0,0.0,1.0,0.0]
    - kinematics_parameters:
        theta: 0.000000
        d: 0.000000
        a: 0.000000
        alpha: -1.570796326794897
        offset: 0.000000
        mdh: true
        flip: false
      dynamics_parameters:
        m: 1.000000
        cmx: 0.000000
        cmy: 0.000000
        cmz: 0.000000
        ixx: 0.000000
        ixy: 0.000000 
        ixz: 0.000000
        iyy: 0.000000
        iyz: 0.000000
        izz: 0.000000
        fv: 0.000000
        fv2: 0.000000
        fv3: 0.000000
        fc0: 0.000000
        fc1: 0.000000
        jm: 0.000000
      axis:
        id: 5
        initial_offset: 0
        initial_offset2: 0
        sigma: revolute
        direction: true
        direction2: true
        smin: -6.283185307179586
        smax: 6.283185307179586
        vmin: -8.726646259971647
        vmax: 8.726646259971647
        amin: -52.359877559829883
        amax: 52.359877559829883
        jmin: -872.6646259971647
        jmax: 872.6646259971647
        current_coeff: 0.001400
        torque_coeff: 0.240000
        torque_max: 1.110000
        encoder_ruler: 131072
        encoder_ruler2: 0
        gear_ratio: 50.0
      couple: [0.0,0.0,0.0,0.0,0.0,1.0]

总线配置busConfig.yaml

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
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11
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27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
version: # 版本号
  major: 9
  minor: 0
  build: 0
serial: xb4234562 # 机器人序列号（用于机器人与配置文件匹配）
description: bus config # 该文件的用途描述。
communication_cycle: 1000000 # 通信周期（单位为ns 纳秒）
type: ethercat   # 通信总线类型：ethercat,general
busdata:
  ethercat_pdo: # 总线pdo映射列表 (当type 为ethercat时必须配置)
    device_description: NULL #设置信息描描述
    state: StatusWord # 状态字
    control: ControlWord # 控制字
    mode: Modes of operation # 模式字
    ac_mode: NULL # 实际模式字
    ac_position: Position actual value # 实际位置
    ac_velocity: NULL # 实际速度
    ac_torque: Torque Actual Value # 实际力矩
    ac_position2: NULL # 第2路实际位置
    ac_velocity2: NULL # 第2路实际速度
    ac_sensor_torque: NULL # 实际关节力矩传感器
    error_code: NULL # 错误代码
    following_error: NULL # 跟踪误差
    position: Target position # 目标位置
    velocity: NULL # 目标速度
    torque: Target torque # 目标力矩
    velocity_offset: NULL # 速度前馈
    torque_offset: NULL # 力矩前馈
    torque_max_limit: NULL # 最大力矩限制
    torque_min_limit: NULL # 最小力矩限制
    usr_di: EXDI # 用户数字量输入
    usr_do: EXDO # 用户数字量输出
    usr_ai: NULL # 用户模拟量输入
    usr_ao: NULL # 用户模拟量输出
    inter_di: NULL # 内部数字量输入
    inter_do: NULL # 内部数字量输出
  general_data: # 通用总线设置 (当type 为general时必须配置)
    device_description: NULL #设置信息描描述

在RobotStudio中进行配置

在RobotStudio中对配置提供了可视化的配置页面，在“下位机”-“配置文件”选项卡中点击“新建配置”。左侧是各个配置项， 可以根据需求和实际情况进行配置，在右侧可以实时预览配置好的配置文件。配置结果提供yaml和json两种格式并可以复制方便进行二次编辑。