ROS2でMotoman GP8を利用するための環境構築と動作確認 | ロボットシステムデザイン研究室

本ページでは，安川電機の産業用ロボットである，MOTOMAN-GP8をROS2で利用するための環境構築方法について示す．
なお、以降の検証は下記の環境で行っている.

ROS2: Humble
OS : Ubuntu 22.04
PC :Let’s note
Zipファイル:MotoROS2 0.1.3
対象ロボット:MOTOMAN-GP8 （YRC1000micro)

MOTOMANをROSから利用するためのパッケージ

MotoROS2（YASKAWA公式）
- motoros2
- motoros2_client_interface_dependencies
Motoman ROS2対応ロボットモデルパッケージ（ROS 1で使われていたMOTOMANパッケージをROS 2に移植したもの）
- motoman
MOTOMAN-GP8（以降GP8）をROS2とMoveItで動かすためのパッケージ
- ros2-starter-for-yaskawa-robots

本ページの資料では,上記のページを参考にしている.
なお，不具合などがあった場合は適宜issueやpull requestしていくことで，コミュニティの活性化につながるので，積極的に行うことが望ましい．

セットアップ全体の流れ

PCのセットアップ
ペンダントへのROS2のためのファームウェアの書き込み
GitHubからロボットモデルを取得（URDFやxacro）GP8などのモデルや設定ファイルを作成．（GP8モデルがリポジトリに存在するため省略）
MoveItの設定（Rviz）．MoveIt Setup Assistantを使って設定を作る．Rvizなどでシミュレーションも可能．
MotoROS2（MotoPlusアプリ）のインストールと設定MotoROS2をダウンロードし，YRC1000microにインストール．YAMLファイルで通信や関節名などを設定．
実機での動作MoveItで作った軌道を実機で動かす．

以下に，それぞれの流れについて詳細を示す．

PCの環境構築（ROS2 Humble）

下記のページを参照に，ROS2のインストールを行う．ここでは，ROS2のHumbleを利用するものとする．
Ubuntu22.04におけるROS2 Humbleの環境構築 | ロボットシステムデザイン研究室
このページの通り環境構築を行うことができたら，以下の通り行う．

  sudo apt install git
  git clone https://github.com/YaskawaEurope/ros2-starter-for-yaskawa-robots
  cd ros2-starter-for-yaskawa-robots/
  sudo apt install ros-humble-moveit ros-humble-ros2-control  ros-humble-controller-manager
      ros-humble-ros2-controllers ros-humble-joint-state-broadcaster
  rosdep install --from-paths src --ignore-src -y
  cd src/ && git clone https://github.com/yaskawa-global/motoros2_interfaces
  git clone -b ros2 https://github.com/yaskawa-global/motoros2_interfaces
  git clone -b ros2 https://github.com/gavanderhoorn/motoman
  git clone https://github.com/Yaskawa-Global/motoros2
  cd src/motoman_resources/
  rm -rf motoman_resources/
  cd ../../
  colcon build --symlink-install

なお，opencv-pythonに関するエラーが出た場合は，gp8_interface/dev_opencv_py の package.xml から「opencv-python」を削除する．
また，motoros2_interfacesに関するエラーが出た場合は，motoros2_interfaces /ros2-starter-for-yaskawa-robots/src のフォルダにおいて以下のようにする．

  git clone https://github.com/yaskawa-global/motoros2_interfaces.git

dockerコンテナ利用のための環境構築

agentの実行には，colconとdockerによる環境構築がある．colconの場合，ROS 2 Humbleには fastcdr の1.x系パッケージのみ対応のため，micro-ROS
Agentが依存するv2系とはバージョンが合わない.（2025年3月時点）
そこで，ここではdockerコンテナを用いる方法について示す．

  sudo apt install -y docker.io
  sudo usermod -aG docker $USER
  docker pull microros/micro-ros-agent:humble
  groups $USER
  sudo usermod -aG docker $USER
  su - $USER

