一、项目概述

项目三围绕工业机器人工作站系统模型创建展开，核心目标：

• 会用 RobotStudio 进行基础 3D 建模
• 会用测量工具完成尺寸 / 角度 / 距离测量
• 会创建活塞、滑台等可运动机械装置
• 会自定义工具并完成 TCP 标定与机器人安装

软件环境：ABB RobotStudio 6.01典型对象：长方体、圆柱、锥体、活塞机构、UserTool 自定义工具

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二、任务 3-1 建模功能的使用

1. 新建工作站

1. 打开 RobotStudio → 文件 → 创建 → 空工作站。
2. 保存为示例工程（如 5-1 example）。

2. 创建基础 3D 实体

1. 切换到建模选项卡。
2. 点击固体，可创建：
   • 矩形体（立方体）
   • 圆柱体（输入半径 / 直径 + 高度）
   • 圆锥、锥体、球体
3. 示例：创建圆柱体，半径 300mm，高度 500mm。

3. 模型属性设置

右键模型可执行：

• 设定颜色
• 移动 / 旋转 / 定位
• 设定为 UCS、设定本地原点
• 导出几何体、保存为库文件

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三、任务 3-2 测量工具的使用

测量是建模与装配的基础，支持点到点、直径、角度、最短距离四类测量。

1. 测量长方体尺寸（长 / 宽 / 高）

1. 建模 → 点击选择部件 + 捕捉末端。
2. 点击点到点。
3. 依次拾取长方体对角两点 A、B。
4. 下方自动显示距离数值（mm）。

2. 测量圆柱体直径

1. 选择部件 → 捕捉边缘。
2. 点击直径。
3. 在圆周上任意拾取三点，自动计算直径与圆心。

3. 测量锥体角度

1. 选择部件 → 捕捉末端。
2. 点击角度。
3. 依次拾取顶点、边 1 点、边 2 点，显示角度值（deg）。

4. 测量两物体最短距离

1. 点击最短距离。
2. 分别拾取两个部件上任意点。
3. 自动显示两物体之间的最小直线距离。

5. 测量技巧

• 精准测量必须开启：捕捉末端 / 捕捉中心 / 捕捉边缘
• 先选部件，再选测量功能，避免误选

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四、任务 3-3 创建机械装置（活塞实例）

以活塞往复运动机构为例，完成建模 + 装配 + 运动设置。

1. 创建活塞模型零部件

1. 新建空工作站 5-4 example。
2. 建模 → 固体 → 圆柱体：
   • 活塞头：直径 100mm，高度 20mm
   • 活塞杆：直径 40mm，高度 500mm
   • 内套筒：直径 100mm，高度 400mm
   • 外套筒：直径 120mm，高度 420mm

2. 部件装配与布尔运算

1. 活塞杆与活塞头：
   • 右键活塞杆 → 放置 → 一个点
   • 捕捉底面圆心 → 对齐活塞上表面圆心
   • 建模 → 结合，合并为一体
2. 套筒制作：
   • 创建两个定位框架（Frame）
   • 内套筒放入外套筒
   • 建模 → 减去，外套筒 - 内套筒生成套筒腔体

3. 颜色与重命名

• 右键 → 设定颜色
• 重命名：活塞、套筒
• 删除多余部件与框架

4. 创建机械装置与运动属性

1. 建模 → 创建机械装置
   • 名称：简易活塞
   • 类型：设备
2. 链接设置：
   • L1：套筒 → 设为 BaseLink
   • L2：活塞
3. 接点设置：
   • 关节名：J1
   • 类型：往复的
   • 位置：20mm → 300mm
   • 限制：最小 20，最大 300
4. 姿态设置：
   • 添加姿态：原点位置 (20)、姿态_300 (300)
   • 设置转换时间：3 秒
5. 编译机械装置，完成后可用手动关节拖动活塞上下运动。

5. 保存与复用

右键机械装置 → 保存为库文件，后续可直接导入调用。

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五、任务 3-4 创建工具（自定义 UserTool）

目标：制作可直接安装到机器人法兰盘、带正确 TCP 的工具。

1. 设定工具本地原点

1. 新建工作站 5-5 example，导入 UserTool 模型。
2. 三点法摆正工具：法兰面与 XY 平面重合。
3. 绕 Y 轴旋转 180°，调整朝向。
4. 右键 → 修改 → 设定本地原点：
   • 捕捉法兰盘中心
   • 方向：(180,0,0)
5. 位置归零：坐标 (0,0,0)，方向 (0,0,0)。

2. 创建工具坐标系框架（TCP）

1. 建模 → 框架 → 创建框架。
2. 捕捉工具末端圆心。
3. 右键框架 → 设定为表面的法线方向。
4. 沿 Z 轴正向偏移 5mm，避免碰撞。

3. 生成工具（Tool）

1. 建模 → 创建工具。
2. 工具名：MyNewTool
3. 选择部件：UserTool
4. TCP 来自框架：框架_1
5. 设置重量、重心，完成创建。

4. 安装到机器人验证

1. 基本 → ABB 模型库 → 导入 IRB1200。
2. 拖动 MyNewTool 到机器人法兰盘。
3. 点击是更新位置，完成自动安装。
4. 可正常示教、运动，说明 TCP 与安装正确。

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六、常见问题与解决方法

1. 测量不准
   • 未开捕捉；先开捕捉末端 / 中心 / 边缘
2. 活塞不动 / 运动异常
   • 链接未设 BaseLink；接点类型选错；未编译机械装置
3. 工具装歪 / TCP 不对
   • 本地原点方向错误；TCP 框架未垂直末端表面
4. 布尔运算失败
   • 物体未完全相交；先定位再做结合 / 减去

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七、总结

本文完整实现了 RobotStudio 工作站建模 — 测量 — 机构 — 工具四大任务：

1. 掌握基本体建模与颜色、位置、导出设置
2. 熟练使用点、直径、角度、最短距离四类测量
3. 能独立完成活塞往复机械装置的建模、装配、运动设置
4. 掌握自定义工具的原点标定、TCP 框架创建与机器人安装

这套流程是工业机器人仿真工作站搭建的必备基础，可直接用于搬运、焊接、装配等虚拟工作站的模型自制。