一）软件与硬件环境

• 软件：ABB RobotStudio 6.08（含 RobotWare 6.08.00.00 版本）
• 硬件：具备独立显卡的计算机（建议配置 8GB 以上内存，支持 3D 仿真运算）

（二）核心目标

1. 掌握工业机器人工作站的布局与模型加载方法
2. 学会工件坐标系的创建与校准
3. 实现焊接运动轨迹的规划与编程
4. 完成仿真运行与过程录制

三、工作站构建详细流程

（一）工业机器人工作站搭建（任务 2-1）

工作站搭建是仿真的基础，需完成机器人、工具及周边模型的导入与布局。

1. 新建空工作站：打开 RobotStudio 软件，在 "文件" 选项卡中选择 "创建"→"空工作站"，命名为 Solution1，保存至指定路径。
2. 机器人模型导入：在 "基本" 选项卡中打开 "ABB 模型库"，选择 IRB2600 系列机器人（型号 IRB2600_12_165_C_01，承重 12kg，工作半径 1.65m），点击 "确定" 完成导入。
3. 工具加载：通过 "导入模型库"→"设备"→"工具" 选择 "MyTool"，按住左键拖动至机器人法兰盘 IRB2600_12_165_C_01 上，在弹出的确认窗口中点击 "是"，完成工具安装。若需拆除工具，右键单击 "MyTool" 选择 "拆除" 即可。
4. 周边模型布局：
   • 导入工作台模型：选择 "导入模型库"→"设备"→"propeller table"，导入后右键单击机器人选择 "显示机器人工作区域"，查看当前工具的可达范围。
   • 调整工作台位置：在 Freehand 工具栏中选择 "大地坐标" 和 "移动" 按钮，拖动工作台至机器人最佳工作区域（UCS 坐标约 703.58,-150.00,294.84）。
   • 导入焊接对象模型：选择 "Curve Thing" 模型，右键单击该模型选择 "放置"→"两点"，通过捕捉工具依次点击 Curve Thing 和工作台的对应角点，完成模型对齐放置。

（二）工业机器人系统构建（任务 2-2）

系统构建需将布局好的机器人及设备配置为可运行的控制系统。

1. 创建机器人系统：在 "基本" 选项卡中点击 "机器人系统"→"从布局..."，系统名称设为 System2，保存路径为 C:\Users\33319\Documents\RobotStudio\Systems。
2. 配置系统参数：选择机械装置 IRB2600_12_165_C_01，确认 RobotWare 版本为 6.08.00.00，保持默认配置选项，点击 "完成"。
3. 系统状态验证：系统创建完成后，右下角 "控制器状态" 显示为绿色，表明系统构建成功。

（三）工件坐标系构建（任务 2-3）

工件坐标系是机器人运动轨迹规划的基准，需基于工件实际位置创建。

1. 启动坐标系创建：在 "基本" 选项卡→"其它" 中选择 "创建工件坐标"。
2. 配置坐标系参数：点击 "选择表面" 和 "捕捉末端"，将工件坐标名称设为 "wobj1"，在用户坐标框架中选择 "取点创建框架"→"三点" 模式。
3. 取点校准：依次单击工件的 1 号角、2 号角、3 号角作为 X 轴第一个点、X 轴第二个点和 Y 轴点，系统自动生成坐标数据（示例数据：X1=954.30,-150.51,398.00；X2=1354.30,-150.51,398.00；Y=954.30,149.49,399.68）。
4. 完成创建：点击 "Accept" 确认坐标数据，再点击 "创建"，工件坐标系 wobj1 创建完成。

