UR机器人返回信息格式解析

1 概述

UR机器人提供了多种端口，用于控制和读取机器人信息，本人整理了相关信息，见文章《UR机器人通信端口和协议》。
本人使用了30003端口来向机器人发送URScript脚本控制命令，并通过该端口接收实时返回数据。

2 UR返回信息协议解析

2.1 返回数据包频率和长度

由于30003端口返回的信息是最全的，包含了30001、30002端口的返回信息，因此，这里以30003端口信息解析。
30003端口返回数据频率一般是125Hz，即每8ms即返回一个数据包，最高频率能达到500Hz。
个人实测，返回数据包的字节长度一般是1108字节，按照文献1数据包是1044字节，文献2数据包是1108字节，分析可能UR后来扩充了UR返回数据信息。
实际上，这个字节规定是多少并不影响使用，因为在返回的数据包的前四个字节，即给出了数据包中包含信息的字节数。

2.2 返回数据包格式

下表为30003实时反馈端口机器人信息1044字节数据格式，来自参考文献1。

字节顺序	内容
1-4	整个数据包的字节数
5-12	控制器通电时间，断电清零
13-444	关节目标位置、速度、加速度、电流、扭矩，实际位置、速度、电流、控制电流
445-684	TCP位置、速度、力，0目标位置、速度
685-692	输入位状态
693-740	电机温度
740-748	程序扫描时间
749-756	保留
757-820	机器人模式，关节模式，安全模式
821-868	保留
869-892	TCP加速度
893-940	保留
941-948	速度比例
949-956	机器人当前动量值
957-972	保留
973-996	控制板电压，机器人电压，机器人电流
997-1044	关节电压

下图为1108字节返回数据具体的各字节包含数据格式，来自参考文献2。

3 解析实例

编写了TCP/IP程序控制UR机器人，并解析其在30003端口返回的数据包，实测结果：
每个数据包收到1108字节数据。
数据解析时要注意，收到数据包的每个数据的字节顺序是Big-Endian，即高位在前，而计算机中的字节顺序是Little-Endian，即低位在前，要注意进行字节顺序转换。
下图为接收到的数据包的一部分

以几个主要的数据解析为例：

1. 第1-4字节（上图中偏移地址：0x0)：00 00 04 54，整数型数据，即0x454，1108，这就是接收数据的字节长度。
2. 第13字节（上图中偏移地址：0x0c）开始，连续6个Double型数据，即关节目标位置q target，数据为：2.466446,-0.586911,1.581819,-2.725837,4.662427,-0.580726；
3. 第445字节（上图中偏移地址：0x1bc）开始，连续6个Double型数据，即当前TCP位置矢量Tool Vector Actual，数据为：0.405443,-0.164387,0.030460,2.077079,-2.308484,0.256067。
   收到数据与UR示教器上显示数据比对一致。

4 相关代码

补充了以上解析的相关示例代码，感兴趣的见《Windows Sockets 网络编程及UR机器人通信数据解析代码》。

参考文献

1 https://wenku.baidu.com/view/c78aa35c0722192e4436f61c.html
2 https://blog.csdn.net/seing128/article/details/89713207