项目三 构建基本仿真工业机器人工作站
项目描述
机器人仿真系统可以通过单机或者多台机器人及周边模型从而组成
工作站或是生产线。熟练使用仿真软件，可以在制造单机和生产线产品
之前模拟出实物，这不仅可以缩短生产的工期，还可以避免不必要的返
工。
项目要求
1.能根据任务要求选取、导入相关模型；
3.学会安装工具并合理摆放周边对象；
4.学会建立工业机器人系统与其手动操纵模式；
5.学会建立工件坐标及创建运动轨迹程序；
6.会进行机器人轨迹仿真运行及录制视频。
项目内容
任务 1 模型的选择和导入、导出
任务 2 放置周边对象
任务 3 机器人系统与手动操纵
任务 4 运动轨迹程序的创建
任务 5 工作站系统仿真运行与视频录制
任务 1 模型的选择和导入、导出
工作任务
1、导入机器人；
2、导入机器人工具和周边模型；
3、导入几何体；
4、导出几何体。
实践操作
在布局工业机器人基本工作站时，第一步就是选择和导入模型，在完成工
作站的摆放和设置之后我们需要将工作站保存下来并在以后需要用到时随时调
用，本次任务的目的就是学习如何选择和导入机器人和工具，并将工作站里面模
型完好地导出和保存。
1、导入机器人：
导入机器人的操作具体如图 3-1—图 3-3 所示。
图 3-1
图 3-2
图 3-3
2、导入机器人工具和周边模型：
导入机器人工具的操作具体如图 3-4 和 3-5 所示。
图 3-4
图 3-5
3、导入几何体:
导入几何体的操作具体如图 3-6 和图 3-7 所示。
图 3-6
图 3-7
4、导出几何体：
导出几何体的操作具体如图 3-8—图 3-10 所示。
图 3-8
图 3-9
图 3-10
至此，模型的选择和导入、导出就介绍完毕了。
任务二 工具的安装与拆除
工作任务
1、工具的安装方法；
2、工具的拆除方法。
实践操作
在使用 Robotstudio 时，为了完成不同的任务，我们往往需要使用不同的工
具。这时我们就要懂得工具的安装与拆除。下面，我们来学习一下工具的安装与
拆除的方法。
一、工具的安装
在 RobotStudio 软件中，工具安装的方法有两种，第一种方法如图 3-2-1
至 3-2-3 所示。
1、在工具上按住鼠标左键，向
下拖到 IRB120-3-58-01 后松开
图 3-2-1
图 3-2-2
2、选择“是”
3、工具已按住到
机器人末端法兰
图 3-2-3
工具安装的第二种方法操作步骤如图 3-2-4 所示。
1、在工具上右键，然后依次
选 择 ： 安 装 到 — —
IRB120-3-58-01
图 3-2-4
然后根据图 3-2-2 至 3-2-3 所示的步骤，就能完成工具的安装过程。
二、工具的拆除
当我们需要换工具或者用完此工具时，需要把工具拆除。工具拆除的操作步
骤如图 3-2-5 至图 3-2-7 所示。
1、选中工具单击鼠标
右键，然后选择拆除
图 3-2-5
2、选择“是”
图 3-2-6
3、工具成功拆除。
图 3-2-7
学习评价
自我学习评价表见表 3-2-1。
表 3-2-1 学习评价表
任务内容 任务要求 分值 评分细则
工具的安装 熟练掌 握工具安
装的方法步骤。
50 熟悉程度；
操作 是否正 确流
畅。
工具的拆除 熟练掌 握工具拆
除的方法步骤。
30 熟悉程度；
操作 是否正 确流
畅。
安全操作 遵守机房规定，符
合上机 实训操作
要求
20
任务三 放置周边对象
任务目标
1、放置工业机器人周边模型；
2、学会工业机器人工作站的合理布局。
实践操作
一、放置周边模型
2、选中机器人单击右键，选择“显
示机器人工作区域”。
1、在基本功能选项中，在“导入模型库”下
拉“设备”列表中选择“propellertable”
模型进行导入。
图 3-11
图 3-12
要移动对象，可以用到 Freehangd 工具栏功能：
3、图中白色区域为机器人可到达的范围。工作对象应调整到机器人的
最佳工作范围，这样才可以提高节拍和方便轨迹规划。下面将小桌子
移到机器人的工作区域。
图 3-13
