第6章 RTDEIOInterface

本章について

RTDEControlInterface がロボットを動かし、RTDEReceiveInterface が状態を取得するのに対し、 RTDEIOInterface は SDU Robotics ur_rtde が提供する I/O 操作用 I/F であり、Universal Robots 公式 RTDE の writable field を利用してロボットの入出力（I/O）を制御する。

PLCとの連携、センサの読み取り、電磁弁やグリッパの制御など、ロボット外部機器との接続で利用する。

本章では、

・Digital IO ・Tool IO ・Analog IO

について説明する。

6.1 I/Oとは

I/Oとは

Input / Output

の略である。

ロボットはモータだけではなく、

・センサ・電磁弁・ソレノイド・シリンダ・グリッパ・ランプ・PLC

などとも通信する必要がある。

これらを制御するのが IO である。

6.2 IOの種類

URには複数種類のIOが存在する。

種類	用途
Standard Digital Input	外部入力
Standard Digital Output	外部出力
Tool Digital Input	ツール先端入力
Tool Digital Output	ツール先端出力
Analog Input	アナログ入力
Analog Output	アナログ出力

6.3 RTDEIOInterface

生成方法

from rtde_io import RTDEIOInterface

rtde_io = RTDEIOInterface(IP)

通常は

RTDEControlInterface

RTDEReceiveInterface

RTDEIOInterface

の3つを同時に生成する。

6.4 Standard Digital Output

もっとも利用するAPIである。

rtde_io.setStandardDigitalOut(pin, value)

例

rtde_io.setStandardDigitalOut(0, True)

DO0をONにする。

OFF

rtde_io.setStandardDigitalOut(0, False)

6.5 Standard Digital Input

入力状態は

RTDEReceiveInterface

から取得する。

state = rtde_r.getDigitalInState(0)

戻り値

True

False

である。

6.6 Tool Digital Output

ツールコネクタの出力を制御する。

rtde_io.setToolDigitalOut(pin, value)

例

rtde_io.setToolDigitalOut(0, True)

ハンド開閉などで利用する。

6.7 Tool Digital Input

ツール先端入力も

Receive Interface

から取得する。

例

state = rtde_r.getToolDigitalIn(0)

※API名はバージョンにより異なる。

6.8 Analog Output

アナログ電圧出力

rtde_io.setAnalogOutputVoltage(...)

または

電流出力

setAnalogOutputCurrent(...)

が利用できる。

用途

・インバータ

・速度指令

・電圧指令

など。

6.9 Analog Input

アナログ入力は

Receive Interface

から取得する。

例

voltage =

センサ入力

ロードセル

変位計

などに利用できる。

6.10 グリッパ制御例

もっとも単純な例

OPEN

↓

DO0 ON

↓

0.5秒待つ

↓

DO0 OFF

Python

rtde_io.setStandardDigitalOut(0, True)

time.sleep(0.5)

rtde_io.setStandardDigitalOut(0, False)

6.11 トグル動作

LED点滅例

while True:

    rtde_io.setStandardDigitalOut(0, True)

    time.sleep(0.5)

    rtde_io.setStandardDigitalOut(0, False)

    time.sleep(0.5)

6.12 MoveとIOを組み合わせる

典型的なピック動作

MoveJ

↓

MoveL

↓

Close Gripper

↓

MoveL

↓

MoveJ

コード例

robot.move(...)

robot.move(...)

robot.set_do(0, True)

robot.wait_move()

robot.move(...)

6.13 入力待ち

センサ待ち

while True:

    if rtde_r.getDigitalInState(0):
        break

    time.sleep(0.01)

PLC同期などで利用する。

6.14 IO制御の注意点

IO更新は比較的高速であるが、

数ms以内の厳密なタイミング制御には向かない。

位置同期が必要な場合は

URScript

または

Robot Program

との組み合わせを検討する。

6.15 ur_ctrl.pyでの実装

ur_ctrl.pyでは

set_do()

get_di()

set_tool_do()

get_tool_di()

などのAPIとしてラップすることを推奨する。

利用者は

RTDEIOInterface

を直接扱う必要がなくなる。

まとめ

RTDEIOInterface は

ロボット外部機器との通信を担当する。

主な利用方法は

・デジタル出力

・デジタル入力

・ツールIO

・アナログIO

である。

モーション制御と組み合わせることで、

実際の自動化装置を構築できる。

次章では Dashboard Server を説明する。