入门指南
在为 Linux 或 Windows 设置所需的软件后,是时候连接到机器人并通过使用 FCI 读取当前机器人状态来测试整个设置。
操作机器人
在继续之前,这里有一些安全注意事项。在给机器人通电之前,请务必检查以下事项:
确保手臂已安装在稳定的底座上并且不会翻倒,即使在执行快速运动或突然停止时也不会翻倒。
警告
仅支持桌面安装,即手臂必须垂直于地面安装!其他安装将 使你失去保修,并 可能导致机器人损坏!
确保连接机械臂和控制柜的电缆在两侧牢固连接。
将外部激活设备(灰色按钮)连接到机械臂的底座X3并将其放在你身边,以便能够随时停止机器人。
提示
激活外部激活设备(即按下灰色按钮)将使机械臂脱离控制。关节电机控制器将保持其当前位置。 外部激活设备不是紧急停止装置!
这份清单并不详尽!机器人随附的手册中有一章专门介绍安全。请仔细阅读并按照说明进行操作。该手册也可以在我们的 Franka World Hub 中找到。
重要
使用FCI给机器人发送命令的工作站PC必须始终连接到控制器的LAN端口(shop floor network),而 不是 连接到机械臂(robot network)的LAN端口。
安装FCI功能
为了能够通过 Franka控制接口 (FCI) 操作机器人,需要在你的设备上安装相应的 Feature。如果它已经安装到控制器上,它将在DESK -> Settings -> System -> Installed Features 下列出。如果尚未安装 FCI,你可以将其从你的 Franka World 帐户同步到你的控制器。因此,你的公司/学校帐户中必须有可用的 FCI 许可证,并且你的控制器必须在此帐户中注册。软件(离线/在线)同步过程在 Franka World 用户手册 中有更详细的描述。
设置网络
使用FCI控制机器人时,良好的网络性能至关重要。因此强烈建议在工作站PC和机器人控制柜之间选择直接连接。本节将介绍如何为此例配置网络。

通过FCI控制机器人时使用控制柜的网口。不要连接到机械臂底座的网口。
控制柜和你的工作站必须配置在同一网段上。实现这一目标的最简单方法是使用静态IP地址。同一网段上的任何两个地址都可以使用,但本教程将使用以下值:
工作站PC |
控制柜 |
|
---|---|---|
IP地址 |
172.16.0.1 |
172.16.0.2 |
网络掩码 |
24 |
24 |
控制柜的IP地址 (172.16.0.2)在后面的章节中会被以 <fci-ip>
调用。
提示
使用此网络配置,可以通过 https://<fci-ip>
访问Desk,尽管你会在浏览器中看到证书警告。
配置过程包括两个步骤:
配置控制柜的网络设置。
配置工作站的网络设置。
控制柜网络配置
对于这一步,需要安装和测试机器人。 在继续下一步之前,请通读机器人随附的文档并按照设置说明进行操作!
控制柜的网络可以在管理员界面中配置。在此步骤期间,你可以通过机器人底座中的端口连接到机器人。有关详细信息,请参阅机器人随附的手册中的连接用户界面设备部分 连接用户接口设备 。

通过 Desk 访问管理员界面。
要设置静态地址,请在 Network 部分输入以下值:

为控制器的LAN端口(Shop Floor network)设置静态 IP。DHCP客户端选项被取消选择。
按下 Apply。成功应用设置后,将工作站的网口连接到机器人的控制器。
Linux工作站网络配置
本节介绍如何使用GUI在Ubuntu 16.04上设置静态IP地址。如果你更喜欢使用命令行,请遵循官方Ubuntu guide。
警告
以下步骤将修改你的网络设置。如有疑问,请联系你的网络管理员。
首先,打开网络连接(Network Connection)小控件。选择你要使用的有线连接,然后单击编辑。

在以太网部分编辑连接。
接下来,单击IPv4设置选项卡,将方法设置为手动,然后输入以下值:

为工作站PC设置静态IP。方法设置为手动。
提示
此步骤将禁用DHCP服务,这意味着你在连接到DHCP服务器时将不再获得地址,例如机械臂基座中的服务器。当你不再使用FCI时,你可以将方法更改回 Automatic (DHCP)。
保存更改,然后关闭网络连接窗口。从下拉菜单中单击连接名称。现在应该可以从你的工作站连接到机器人。要验证这一点,请执行 网络带宽、延迟和抖动测试。从现在开始,你还可以在浏览器中通过此地址访问Desk。
Windows 工作站网络配置
在Windows工作站上设置静态IP地址。打开 控制面板 并转到 网络和 Internet > 网络和共享中心 > 更改适配器设置。右键单击网络适配器并打开 属性。使用与Linux工作站网络配置中相同的示例地址和网络掩码。
在 Desk 中为使用 FCI 的机器人做准备”
为了验证连接,需要在 Desk 中解锁机器人的刹车并释放激活装置(灰色按钮),以便机器人准备好执行蓝色 LED 模式(运行模式)。
启用FCI模式
使用系统版本 >= 4.2.0 的机器人需要启用 FCI 模式。为此,打开 Desk,展开侧边栏中的菜单,然后点击 Activate FCI。