1、在基本功能选项中，在“导入模型库”下
拉“设备”列表中选择“Curve Thing”模型进
行导入。
4、在 Freehand 工具栏中，选定“大地坐标”
和单击“移动”按钮。
5、拖动箭头到达图中所示的大地坐标位置。
图 3-14
6、在基本功能选项中，在“导入模型库”下
拉“设备”列表中选择“Curve Thing”模型进
行导入。
图 3-15
7、将“Curve Thing”放置到小桌子上
去。在对象上单击右键，选择“放置”
的“三点法”。
图 3-16
图 3-17
将鼠标移动到对应的捕捉工
具，则会显示详细的说明。
图 3-19
图 3-18
8、确保捕捉工具的“选择部件”和“捕捉末端”已开启。
9、单击“主点—从”
的第一个坐标框。
11、单击对象点位的坐标值
已自动显示在框中，然后单
击”应用”。
10、按照下面的顺序单击两个物体对齐的基准线：
第 1 点和第 2 点对齐；第 3 点和第 4 点对齐; 第 5
点和第 6 点对齐。
1
2
3
4
5
6
注意事项
放置周边模型时要注意以下四点：
（1）放置模型时，如果工业机器人要在模型上加工运行，则不能把部件放
在机器人工作的区域之外。
（2）在捕捉位置之前，要先开启“选择部件”和“捕捉末端”。
（3）当点击了“主点—从”的第一个坐标框后，要先捕捉部件上的第 1 个
点，不要点其它地方，否则会捕捉错误。如果不小心点了其它地方，捕
捉位置出错后，只需要再点一次“主点—从”的第一个坐标框，重新捕
捉即可。
（4）在用“三点法”捕捉位置时，点击两个部件的地方要互相对应，否则
会出错。
图 3-20
12、对象已准确对齐放置在小桌子上。
任务四 创建机器人系统与手动操纵
任务目标：
1、学会创建工业机器人系统；
2、学会工业机器人的手动操纵模式。
实践操作
二、创建工业机器人系统的操作
1、在基本功能选项下，单击“机器人系统”
下面的“从布局…”
图 4-1
2、当设置好名称和位置之后，点
击下一个。图 4-2
图 4-4
4、继续单击“下一个”。
3、单击“下一个”。图 4-3
图 4-6
6、系统创建完成，右下角“控制
器状态”应为绿色。
5、系统正在创建。图 4-5
图 4-7
2、选择对应的关节轴进行运动
1、选择“手动关节”
三、工业机器人的手动操纵
在 RobotStudio 中，可以让机器人进行手动运动到达你需要的位置。
手动操纵分为三种：手动关节、手动线性、手动重定位。而手动操纵的方
式可以通过直接拖动和精确手动来实现。
1、 直接拖动
（1）手动关节
手动关节运动是直接拖动机器人关节使其运动，在创建好的机器人系统
中，选中“Freehand”选项框中的第三项“手动关节”，鼠标点按机器人的
关节不放，移动鼠标，即可使关节运动。
其操作步骤如下：
（2）手动线性
“设置”工具栏中的“工具”为“MyTool”,选“Freehand”选项框中
的第四项“手动线性”，机器人末端出现三条坐标轴，拖动坐标轴，机器人
即可做线性移动。
其操作步骤如下：
图 4-8
3、设为“MyTool” 4、选择“手动线性”
5、选中机器人后，拖动
箭头进行线性运动。
图 4-9
7、选中机器人后，拖动
箭头进行重定位运动。
6、选择“手动重定位”
（3）手动重定位
选中“Freehand”选项框中的第五项“手动重定位”，机器人末端出现
三条圆弧线，鼠标移动，机器人末端绕着定点运动。其操作步骤如下：
图 4-11
4、也可以单击按钮进行关节运动。
3、可以拖动滑块进行关节运动。
5、设定每次点动的距离。
图 4-10
2、在机器人名称处右击，在菜单
列表中选择“机械装置手动关节”。
1、“设置”中的“工具”项设为“MyTool”。
2、 精确手动
精确手动的操作步骤如图 4-12 至图 4-17 所示所示。
图 4-13
7、可以直接输入坐标值使机器人到达位置。
8、单击按钮，可以点动运动。
9、设定每次点动的距离。
图 4-12
6、在机器人名称处右击，在菜单列
表中选择“机械装置手动线性”。
图 4-15