（四）运动轨迹创建（任务 2-4）

轨迹创建是模拟焊接的核心，需按焊接路径规划目标点与运动指令。

1. 新建空路径：在 "基本" 选项卡→"路径" 中选择 "空路径"，生成路径 Path_10。
2. 配置运动指令参数：双击 Path_10，将初始运动指令设定为 MoveJ *v150 fine MyTool\WObj:=wobj1（关节运动模式，速度 150mm/s，精准定位）。
3. 示教目标点：
   • 选择 "手动关节" 模式，拖动机器人至合适的起始位置，点击 "示教指令"，生成 Target_10。
   • 切换至 "手动线性" 模式，拖动机器人使工具对准工件第一个角点，点击 "示教指令" 生成 Target_20，指令类型保持 MoveJ。
   • 后续沿工件边沿的直线运动指令改为 MoveL *v150 fine MyTool\WObj:=wobj1（线性运动模式），依次示教 Target_30（第二个角点）、Target_40（第三个角点）、Target_50（第四个角点）、Target_60（返回第一个角点）。
   • 拖动机器人离开工件至安全位置，将指令改为 MoveJ，示教 Target_70 作为结束点。
4. 路径优化：右键单击 Path_10，选择 "配置参数"→"自动配置" 进行关节轴优化，再选择 "沿着路径运动" 验证轨迹合理性。
5. 同步到 RAPID：选择 "同步到 RAPID"，勾选工具数据、工件坐标、路径及目标点等项目，完成程序同步。
6. 仿真设定：在 "仿真" 选项卡中点击 "仿真设定"，将 T_ROB1 的进入点设置为 Path_10，点击 "播放" 测试轨迹运行，确认无误后保存工作站。

（五）仿真运行及视频录制（任务 2-5）

完成轨迹规划后，需进行仿真运行并录制过程视频。

1. 录制参数设置：选择 "文件"→"选项"→"屏幕录像机"，配置参数：帧速率 20fps，开始录像延时 0.5s，停止录像延时 0s，分辨率设为 "与窗口相同"（限制 800×600 像素），压缩方式 H.264，保存位置在新建文件夹中，文件名为 RobotStudio，格式 MP4，勾选 "录制时包括鼠标指针"，点击 "确定"。
2. 启动仿真录像：在 "仿真" 选项卡中点击 "仿真录像"，选择 "录制应用程序" 或 "录制图形"。
3. 运行仿真：点击 "播放" 按钮，机器人按 Path_10 轨迹运行，仿真时长约 11.9s。
4. 保存视频：仿真完成后，在弹出的保存对话框中确认保存位置，点击 "保存"。
5. 视频播放：双击生成的 EXE 文件，在播放窗口中可通过缩放、平移调整视角，点击 "Play" 即可回放仿真过程。

四、实训结果与分析

通过上述步骤，成功构建了工业机器人模拟焊接仿真工作站，实现了以下功能：

1. 工作站布局合理，机器人、工具及周边模型位置协调，所有操作均在机器人工作范围内完成。
2. 工件坐标系 wobj1 定位准确，为轨迹规划提供了可靠基准。
3. 运动轨迹 Path_10 包含 7 个目标点，结合 MoveJ 和 MoveL 两种运动模式，满足焊接作业对轨迹精度的要求。
4. 仿真录制的视频清晰记录了机器人运行全过程，可通过独立 EXE 文件回放，方便实训成果展示。

实训过程中发现，轨迹示教时目标点的精准度直接影响仿真效果，需反复调整机器人姿态；录制参数设置中，帧速率和分辨率的选择需平衡视频质量与文件大小。

五、结论与展望

本文基于 ABB RobotStudio 软件完成了工业机器人模拟焊接工作站的全流程构建，涵盖了从模型导入、系统配置到轨迹规划、仿真录制的各个关键环节，形成了标准化的实训方案。该方案可直接应用于工业机器人离线编程教学，帮助学习者快速掌握核心操作技能。

未来可进一步优化方向：一是引入碰撞监控功能，提升仿真的安全性；二是结合实际焊接工艺参数，优化运动速度和轨迹平滑度；三是探索多机器人协同仿真，拓展工作站应用场景。