UFACTORY机械臂伺服模式使用指南
UFACTORY（深圳市众为创造科技有限公司）的机械臂提供8种控制模式，分别为：
- 模式0：位置模式
- 模式1：伺服模式
- 模式2：关节示教模式
- 模式3：未使用
- 模式4：关节速度控制模式
- 模式5：笛卡尔速度控制模式
- 模式6：关节在线轨迹规划模式
- 模式7：笛卡尔在线轨迹规划模式
本文档主要介绍模式1 – 伺服模式，包含关节伺服和笛卡尔伺服模式
系统和网络要求
- 系统：打了PREEMPT_RT补丁的Linux系统。Windows延时较大，不建议使用。
- 网络：建议上位机和UFACTORY机械臂的控制盒通过网线直接连接。网络延时一般需要小于0.5毫秒。
Linux 的PREEMPT_RT实时补丁安装：
Linux上网络延迟测试方法：
# 安装rt-tests
apt install rt-tests
# 测试延时，单位是微秒
cyclictest -t1 -p 80 -i 1000 -l 100000 --mlockall伺服模式下的运动方式
伺服模式下有两种运动方式：
- 关节伺服运动,以最快的关节速度和加速度移动至给定的关节位置,xArm-Python-SDK接口为
set_servo_angle_j - 笛卡尔伺服运动, 以最快的TCP速度和加速度移动至给定的笛卡尔位置,xArm-Python-SDK接口为
set_servo_cartesian
伺服模式下的两种运动，都是以最快的关节/TCP（180°/s, 1000mm/s）速度和加速度移动至给定的关节位置/笛卡尔位置，此命令不设置缓冲区，仅执行最新收到的目标点。
1. 控制频率
UFACTORY 的机械臂控制器在无网络延迟的情况下，最大的通讯频率为250HZ。若发送的指令频率超过250HZ，多余的指令将会丢失。
用户自己规划的轨迹，需要以固定的频率发送经过插值平滑的轨迹点，两个点之间的单步距离不超过10mm（切勿一次性给出过远的目标位置），控制的频率建议控制在50-200HZ，若频率低于50HZ，机械臂的运动可能不会连续。
频率控制：通过控制两条指令发送的时间，例如 200HZ：两条指令间隔5ms,
time.sleep(0.005)步长控制：步长 = 每个控制周期机械臂移动的关节角或者距离。
用户需要控制两点之间的单步距离（步长），使计算出来的期望速度小于手臂的最大速度。
例如，servo_cartesian,通讯频率为100HZ。 手臂最大TCP 速度为1000mm/s, 则两点之间的距离最大步长为10mm.
2. 示例代码：
接口中预留了速度，加速度和时间的参数，但由于伺服模式默认以最快速度和加速度移动，所以目前这些参数在伺服模式中是无效的。
关节伺服运动示例
- servoj运动接口：
set_servo_angle_j - servoj运动示例
频率：time.sleep(0.01) -> 休眠10ms -> 100HZ
while arm.connected and arm.state != 4:
for i in range(100):
angles = [i, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
ret = arm.set_servo_angle_j(angles)
print('set_servo_angle_j, ret={}'.format(ret))
time.sleep(0.01)
for i in range(100):
angles = [100-i, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
ret = arm.set_servo_angle_j(angles)
print('set_servo_angle_j, ret={}'.format(ret))
time.sleep(0.01)笛卡尔伺服运动示例
- servo_cartesian运动接口：
set_servo_cartesian - servo_cartesian运动示例
频率：time.sleep(0.01) -> 休眠10ms -> 100HZ 步长 = 1mm
while arm.connected and arm.state != 4:
for i in range(300):
x = 200 + i
mvpose = [x, 0, 200, 180, 0, 0]
ret = arm.set_servo_cartesian(mvpose, speed=100, mvacc=2000)
print('set_servo_cartesian, ret={}'.format(ret))
time.sleep(0.01)
for i in range(300):
x = 500 - i
mvpose = [x, 0, 200, 180, 0, 0]
ret = arm.set_servo_cartesian(mvpose, speed=100, mvacc=2000)
print('set_servo_cartesian, ret={}'.format(ret))
time.sleep(0.01)ROS使用伺服模式
SDK提供伺服控制接口，ROS将其封装成service，用户调用配置好的服务即可。
ROS1:
- 关节伺服服务:
move_servoj - 笛卡尔伺服服务:
move_servo_cart - 服务说明
ROS2:
- 关节伺服服务:
set_servo_angle_j - 笛卡尔伺服服务:
set_servo_cartesian - 服务说明
补充说明：
模式选择
伺服模式对于系统和网络实时性要求比较高，如条件不允许，可以先尝试在线规划模式(模式6和7), 这两个模式对系统和网络实时性要求不高，也不需要自己进行规划轨迹，根据给定的速度和加速度，在线规划把目标点分解成N个过程目标点发送给关节。
在线规划模式从当前位置开始执行规划，后一个运动指令可以打断正在运行的运动指令，而伺服模式后一个运动指令无法打断正在运行的运动指令。