在Desk侧边栏菜单中启用 FCI 模式
Franka Emika Robot 的FCI模式
启用 FCI 模式后,会出现如下所示的弹窗。此弹出窗口表示 FCI 模式当前处于活动状态,并且处于活动状态时不允许Desk交互。在使用 FCI 时,此弹出窗口需要保持打开状态。有关单点控制Single Point of Control (SPoC) 的更多信息,请参阅机器人随附的手册,该手册也可在我们的 Franka World Hub 中找到。

启用 FCI 模式时的弹窗
Franka Research 3 的FCI模式
启用 FCI 模式后,侧边栏显示 FCI 已打开。

启用 FCI 模式时的侧边栏
验证连接
上一节描述了如何设定控制柜LAN端口的IP地址。在后文中,该地址称为 <fci-ip>
。
为了验证一切设置是否正确,请确保 为在 Desk 中使用 FCI准备好机器人 。并从 libfranka
运行示例 echo_robot_state
。如果你决定从 ROS 存储库安装 franka_ros
和 libfranka
,你可以改为阅读 在ros中可视化机器人 的说明 。
切换到构建目录 libfranka
并执行示例:
Linux:
./examples/echo_robot_state <fci-ip>
Windows:
cd /path/to/libfranka/build/examples/
echo_robot_state.exe <fci-ip>
提示
在执行libfranka程序之前,请确保可执行文件能够找到它们的runtime库。在 Windows 上,最简单的方法是将所需的库复制到与可执行文件相同的目录中。
该程序会将机器人的当前状态打印到控制台并在几次迭代后终止。在 libfranka API 文档 中解释了这些字段。
示例输出:
{
"O_T_EE": [0.998578,0.0328747,-0.0417381,0,0.0335224,-0.999317,0.0149157,0,-0.04122,-0.016294,
-0.999017,0,0.305468,-0.00814133,0.483198,1],
"O_T_EE_d": [0.998582,0.0329548,-0.041575,0,0.0336027,-0.999313,0.0149824,0,-0.0410535,
-0.0163585,-0.999023,0,0.305444,-0.00810967,0.483251,1],
"F_T_EE": [0.7071,-0.7071,0,0,0.7071,0.7071,0,0,0,0,1,0,0,0,0.1034,1],
"EE_T_K": [1,0,0,0,0,1,0,0,0,0,1,0,0,0,0,1],
"m_ee": 0.73, "F_x_Cee": [-0.01,0,0.03], "I_ee": [0.001,0,0,0,0.0025,0,0,0,0.0017],
"m_load": 0, "F_x_Cload": [0,0,0], "I_load": [0,0,0,0,0,0,0,0,0],
"m_total": 0.73, "F_x_Ctotal": [-0.01,0,0.03], "I_total": [0.001,0,0,0,0.0025,0,0,0,0.0017],
"elbow": [-0.0207622,-1], "elbow_d": [-0.0206678,-1],
"tau_J": [-0.00359774,-5.08582,0.105732,21.8135,0.63253,2.18121,-0.0481953],
"tau_J_d": [0,0,0,0,0,0,0],
"dtau_J": [-54.0161,-18.9808,-64.6899,-64.2609,14.1561,28.5654,-11.1858],
"q": [0.0167305,-0.762614,-0.0207622,-2.34352,-0.0305686,1.53975,0.753872],
"dq": [0.00785939,0.00189343,0.00932415,0.0135431,-0.00220327,-0.00492024,0.00213604],
"q_d": [0.0167347,-0.762775,-0.0206678,-2.34352,-0.0305677,1.53975,0.753862],
"dq_d": [0,0,0,0,0,0,0],
"joint_contact": [0,0,0,0,0,0,0], "cartesian_contact": [0,0,0,0,0,0],
"joint_collision": [0,0,0,0,0,0,0], "cartesian_collision": [0,0,0,0,0,0],
"tau_ext_hat_filtered": [0.00187271,-0.700316,0.386035,0.0914781,-0.117258,-0.00667777,
-0.0252562],
"O_F_ext_hat_K": [-2.06065,0.45889,-0.150951,-0.482791,-1.39347,0.109695],
"K_F_ext_hat_K": [-2.03638,-0.529916,0.228266,-0.275938,0.434583,0.0317351],
"theta": [0.01673,-0.763341,-0.0207471,-2.34041,-0.0304783,1.54006,0.753865],
"dtheta": [0,0,0,0,0,0,0],
"current_errors": [], "last_motion_errors": [],
"control_command_success_rate": 0, "robot_mode": "Idle", "time": 3781435
}
提示
如果此时出现错误,请执行 ping 测试 并确保机器人的故障保护安全锁止系统已打开。机器人随附的手册中提供了更多信息。