kuka协作机器人LBR系列 issy15R930导入到ros2_rviz(带外观文件）

leecheni2024-03-02 16:09

kuka协作机器人LBR系列 issy15R930导入到ros2_rviz(带外观文件）外观文件未调整好，外观仍需进一步研究，外观文件dae与轮廓（碰撞）文件STL并未完全对应起来。在blender里面看了一下UR机器人的文件，是对应的，本人导出的两种文件总是存在各中角度差。需要进一步研究。

本文参考了以下两篇文章，和UR的包，本文未详细论述的地方，也可以按参考文章中的相关章节进行操作。

【ROS2机器人入门到实战】RVIZ2可视化移动机器人模型_rviz移动模型-CSDN博客

Solidworks模型转换到URDF格式并配置Moveit的详细教程_sw_urdf_exporter将soildwork的模型导为urdf文件怎么安装-CSDN博客 如何下载kuka机器人模型，可以在xpert上注册账号下载，也可以联系本人帮忙下载。

1.solidworks安装sw2urdf插件

Releases · ros/solidworks_urdf_exporter · GitHub

我用的solidworks是2023版SP5，经过验证，该sw2urdf插件是完全可以使用的。

安装好后，还不太好找在哪里，具体位置如上图

2.solidworks安装导出dae文件的插件

Simlab 3D Plugins - Collada exporter for SolidWorks

这个插件要收费，不过可以试用一个月。安装好后如下图

3.建立机器人模型的轴和坐标系

在建立坐标系的时候可以先隐藏相关的组件，按下图建立六个轴的基准轴和坐标系，底座也要建立一个坐标系。

可以使用两点生成轴，也可以通过一个圆心点和那个圆面生成。效果都差不多。我都是建在凹坑里面，建到凸台上也是可以的。 建好后如下图

4.sw2urdf插件配置

这些个都要写，不要搞成自动生成，差别太大，不行的。

load configuration..是指你导出后，在urdf文件中有个CSV文件，可以选用上次的配置。因为每次进来都是自动生成轴，想修改很麻烦，每次都点击这么多。

点击Preview and export..按钮，导出前进行确认和配置，关键类型选择有限旋转的这个。如果不配置角度的话，rviz中轴操作无法进行。怎么配置这个角度，可以参考下一节。

这里面的颜色就保持默认就好，好像改了也没有太大效果。点击导出urdf和meshes文件即可。

导出后大概就是这样的，如下图。

5.轴关节限值配置

在kuka xpert上下载MA_LBR_iisy_zh.pdf这个文件，不会下载的可以找我要。在目录里面找到issy15R930轴数据。

把这个相关的角度计算成弧度，第一个185就是185/360*3.14=1.61，其他的类似。

第四步导出模型的时候要跟这个图片的零点位置差不多，这些角度就是上图的姿态为零点的。

6.建立ros2编译文件工程

6.1建pyhton格式的文件工程

bash 复制代码 
ros2 pkg create issy15r930 --build-type ament_python

在生成的工程目录里面复制meshes和urdf文件从第四步得到的那个文件，launch文件夹是自己建的，可以用命令，也可以界面上直接操作，怎么方便怎么来。

6.2 lauch文件说明

就搞了这么一个launch文件，里面比较重要的就是urdf_name这一条，主要要跟urdf中的对应。

python 复制代码 
import os
from launch import LaunchDescription
from launch.substitutions import LaunchConfiguration
from launch_ros.actions import Node
from launch_ros.substitutions import FindPackageShare


def generate_launch_description():
    package_name = 'issy15r930'
    urdf_name = "issy15r930.urdf"

    ld = LaunchDescription()
    pkg_share = FindPackageShare(package=package_name).find(package_name) 
    urdf_model_path = os.path.join(pkg_share, f'urdf/{urdf_name}')

    robot_state_publisher_node = Node(
        package='robot_state_publisher',
        executable='robot_state_publisher',
        arguments=[urdf_model_path]
        )

    joint_state_publisher_node = Node(
        package='joint_state_publisher_gui',
        executable='joint_state_publisher_gui',
        name='joint_state_publisher_gui',
        arguments=[urdf_model_path]
        )

