GripperDB¶
Einleitung¶
Das GripperDB Modul ist ein optionales Modul, welches intern auf dem rc_visard läuft, und ist freigeschaltet, sobald eine gültige Lizenz für eines der Module ItemPick und BoxPick oder SilhouetteMatch vorhanden ist. Andernfalls benötigt dieses Modul eine separate Lizenz.
Das Modul bietet Services zum Anlegen, Abfragen und Löschen von Greifern, die dann für die Kollisionsprüfung mit einem Load Carrier oder anderen erkannten Objekten (nur in Kombination mit SilhouetteMatch) genutzt werden können. Die angelegten Greifer sind in allen Modulen auf dem rc_visard verfügbar, die eine Kollisionsprüfung anbieten.
| Max. Anzahl Greifer | 50 |
| Mögliche Greiferelement-Geometrien | Box, Zylinder |
| Max. Anzahl Elemente pro Greifer | 15 |
| Kollisionsprüfung verfügbar in | ItemPick und BoxPick, SilhouetteMatch |
Erstellen eines Greifers¶
Der Greifer ist eine Kollisionsgeometrie, die zur Prüfung auf Kollisionen zwischen dem geplanten Griff und dem Load Carrier verwendet wird. Der Greifer kann aus bis zu 15 miteinander verbundenen Elementen bestehen.
Es sind folgende Arten von Elementen möglich:
- Quader (
BOX), mit den Abmessungenbox.x,box.y,box.z.- Zylinder (
CYLINDER), mit dem Radiuscylinder.radiusund der Höhecylinder.height.
Weiterhin müssen für jeden Greifer der Flanschradius und der Tool Center Point (TCP) definiert werden.
Die Konfiguration des Greifers wird in der Regel während des Setups der Zielanwendung durchgeführt. Das kann über die REST-API-Schnittstelle oder die rc_visard Web GUI geschehen.
Flanschradius¶
Es werden standardmäßig nur Kollisionen mit dem Greifer, nicht aber mit der Robotergeometrie geprüft. Um Kollisionen zwischen dem Load Carrier und dem Roboter zu vermeiden, kann über den Laufzeitparameter check_flange im CollisionCheck Modul (siehe Übersicht der Parameter) ein zusätzlicher optionaler Test aktiviert werden. Dieser Test erkennt alle Griffe als Kollisionen, bei denen sich ein Teil des Roboterflanschs innerhalb des Load Carriers befinden würde (siehe Abb. 62). Der Test basiert auf der Greifergeometrie und dem Flanschradius.
Abb. 62 Fall A: Der Griff wird nur als Kollision erkannt, wenn check_flange auf true gesetzt ist, denn der Flansch (rot) befindet sich im Load Carrier. Fall B: Der Griff ist in jedem Fall kollisionsfrei.
Erstellen eines Greifers über die REST-API oder die Web GUI¶
Bei der Greifererstellung über die REST-API-Schnittstelle oder die Web GUI hat jedes Greifer-Element ein Parent-Element, das die Verbindung zwischen den Elementen definiert. Der Greifer wird immer vom Roboterflansch ausgehend in Richtung TCP aufgebaut, und mindestens ein Element muss den Parent ‚flange‘ (Flansch) haben. Die IDs der Elemente müssen eindeutig sein und dürfen nicht ‚tcp‘ oder ‚flange‘ sein. Die Pose des Elements muss im Koordinatensystem des Parent-Elements angegeben werden. Das Koordinatensystem jedes Elements befindet sich genau in seinem geometrischen Mittelpunkt. Damit ein Element also genau unterhalb seines Parent-Elements platziert wird, muss seine Position aus der Höhe des Parent-Elements und seiner eigenen Höhe berechnet werden (siehe Abb. 63).
Abb. 63 Bezugskoordinatensysteme für das Erstellen von Greifern über die REST-API und die Web GUI
Es wird empfohlen Greifer über die Web GUI zu erstellen, da diese eine 3D Visualisierung der Greifergeometrie bietet und das automatische Anheften von Kind-Element an ihre Parent-Elemente ermöglicht, indem die entsprechende Option für dieses Element aktiviert wird. In diesem Fall bleiben Elemente an ihren Parent angeheftet, auch wenn sich ihre Größen ändern. Das automatische Anheften ist nur möglich, wenn das Kind-Element nicht rotiert ist in Bezug auf seinen Parent.
