一、作业目的

掌握 RobotStudio 软件基本操作，理解仿真环境与真实工业机器人工作站的对应关系；实现与实操设备一致的手动示教控制效果，完成关节运动、线性运动、点位记录；基于任务 1、任务 2 成果，完成工业机器人方形路径规划、轨迹生成与绘图仿真；建立"任务分析→路径设计→示教编程→仿真运行→调试优化"的工程思维。

二、作业设备与软件

仿真软件：ABB RobotStudio 6.08；机器人型号：IRB 120；工具：绘图笔工具（Pen Tool）；工作站基础：基于任务 1、任务 2 已搭建工作站（工作台、坐标系、工具坐标系已完成标定）。

三、作业原理

手动示教：通过控制机器人关节轴或 TCP 点，逐点记录目标位置，生成连续运动轨迹。路径规划：方形由 4 个直线段和 4 个角点组成，采用线性运动（MoveL）保证轨迹平直。TCP 控制：以绘图笔笔尖为工具中心点（TCP），确保绘图轨迹与示教路径一致。仿真逻辑：点到点运动→轨迹连续→绘图触发/保持→闭合方形。

四、作业内容与步骤

（一）环境检查与准备：打开任务 1、任务 2 保存的 RobotStudio 工作站，确认机器人系统已建立、工具已安装、工具坐标系（TCP）标定完成，导入/创建绘图笔工具并绑定到机器人末端。

（二）方形路径任务分析：任务为绘制闭合正方形，路径构成为起点 P0→P1→P2→P3→P0（4 个顶点），运动方式为 MoveL 直线运动，要求轨迹平直、拐角清晰、闭合无偏差。

（三）手动示教与点位记录：进入手动示教模式，切换线性运动（Linear），示教并记录方形 4 个顶点位置：P0 起始点（落笔点）、P1 第一角点、P2 第二角点、P3 第三角点，回到 P0 完成闭合，记录各点坐标。

（四）程序编写与轨迹生成：在 Rapid 中编写主程序（示例结构）：

PROC Main()
    MoveL P0, v100, z0, PenTool;
    MoveL P1, v100, z0, PenTool;
    MoveL P2, v100, z0, PenTool;
    MoveL P3, v100, z0, PenTool;
    MoveL P0, v100, z0, PenTool;
ENDPROC

（五）仿真运行与绘图效果验证：开启仿真，运行程序，观察绘图笔是否画出标准方形、有无碰撞、轨迹是否平滑，调整速度、转角数据（z0/z1/z5 等）优化轨迹。

五、数据记录

机器人型号：IRB 120；工具：绘图笔（TCP 标定完成：是）；方形边长：____ mm；示教点位（P0：X= Y= Z= Rx= Ry= Rz=；P1：X= Y= Z= Rx= Ry= Rz=；P2：X= Y= Z= Rx= Ry= Rz=；P3：X= Y= Z= Rx= Ry= Rz=）。

六、结果与分析

仿真是否成功：是；方形轨迹是否闭合、平直：是。出现问题及解决：问题 1：运行绘图时轨迹出现偏移，笔画错位；解决：重新标定绘图笔 TCP 工具坐标系，确保笔尖为 TCP 中心点，修正点位坐标。与实操设备对比：RobotStudio 手动示教在点位控制、运动手感、轨迹复现上与真实设备一致性较高，仿真中运动逻辑、指令格式和真实机器人基本一致。

七、总结与心得

通过本次方形路径示教仿真作业，我熟悉了 RobotStudio 软件的示教操作，理解了 MoveL 线性运动指令的作用。想要画出标准正方形，不能只依靠移动机器人关节，要依靠 TCP 点位精准示教，工具坐标系 TCP 标定是保证绘图准确的关键，如果 TCP 标定不准，后续所有轨迹都会发生偏移。

我体会到完整的机器人开发流程：任务分析、点位规划、编写 Rapid 程序、仿真运行再调试优化。仿真可以在不接触实体设备的情况下验证程序，避免现场发生碰撞风险。仿真软件和真实机器人操作逻辑大体相同，但仿真没有机械间隙，实际设备会存在微小误差。本次实验也让我认识到工业机器人编程中点位、速度、转弯区参数对轨迹的影响，为后续学习实际工作站调试打下基础。