    rviz2_node = Node(
        package='rviz2',
        executable='rviz2',
        name='rviz2',
        output='screen',
        )

    ld.add_action(robot_state_publisher_node)
    ld.add_action(joint_state_publisher_node)
    ld.add_action(rviz2_node)

    return ld

6.3 meshes文件说明

dae文件怎么导出，见第7节说明，和STL放一个文件夹就行。不用太费事。主要是urdf文件中要写对文件地址就好。

6.4 urdf文件说明

这个名字要和launch文件里面对应。

XML 复制代码 
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

<!-- This URDF was automatically created by SolidWorks to URDF Exporter! Originally created by Stephen Brawner (brawner@gmail.com) 

     Commit Version: 1.6.0-4-g7f85cfe  Build Version: 1.6.7995.38578

     For more information, please see http://wiki.ros.org/sw_urdf_exporter -->

<robot

  name="issy15r930">

  <link

    name="base_link">

    <inertial>

      <origin

        xyz="3.7076E-05 -0.018098 0.082416"

        rpy="0 0 0" />

      <mass

        value="7.2283" />

      <inertia

        ixx="0.052936"

        ixy="2.5994E-05"

        ixz="-5.0195E-05"

        iyy="0.040376"

        iyz="0.0027943"

        izz="0.051987" />

    </inertial>

    <visual>

      <origin

        xyz="0 0 0"

        rpy="0 0 0" />

      <geometry>

        <mesh

          filename="package://issy15r930/meshes/base_link.dae" />

      </geometry>

      <material

        name="">

        <color

          rgba="0.79216 0.81961 0.93333 1" />

      </material>

    </visual>

    <collision>

      <origin

        xyz="0 0 0"

        rpy="0 0 0" />

      <geometry>

        <mesh

          filename="package://issy15r930/meshes/base_link.STL" />

      </geometry>

    </collision>

  </link>

  <link

    name="link1">

    <inertial>

      <origin

        xyz="0.0082771 -0.010407 0.10376"

        rpy="0 0 0" />

      <mass

        value="6.0436" />

      <inertia

        ixx="0.034011"

        ixy="0.00069966"

        ixz="-0.0020617"

        iyy="0.033685"

        iyz="0.0026113"

        izz="0.030166" />

    </inertial>

    <visual>

      <origin

        xyz="0 0 0"

        rpy="0 0 0" />

      <geometry>

        <mesh

          filename="package://issy15r930/meshes/link1.dae" />

      </geometry>

      <material

        name="">

        <color

          rgba="0.79216 0.81961 0.93333 1" />

      </material>

    </visual>

    <collision>

      <origin

        xyz="0 0 0"

        rpy="0 0 0" />

      <geometry>

        <mesh

          filename="package://issy15r930/meshes/link1.STL" />

      </geometry>

    </collision>

  </link>

  <joint

    name="joint1"

    type="revolute">

    <origin

      xyz="0 0 0.172"

      rpy="0 0 0" />

    <parent

      link="base_link" />

    <child

      link="link1" />

    <axis

      xyz="0 0 1" />

    <limit

      lower="-1.61"

      upper="1.61"

      effort="0"

      velocity="0" />

  </joint>

  <link

    name="link2">

    <inertial>

      <origin

        xyz="-0.035772 0.16784 0.08072"

        rpy="0 0 0" />

      <mass

        value="10.123" />

      <inertia

        ixx="0.26037"

        ixy="0.048481"

        ixz="0.0009505"

        iyy="0.043052"

        iyz="-0.0044562"

        izz="0.27629" />

    </inertial>

    <visual>

      <origin

        xyz="0 0 0"

        rpy="0 0 0" />

      <geometry>

        <mesh

          filename="package://issy15r930/meshes/link2.dae" />

      </geometry>

      <material

        name="">

        <color

          rgba="0.79216 0.81961 0.93333 1" />

      </material>

    </visual>

    <collision>

      <origin

        xyz="0 0 0"

