UR3e 的控制方法分析

UR3e（或類似 6 DOF 手臂）有多種控制方法，從簡單 GUI 到進階程式化，可分為 內建控制、遠端介面與外部 API 三類。以下詳列 8 種主要方法（基於官方文件與社群實務），通常 6-10 種（不含第三方擴充）。

1. PolyScope GUI (Teach Pendant 圖形介面) – 內建最簡單方法

描述：通過機器人 Teach Pendant 的觸控螢幕，直接示教位置、編程流程與執行程式。
3.15 兼容性：完全支援（CB3 版本原生）。
優點：直觀、無需額外工具；缺點：無法遠端或即時外部控制。
入門步驟：(1) 開機進入 PolyScope；(2) 選擇 "Program" 標籤；(3) 拖拉 MoveL/MoveJ 節點示教；(4) 保存並執行。

2. URScript (腳本語言) – 程式化控制

描述：類 Python 腳本，透過 PolyScope 編輯或遠端發送，控制運動、I/O 等。
3.15 兼容性：完全支援。
優點：靈活、可自訂邏輯；缺點：需學習語法。
入門步驟：(1) 在 PolyScope 新建 Script 節點；(2) 寫入如 movej([0, -π/2, 0, -π/2, 0, 0], a=1.4, v=1.05)；(3) 執行測試。

3. RTDE (Real-Time Data Exchange) – 即時數據交換

描述：TCP 端口 30004，125Hz 讀寫機器人狀態與指令（位置、速度、力矩等）。
3.15 兼容性：支援基本功能，但 e-Series 版本 5.x 有增強（如更多輸出變數）。
優點：即時外部控制；缺點：需外部程式（如 Python）。
入門步驟：(1) 安裝 RTDE Python Library；(2) 連線 rtde_c = rtde_control.RTDEControlInterface("192.168.1.1")；(3) 發送 rtde_c.moveL([0.5, 0.2, 0.3, 0, 0, 0], 0.5, 0.3)。

4. Dashboard Server – 遠端監控與基本命令

描述：TCP 端口 29999，發送文字命令如 "power on"、"load program"，用於遠端狀態查詢。
3.15 兼容性：完全支援。
優點：簡單遠端管理；缺點：不支援複雜運動控制。
入門步驟：(1) 使用 telnet 或 Python socket 連線端口 29999；(2) 發送 "power on\r\n"；(3) 讀取回應。

5. Modbus TCP – I/O 與變數控制

描述：端口 502，讀寫 I/O、註冊變數，適合 PLC 或外部設備整合。
3.15 兼容性：完全支援。
優點：工業標準通訊；缺點：僅限 I/O，不適合運動控制。
入門步驟：(1) 在 PolyScope 啟用 Modbus Server；(2) 使用 Python Modbus 庫如 pymodbus 讀寫註冊（e.g. 讀取輸出 0: client.read_coils(0, 1)）。

6. External Control URCap – 外部程式控制

描述：安裝 URCap 外掛，允許外部 PC 發送 URScript 程式並執行。
3.15 兼容性：支援，但需確認 URCap 版本相容。
優點：整合外部邏輯；缺點：需安裝 URCap。
入門步驟：(1) 下載 External Control URCap；(2) 安裝至 PolyScope；(3) 從外部發送 URScript 程式。

7. ROS/ROS2 Driver – 機器人作業系統整合

描述：使用 ROS Driver 與 MoveIt! 進行運動規劃、模擬與控制。
3.15 兼容性：CB3 版本支援 ROS1 Driver，但 e-Series 需 5.x 版本。
優點：強大生態；缺點：需 ROS 環境。
**入門步驟：(1) 安裝 Universal_Robots_ROS_Driver；(2) roslaunch ur_robot_driver ur3e_bringup.launch；(3) 發送關節軌跡。

8. URSim 模擬器 – 離線測試與控制

描述：虛擬 PolyScope 環境，模擬 UR3e 行為並測試程式。
3.15 兼容性：支援對應版本下載。
優點：無需實機；缺點：僅模擬。
入門步驟：(1) 下載 URSim 3.15；(2) 虛擬開機；(3) 載入並執行程式。

額外方法（視為擴充，總數可達10+）
Python/C++ SDK：如 RTDE Python Client，用於自訂應用。
MATLAB/Simulink：Robotics System Toolbox 整合 RTDE。
URCap 外掛：自訂 URCap 擴充 PolyScope 功能。

總結：

UR3e 有 8 種核心控制方法（從內建 GUI 到外部 API），3.15 版本（CB3 系列）支援大部分，但若為要解鎖所有功能，建議升級到 5.x 完整功能版本（如增強安全與 RTDE）。