Das Bezugskoordinatensystem für das erste Element liegt immer im Mittelpunkt des Roboterflanschs, wobei die z-Achse nach unten gerichtet ist. Es können Greifer mit einer Baumstruktur erstellt werden, bei denen mehrere Elemente dasselbe Parent-Element haben, solange alle Elemente miteinander verbunden sind.
Berechnete TCP-Position¶
Nach dem Erstellen des Greifers mit dem Service set_gripper wird die TCP-Position im Flanschkoordinatensystem berechnet und als tcp_pose_flange zurückgegeben. Dieser Wert muss mit den tatsächlichen TCP-Koordinaten des Roboters übereinstimmen. Wenn ein Greifer über die Web GUI erstellt wird, wird die aktuelle TCP-Position zu jeder Zeit in der 3D-Visualisierung angezeigt.
Nicht-rotationssymmetrische Greifer erstellen¶
Bei Greifern, die nicht rotationssymmetrisch um die z-Achse sind, muss sichergestellt werden, dass der Greifer so montiert wird, dass seine Ausrichtung mit der im GripperDB-Modul gespeicherten Darstellung übereinstimmt.
Services¶
Das GripperDB Modul wird in der REST-API als rc_gripper_db bezeichnet und in der Web GUI unter dargestellt. Die angebotenen Services des GripperDB Moduls können mithilfe der REST-API-Schnittstelle oder der Web GUI ausprobiert und getestet werden.
Das GripperDB Modul stellt folgende Services zur Verfügung.
set_gripper¶
konfiguriert und speichert einen Greifer auf dem rc_visard. Alle Greifer sind dauerhaft gespeichert, auch über Firmware-Updates und -Wiederherstellungen hinweg.
Details
Dieser Service kann wie folgt aufgerufen werden.
PUT http://<host>/api/v2/nodes/rc_gripper_db/services/set_gripperObligatorische Serviceargumente:
elements: Liste von geometrischen Elementen, aus denen der Greifer besteht. Jedes Element muss dentype‚CYLINDER‘ oder ‚BOX‘ haben, wobei die Dimensionen im Feldcylinderbzw.boxangegeben werden. Die Pose jedes Elements muss im Parent-Koordinatensystem angegeben werden (siehe Erstellen eines Greifers). Dieiddes Elements muss eindeutig sein und darf nicht ‚tcp‘ oder ‚flange‘ sein. Dieparent_idist die ID des Parent-Elements, welche entweder ‚flange‘ ist oder der ID eines anderen Elements entsprechen muss.
flange_radius: Flanschradius der benutzt wird, falls der Parametercheck_flangeaktiviert ist.
id: Eindeutiger Name des Greifers.
tcp_parent_id: ID des Elements, auf dem der TCP definiert ist.
tcp_pose_parent: Die Pose des TCP im Koordinatensystem des Elements, das intcp_parent_idangegeben ist.Die Definition der Request-Argumente mit jeweiligen Datentypen ist:
{ "args": { "elements": [ { "box": { "x": "float64", "y": "float64", "z": "float64" }, "cylinder": { "height": "float64", "radius": "float64" }, "id": "string", "parent_id": "string", "pose": { "orientation": { "w": "float64", "x": "float64", "y": "float64", "z": "float64" }, "position": { "x": "float64", "y": "float64", "z": "float64" } }, "type": "string" } ], "flange_radius": "float64", "id": "string", "tcp_parent_id": "string", "tcp_pose_parent": { "orientation": { "w": "float64", "x": "float64", "y": "float64", "z": "float64" }, "position": { "x": "float64", "y": "float64", "z": "float64" } } } }
gripper: Gibt den Greifer mit dem zusätzlichen Feldtcp_pose_flangezurück. Dieses Feld gibt die TCP-Koordinaten im Flanschkoordinatensystem an, um diese mit den Roboter-TCP-Koordinaten vergleichen zu können.