ロボットの起動

  ros2 launch moveit_resources_moto_moveit_config sim_start.launch.py

以下のような画面が表示されれば成功．

ただし，もし起動できない場合は，moveit_resources_moto_moveit_config フォルダがどこにあるか確認する．
【例】ros2-starter-for-yaskawa-robots フォルダの install と build に moveit_resources_moto_moveit_config がある場合は，以下のコマンドを実行する．

  source ~/ros2-starter-for-yaskawa-robots/install/setup.bash

ティーチングペンダントへのファームウェアの書き込み

YRC1000microに接続されているティーチングペンダントへのファームウェアなど書き込みを行う．

以下のリンクから対象コントローラのリリースZIPをダウンロード.GP8＆YRC1000microなら，下記をダウンロードする．
zipファイルのダウンロード
zipファイルの中にある以下の3ファイルをUSBメモリ（またはSDカード）の直下に保存する．
- mr2_yrc1m_h.out（アプリ本体バイナリ　YRC1000microのhumble用）
- motoros2_config.yaml（設定ファイルros2-starter-for-yaskawa-robotsパッケージ内にあるyamlファイルを利用）
- INIT_ROS.JBI（GP8であれば，”motoros2_0.1.3_yrc1000u_humble/robot_jobs/single_arm“内のジョブファイルを利用）

なお，motoros2_config.yamlについては204行目のコメントアウトを外すこと
参考ページ

メンテナンスモードでアプリケーションをロード

作業前にロボットのコントローラ(YRC1000micro)の電源をOFFにする．

ペンダントの”メインメニュー”を押したまま電源ON（10秒）まち，メンテナンスモードに入る．
ティーチングペンダントを以下のように操作する．
1. 【システム情報】から【セキュリティ】を選択しセキュリティレベルを「9（管理者）」に昇格させる．
2. 【設定】から【オプション機能】を選択し，以下のように設定する．
  1. MotoPlus機能を選択し「使用する（USED）」に設定
  2. MOTOMAN DRIVERを選択肢「使用する（USED）」に設定
【MotoPlusアプリ】メニューを選択し，以下のように設定
1. 【装置】からUSBメモリまたは SDカードを選択
2. 【ロード】から”mr2_yrc1m_h.out”を選択→”エンタ”でファイルをロード
3. 【ファイル一覧】から他のMotoPlusアプリが入っていないことを確認（入っている場合は消去する）

＊.outファイルが複数ある場合は，【MotoPlusアプリ】→【消去】消したいファイルを選択し消去する．

通常モードで再起動し，yamlファイルの読み込み

ロボットコントローラ(YRC1000micro)の電源を一旦OFFし，再起動し，（管理or編集モード）を選択
【外部記憶】から【ロード】を選択した上で，【ユーザ定義ファイル】を”選択”
motoros2_config.yamlを選択し，ファイルのロード

通常モードで再起動し，ジョブファイルの読み込み

コントローラをOFFし，起動（管理or編集モード）
【外部記憶】から【ロード】を選択し，その後【ジョブ】を選択
INIT_ROSを選択し，ロード（INIT_ROSをROS1環境構築時にロードしている場合必須．）
- ペンダントをティーチングモードに変更し，【ジョブ】から【ジョブ一覧】で「INIT_ROS」を選択する．
- ペンダントのメニューエリアにある【ジョブ】から【ジョブ消去】を選択する．

通常モードで再起動し，パラメータの設定

アラーム「8003」（通信設定が未完了によるエラー）が出る
再度【システム情報】から【セキュリティ】を選択肢，セキュリティレベルを「9（管理モード）」に設定する．
【パラメータ】から【S2C】を選択し，次のパラメータ変更一覧にある情報を変更する．

【パラメータ変更一覧】

パラメータ	値	備考
S2C541	0	通信関連
S2C542	0	通信関連
S2C1102	2	RT通信用
S2C1104	2	RT通信用
S2C1250	1	ROS2との接続許可
S2C1402	3	通信ポートの指定

実機への接続方法

ロボットコントローラとPCの接続はクロスケーブルを用いて直接接続、またはルータを介して接続する.なお，ここではクロスケーブルを用いる場合を示す．

自分のPCのIPアドレスが192.168.255.2に設定(ここは192.168.255.1でなければよい).
ペンダントがリモートモードかつ緊急停止モードが押されてないことを確認する．
実機の電源を入れる．
ペンダントの画面が初期画面になる
作成したlaunchファイルを立ち上げる

上記の設定を終えたらMOTOMANの設定は終了.

