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（如 IRB 120/IRB 1410）

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 + 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：绘制闭合正方形

路径构成：起点 P0 → P1 → P2 → P3 → P0（4 个顶点）

运动方式：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（可附坐标表）。

（四）程序编写与轨迹生成

在 Rapid 中编写主程序（示例结构）：

plaintext

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 / 否）

方形边长：80 mm

示教点位（可粘贴截图或填写坐标）

P0：X=320 Y=20 Z=240 Rx=0 Ry=90 Rz=0

P1：X=320 Y=100 Z=240 Rx=0 Ry=90 Rz=0

P2：X=400 Y=100 Z=240 Rx=0 Ry=90 Rz=0

P3：X=400 Y=20 Z=240 Rx=0 Ry=90 Rz=0

六、结果与分析

仿真是否成功：是 / 否

方形轨迹是否闭合、平直：轨迹能够闭合，四条边整体平直，拐角棱角清晰，无明显偏移

出现问题及解决：

问题 1：转弯拐角处出现圆弧倒角，无法形成尖锐直角

解决：将转弯区数据设置为 z0，关闭轨迹平滑过渡，让机器人在每个顶点精准定位停留，消除圆弧过渡效果。

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：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：一致性较好，示教逻辑、运动模式和真实机器人基本相同，仿真轨迹可以较好预判实体机器人运行效果，但仿真不存在机械间隙，和实物会存在微小误差

七、总结与心得

本次方形路径示教作业，我熟悉了 RobotStudio 的工作站配置、手动示教以及 RAPID 程序编写操作。示教过程中体会到 TCP 标定的重要性，工具中心点的准确与否直接决定绘图轨迹精度，点位的微小偏移就会造成方形变形。路径设计上，绘制方形需要使用 MoveL 线性运动，配合 z0 转弯数据，才能得到棱角分明的闭合图形。

仿真在工程中有着很大实用价值，在仿真环境下完成调试，能够提前排查碰撞、轨迹错误，避免真实设备发生磕碰损坏，降低实训成本。仿真虽高度还原机器人控制逻辑，但仿真没有机械间隙，和实体设备仍存在细微差别。通过本次实验，我建立起任务分析、示教编程、仿真调试的工程思路，对工业机器人轨迹规划有了更加直观的理解，为后续实操打下基础。