return_code: enthält mögliche Warnungen oder Fehlercodes und Nachrichten.Die Definition der Response mit jeweiligen Datentypen ist:
{ "name": "set_gripper", "response": { "gripper": { "elements": [ { "box": { "x": "float64", "y": "float64", "z": "float64" }, "cylinder": { "height": "float64", "radius": "float64" }, "id": "string", "parent_id": "string", "pose": { "orientation": { "w": "float64", "x": "float64", "y": "float64", "z": "float64" }, "position": { "x": "float64", "y": "float64", "z": "float64" } }, "type": "string" } ], "flange_radius": "float64", "id": "string", "tcp_parent_id": "string", "tcp_pose_flange": { "orientation": { "w": "float64", "x": "float64", "y": "float64", "z": "float64" }, "position": { "x": "float64", "y": "float64", "z": "float64" } }, "tcp_pose_parent": { "orientation": { "w": "float64", "x": "float64", "y": "float64", "z": "float64" }, "position": { "x": "float64", "y": "float64", "z": "float64" } }, "type": "string" }, "return_code": { "message": "string", "value": "int16" } } }
get_grippers¶
gibt die mit
gripper_idsspezifizierten und gespeicherten Greifer zurück.Details
Dieser Service kann wie folgt aufgerufen werden.
PUT http://<host>/api/v2/nodes/rc_gripper_db/services/get_grippersWenn keine
gripper_idsangegeben werden, enthält die Serviceantwort alle gespeicherten Greifer.Die Definition der Request-Argumente mit jeweiligen Datentypen ist:
{ "args": { "gripper_ids": [ "string" ] } }Die Definition der Response mit jeweiligen Datentypen ist:
{ "name": "get_grippers", "response": { "grippers": [ { "elements": [ { "box": { "x": "float64", "y": "float64", "z": "float64" }, "cylinder": { "height": "float64", "radius": "float64" }, "id": "string", "parent_id": "string", "pose": { "orientation": { "w": "float64", "x": "float64", "y": "float64", "z": "float64" }, "position": { "x": "float64", "y": "float64", "z": "float64" } }, "type": "string" } ], "flange_radius": "float64", "id": "string", "tcp_parent_id": "string", "tcp_pose_flange": { "orientation": { "w": "float64", "x": "float64", "y": "float64", "z": "float64" }, "position": { "x": "float64", "y": "float64", "z": "float64" } }, "tcp_pose_parent": { "orientation": { "w": "float64", "x": "float64", "y": "float64", "z": "float64" }, "position": { "x": "float64", "y": "float64", "z": "float64" } }, "type": "string" } ], "return_code": { "message": "string", "value": "int16" } } }
delete_grippers¶
löscht die mit
gripper_idsspezifizierten, gespeicherten Greifer.Details
Dieser Service kann wie folgt aufgerufen werden.
PUT http://<host>/api/v2/nodes/rc_gripper_db/services/delete_grippersAlle zu löschenden Greifer müssen explizit angegeben werden.
Die Definition der Request-Argumente mit jeweiligen Datentypen ist:
{ "args": { "gripper_ids": [ "string" ] } }Die Definition der Response mit jeweiligen Datentypen ist:
{ "name": "delete_grippers", "response": { "return_code": { "message": "string", "value": "int16" } } }
Rückgabecodes¶
Zusätzlich zur eigentlichen Serviceantwort gibt jeder Service einen sogenannten return_code bestehend aus einem Integer-Wert und einer optionalen Textnachricht zurück. Erfolgreiche Service-Anfragen werden mit einem Wert von 0 quittiert. Positive Werte bedeuten, dass die Service-Anfrage zwar erfolgreich bearbeitet wurde, aber zusätzliche Informationen zur Verfügung stehen. Negative Werte bedeuten, dass Fehler aufgetreten sind. Für den Fall, dass mehrere Rückgabewerte zutreffend wären, wird der kleinste zurückgegeben, und die entsprechenden Textnachrichten werden in return_code.message akkumuliert.
Die folgende Tabelle listet die möglichen Rückgabecodes auf:
| Code | Beschreibung |
|---|---|
| 0 | Erfolgreich |
| -1 | Ein ungültiges Argument wurde übergeben. |
| -7 | Daten konnten nicht in den persistenten Speicher geschrieben oder vom persistenten Speicher gelesen werden. |
| -9 | Lizenz für CollisionCheck ist nicht verfügbar. |
| -10 | Das neue Element konnte nicht hinzugefügt werden, da die maximal speicherbare Anzahl an Greifern überschritten wurde. |
| 10 | Die maximal speicherbare Anzahl an Greifern wurde erreicht. |
| 11 | Bestehender Greifer wurde überschrieben. |