        rpy="0 0 0" />

      <geometry>

        <mesh

          filename="package://issy15r930/meshes/link2.STL" />

      </geometry>

    </collision>

  </link>

  <joint

    name="joint2"

    type="revolute">

    <origin

      xyz="0.058615 -0.074125 0.126"

      rpy="1.5708 0 0.66908" />

    <parent

      link="link1" />

    <child

      link="link2" />

    <axis

      xyz="0 0 1" />

    <limit

      lower="-2"

      upper="0.43"

      effort="0"

      velocity="0" />

  </joint>

  <link

    name="link3">

    <inertial>

      <origin

        xyz="0.020571 -0.0055652 0.093536"

        rpy="0 0 0" />

      <mass

        value="4.3819" />

      <inertia

        ixx="0.018095"

        ixy="0.0010427"

        ixz="-0.0029257"

        iyy="0.021705"

        iyz="0.00078561"

        izz="0.018661" />

    </inertial>

    <visual>

      <origin

        xyz="0 0 0"

        rpy="0 0 0" />

      <geometry>

        <mesh

          filename="package://issy15r930/meshes/link3.dae" />

      </geometry>

      <material

        name="">

        <color

          rgba="0.79216 0.81961 0.93333 1" />

      </material>

    </visual>

    <collision>

      <origin

        xyz="0 0 0"

        rpy="0 0 0" />

      <geometry>

        <mesh

          filename="package://issy15r930/meshes/link3.STL" />

      </geometry>

    </collision>

  </link>

  <joint

    name="joint3"

    type="revolute">

    <origin

      xyz="-0.080235 0.37655 0.0255"

      rpy="3.1416 0 0" />

    <parent

      link="link2" />

    <child

      link="link3" />

    <axis

      xyz="0 0 1" />

    <limit

      lower="-1.3"

      upper="1.3"

      effort="0"

      velocity="0" />

  </joint>

  <link

    name="link4">

    <inertial>

      <origin

        xyz="-0.0527 0.0075768 0.11883"

        rpy="0 0 0" />

      <mass

        value="4.3253" />

      <inertia

        ixx="0.031922"

        ixy="0.001207"

        ixz="0.012121"

        iyy="0.040091"

        iyz="-0.0017531"

        izz="0.019873" />

    </inertial>

    <visual>

      <origin

        xyz="0 0 0"

        rpy="0 0 0" />

      <geometry>

        <mesh

          filename="package://issy15r930/meshes/link4.dae" />

      </geometry>

      <material

        name="">

        <color

          rgba="0.79216 0.81961 0.93333 1" />

      </material>

    </visual>

    <collision>

      <origin

        xyz="0 0 0"

        rpy="0 0 0" />

      <geometry>

        <mesh

          filename="package://issy15r930/meshes/link4.STL" />

      </geometry>

    </collision>

  </link>

  <joint

    name="joint4"

    type="revolute">

    <origin

      xyz="0.10722 -0.028729 0.12"

      rpy="1.5708 1.2545 1.309" />

    <parent

      link="link3" />

    <child

      link="link4" />

    <axis

      xyz="0 0 1" />

    <limit

      lower="-1.57"

      upper="1.57"

      effort="0"

      velocity="0" />

  </joint>

  <link

    name="link5">

    <inertial>

      <origin

        xyz="0.012242 0.00015735 0.07472"

        rpy="0 0 0" />

      <mass

        value="2.4287" />

      <inertia

        ixx="0.0066893"

        ixy="-1.3173E-05"

        ixz="-0.00073951"

        iyy="0.007692"

        iyz="-9.693E-06"

        izz="0.0069254" />

    </inertial>

    <visual>

      <origin

        xyz="0 0 0"

        rpy="0 0 0" />

      <geometry>

        <mesh

          filename="package://issy15r930/meshes/link5.dae" />

      </geometry>

      <material

        name="">

        <color

          rgba="0.79216 0.81961 0.93333 1" />

      </material>

    </visual>

    <collision>

      <origin

        xyz="0 0 0"

