ros2 fanuc interface: Design and Evaluation of a Fanuc CRX Hardware Interface in ROS2

📄 arXiv: 2506.14487v2 📥 PDF

作者: Paolo Franceschi, Marco Faroni, Stefano Baraldo, Anna Valente

分类: cs.RO

发布日期: 2025-06-17 (更新: 2025-06-24)

🔗 代码/项目: GITHUB

💡 一句话要点

提出ROS2控制与Fanuc CRX机器人硬件接口的集成方案

🎯 匹配领域: 支柱一：机器人控制 (Robot Control)

关键词: ROS2 Fanuc CRX 硬件接口 运动规划 机器人控制 开源代码 碰撞避免

📋 核心要点

  1. 现有的机器人控制系统在与硬件接口的集成和实时性能方面存在不足，尤其是在复杂任务中的表现。
  2. 论文提出了一种新的ROS2控制框架，专门为Fanuc CRX机器人设计，旨在提高运动规划和执行的效率与准确性。
  3. 实验结果显示，该接口在多种场景下表现出色，尤其是在轨迹跟踪和碰撞避免方面，确保了高效的动态响应。

📝 摘要（中文）

本文介绍了ROS2控制及Fanuc CRX机器人系列的硬件接口集成。详细阐述了基本实现细节和通信协议，以及与Moveit2运动规划库的集成。通过一系列实验评估了该接口在机器人领域的相关性能，包括阶跃响应、轨迹跟踪、与Moveit2集成的碰撞避免和动态速度缩放。结果表明，尽管命令与反馈之间存在不可忽视的延迟，但在遵循关节速度限制的情况下，机器人能够以微小误差跟踪定义路径，并确保碰撞避免。完整代码已开源，地址为https://github.com/paolofrance/ros2_fanuc_interface。

🔬 方法详解

问题定义：本文旨在解决现有机器人控制系统在与硬件接口集成时的延迟和性能不足的问题，尤其是在复杂任务执行中的挑战。

核心思路：通过设计一个专门针对Fanuc CRX机器人的ROS2硬件接口，结合Moveit2库，实现高效的运动规划与执行，确保机器人在动态环境中的安全性和准确性。

技术框架：整体架构包括ROS2控制层、硬件接口层和运动规划层。硬件接口负责与Fanuc CRX机器人进行通信，运动规划层则利用Moveit2进行路径规划和碰撞检测。

关键创新：该研究的创新点在于将ROS2与Fanuc CRX机器人硬件接口深度集成，优化了命令与反馈的交互流程，显著提升了运动控制的实时性和准确性。

关键设计：在设计中，采用了适应性速度控制和动态路径调整策略，确保机器人在执行任务时能够快速响应环境变化，同时设置了合理的关节速度限制，以减少误差和碰撞风险。

📊 实验亮点

实验结果显示，尽管存在命令与反馈之间的延迟，开发的ros2_fanuc_interface在轨迹跟踪中实现了微小误差，且在碰撞避免方面表现优异。具体而言，机器人在遵循关节速度限制的情况下，能够有效地执行复杂任务，确保安全性和准确性。

🎯 应用场景

该研究的潜在应用领域包括工业自动化、智能制造和服务机器人等。通过优化机器人控制系统的性能，可以在复杂环境中实现更高效的任务执行，提升生产效率和安全性。未来，该技术有望推广到更多类型的机器人平台，推动机器人技术的广泛应用。

📄 摘要（原文）

This paper introduces the ROS2 control and the Hardware Interface (HW) integration for the Fanuc CRX- robot family. It explains basic implementation details and communication protocols, and its integration with the Moveit2 motion planning library. We conducted a series of experiments to evaluate relevant performances in the robotics field. We tested the developed ros2_fanuc_interface for four relevant robotics cases: step response, trajectory tracking, collision avoidance integrated with Moveit2, and dynamic velocity scaling, respectively. Results show that, despite a non-negligible delay between command and feedback, the robot can track the defined path with negligible errors (if it complies with joint velocity limits), ensuring collision avoidance. Full code is open source and available at https://github.com/paolofrance/ros2_fanuc_interface.