続いて，以下のようにしてDockerを起動し，ロボットを立ち上げると画像のようになる．

  sudo docker run -it --rm --net=host microros/micro-ros-agent:humble udp4 --port 8888
  ros2 launch moveit_resources_moto_moveit_config xy_start.launch.py

続いてサーボをONにするために、以下のコマンドを実行する．なお，正しくコマンドが実行されると「カチッ」と音が鳴る．

  ros2 run cpp_pubsub enable_client

サーボがONになると，Rviz画面で,「Query Goal State」(アーム先端についているボールのようなもの)をドラッグすると手先位置や姿勢を決めることができる．目標位置・姿勢が決まった後で，[Plan and Execute]を実行すると,実機とロボットモデルが動作する．

ROS1への戻し方（ペンダント設定のみ）

以下にROS2の設定からROS1に戻したい場合の手順について示す．

ペンダントの設定（YRC1000micro）の変更

以下のような手順でペンダントの設定を行う．

以下のリンクから対象コントローラのリリースファイルをダウンロード（GP8＆YRC1000microなら，”MotoRosYRC1u_1912.out”）
ダウンロード
ダウンロードしたファイルより，以下の3つのファイルをUSBメモリ直下に保存する．
- MotoRosYRC1u_1912.out　（アプリ本体バイナリ　YRC1000micro用）
- IONAME.DAT　（I/Oネーム定義ファイル）
- INIT_ROS.JBI　（GP8＆YRC1000microであれば，motoman の”　　　　
  motoman/motoman_driver/Inform/DX200, FS100,YRC1000/single_arm/内のジョブファイルを利用）

メンテナンスモードでアプリケーションをロード

作業前にコントローラの電源をOFFし，ペンダントの「メインメニュー」ボタンを押したまま電源ON（10秒）する．
続いて，【MotoPlusアプリ】のメニューにおいて，以下の手順でファイルのロードを行う．

【装置】からUSBメモリを選択
【ロード】からMotoRosYRC1u_1912.outを選択し，エンタでロード
【ファイル一覧】より，他のMotoPlusアプリが入っていないことを確認し，入っている場合は適宜消去する

通常モードで再起動し，ジョブファイルの読み込む

コントローラをOFFし，起動（管理or編集モード）
【外部記憶】から【ロード】し，【ジョブ】を選択
INIT_ROSを選択し，エンタでロード

もし，INIT_ROSをROS2環境構築時にロードしている場合は以下のようにする．

ペンダントをティーチングモードに変更し，【ジョブ】から【ジョブ一覧】でINIT_ROSを選択する．
ペンダントのメニューエリアにある【ジョブ】を選択し，その後【ジョブ消去】を選択

通常モードで再起動し，パラメータを設定

アラーム「8003」（通信設定が未完了によるエラー）が出るが出るので，以下の手順でパラメータ変更を行う．

【システム情報】から【セキュリティ】を選択し，セキュリティレベルを「9（管理モード）」に設定
【パラメータ】から【S2C】を選択し，以下の表に示す値を設定

パラメータ	値	備考
S2C541	0	通信関連
S2C542	0	通信関連
S2C1102	0	RT通信用
S2C1104	0	RT通信用
S2C1250	0	ROS2との接続許可
S2C1402	0	通信ポートの指定

GP8以外のアームでシミュレーションを動作させる手順

以下の手順で必要なパッケージのインストールを行う．

  sudo apt install ros-humble-moveit*
  sudo apt install ros-humble-rmw-cyclonedds-cpp 
  export RMW_IMPLEMENTATION=rmw_cyclonedds_cpp

続いて，MoveIt Setup Assistantでmoveit_configを生成する．
以下のようにして，MoveIt Setup Assistantを起動する．

  ros2 launch moveit_setup_assistant setup_assistant.launch.py

MoveIt Setup Assistantにおける，ROS1→ROS2での主な変更箇所は以下の画像を参考にしてください．
（＊注意：moveit_controllerも追加（Autoで追加しても可））

続いて，下記の通り各種パッケージのビルドを行い，シミュレーションを起動する．

  colcon build
  source install/setup.bash
  ros2 launch motoman_gp8_moveit_config demo.launch.py

上記を実行し，以下のような画面が出れば正常に起動できている．

Contributor

山本有輝也(2024年度卒業)
寺道彩穂（2025年度修士1年）