        rpy="0 0 0" />

      <geometry>

        <mesh

          filename="package://issy15r930/meshes/link5.STL" />

      </geometry>

    </collision>

  </link>

  <joint

    name="joint5"

    type="revolute">

    <origin

      xyz="-0.086604 0.012492 0.256"

      rpy="1.5708 -1.4484 1.4275" />

    <parent

      link="link4" />

    <child

      link="link5" />

    <axis

      xyz="0 0 1" />

    <limit

      lower="-0.95"

      upper="0.95"

      effort="0"

      velocity="0" />

  </joint>

  <link

    name="link6">

    <inertial>

      <origin

        xyz="0.0099764 0.0026101 0.050237"

        rpy="0 0 0" />

      <mass

        value="1.366" />

      <inertia

        ixx="0.0022647"

        ixy="-0.00025613"

        ixz="-0.00021904"

        iyy="0.0031711"

        iyz="-5.7372E-05"

        izz="0.0035946" />

    </inertial>

    <visual>

      <origin

        xyz="0 0 0"

        rpy="0 0 0" />

      <geometry>

        <mesh

          filename="package://issy15r930/meshes/link6.dae" />

      </geometry>

      <material

        name="">

        <color

          rgba="0.79216 0.81961 0.93333 1" />

      </material>

    </visual>

    <collision>

      <origin

        xyz="0 0 0"

        rpy="0 0 0" />

      <geometry>

        <mesh

          filename="package://issy15r930/meshes/link6.STL" />

      </geometry>

    </collision>

  </link>

  <joint

    name="joint6"

    type="revolute">

    <origin

      xyz="0.080493 0.0010481 0.0875"

      rpy="-1.5708 -1.5554 -1.5578" />

    <parent

      link="link5" />

    <child

      link="link6" />

    <axis

      xyz="0 0 1" />

    <limit

      lower="-1.91"

      upper="1.91"

      effort="0"

      velocity="0" />

  </joint>

</robot>

这个文件里面啊，视觉这块，要跟dae对应meshes文件里面的文件。其他的提示找不到的时候都要检查要对应的。7个link里面都是要修改过来的。

6.5 setup文件说明

增加4跟5中的内容

python 复制代码 
from setuptools import find_packages, setup
from glob import glob
import os

package_name = 'issy15r930'

setup(
    name=package_name,
    version='0.0.0',
    packages=find_packages(exclude=['test']),
    data_files=[
        ('share/ament_index/resource_index/packages',
            ['resource/' + package_name]),
        ('share/' + package_name, ['package.xml']),
        (os.path.join('share', package_name, 'launch'), glob('launch/*.launch.py')),
        (os.path.join('share', package_name, 'urdf'), glob('urdf/**')),
        (os.path.join('share', package_name, 'meshes'), glob('meshes/**')),
    ],
    install_requires=['setuptools'],
    zip_safe=True,
    maintainer='cheni',
    maintainer_email='cheni@todo.todo',
    description='TODO: Package description',
    license='TODO: License declaration',
    tests_require=['pytest'],
    entry_points={
        'console_scripts': [
        ],
    },
)

7.导出dae文件

需要单独打开某个零件，一个一个导出成dae格式，如下图。这个地方可能就是外观和轮廓模型不能对应一致的问题所在。urdf插件肯定处理了什么，这边不知道怎么对应。

文件导出到urdf导出的meshes文件中即可，一起复制到虚拟机的工程目录中即可。

8.编译调试

用这个命令编译

这个命令去引用

这个命令去加载

效果如下：

这个就是只有外观的模型，没太在一起，完全可以控制来回转。

这个是这个碰撞的模型，这个urdf插件导出来的，是可以的，没有任何问题。

两个一起显示就是这样的，外观文件没有对其碰撞文件

9.问题分析

打开ur机器人的dae文件和STL文件，是可以对应的，在blender里面，这个距离是我拉开的，导入是完全重合的。

对比我导入的dae和stl模型，两者就不太对应。还需要进一步研究。

测试了移动原点也是不行的，通过这个插件搞了一下工件中心的原点对齐，也是不行的。还需要进一步确认原因。

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