图 4-14
10、在机器人名称处右击，在菜
单列表中选择“回到机械原点”。
11、机器人会回到机械原点，但
不是 6 个关节轴都为 0 度，轴 5
会在 30 度的位置。
任务五 运动轨迹程序的创建
任务目标
1、创建工业机器人工件坐标；
2、创建工业机器人运动轨迹程序。
实践操作
一、创建工业机器人工件坐标
在实际的编程操作过程中，工件坐标主要有两个作用。一是方便用户以工件
平面为参考，手动操纵机器人；二是当机器人和工件相对位置发生变化后，通过
重新定义工件坐标，机器人即可正常作业，不需要对机器人重新进行示教，尤其
是在一道工序里示教点特别多的情况，显得特别的有用。
创建工业机器人工件坐标具体的操作步骤如下：
1、在“基本”功能选项卡的“其它”
中选择“创建工件坐标”。
图 5-1
5、点击“三点”。
图 5-3
6、点击“X 轴上第一个
点”的第一个输入框。
7、点击 1 号角。 8、点击 2 号角。
9、点击 3 号角。
4、单击用户坐标框架的“取点创建框
架”的下拉箭头。图 5-2
2、确保“选择部件”和“捕捉末端”都已开启。
3、设定工件坐标名称为“Wobj1”。
1
2
3
10、当三个角点的数据已生成后，单击“Accept”。图 5-4
11、单击“创建”。图 5-5
图 5-7
1、安装在法兰盘上的工具
MyTool 在工件坐标 Wobj1 中
沿着对象的边沿行走一圈。
二、创建工业机器人运动轨迹程序
RobotStudio 中的工业机器人与真实的机器人一样，也是通过 RAPID 程序指令控制运动
轨迹的。下面开始讲解如何在 RobotStudio 中进行轨迹的仿真。生成的轨迹可以下载到真实
的机器人中运行。具体的操作步骤如下：
12、如图所示，工件坐标“Wobj1”已创建。图 5-6
图 5-8
2、在“基本”功能选项卡中，单击
“路径”后选择“空路径”。
图 5-9
4、设定框的内容如图中所示。
5、对运动指令及参数进行设定，单击框中对应的选
项并设定为 Movej*v150 fine MyTool\\Wobj:=Wobj1。
3、生成的 Path10 路径。
图 5-10
8、单击“示教指令”。
7、将机器人拖到合适
的位置，作为轨迹的起
点。
6、单击“手动关节”。
9、此处会显示已
创建的运动轨迹。
图 5-11
10、单击“手动线性”或
其它合适的手动模式。
11、调整机器人，使工
具对准第一个角点。
12、单击示教指令。
图 5-12
15、单击“示教指令”。
14、调整机器人，使工
具对准第二个角点。
图 5-13
16、调整机器人，使工
具对准的第三个角点。
17、单击示教指令。
13、接下来的指令要沿桌子直线运动，单
击框中对应的选项并设定为 MoveL * v150
fine MyTool\\Wobj:=Wobj1。
图 5-14
19、单击“示教指令”。
18、调整机器人，使工
具对准的第三个角点。
图 5-15
20、调整机器人，使工具
对准的第一个角点。
21、单击示教指令。
图 5-16
23、单击“示教指令”。
22、将机器人拖到一个
合适的位置。
图 5-17
24、在路径“Path_10”
上单击右键，选择“到
达能力”。
图 5-18
25、绿色打钩说明目
标点都可到达，然后
单击“关闭”。
图 5-19
26、在路径“Path_10”上单击
右键，选择“配置参数”—“自
动配置”进行关节轴自动配置。
图 5-20
27、在路径“Path_10”上单
击右键，选择“沿着路径运
动”，检查是否能正常运动。
注意事项
在创建机器人轨迹指令程序时，要注意以下几点情况:
（1）设定工件坐标再进行示教，所有的示教点都在对应的工件坐标中建立，
如果在 wobj0 上建立示教点，那么机器人搬动以后必须重新示教所有的点。如果
有是在对应的工件坐标上示教的话，就可以只修改一下工件坐标，而无需重教所
有的点。
（2）手动线性时，要注意观察各关节轴是否会接近极限而无法拖动，这时
要适当作出姿态的调整。观察关节轴角度的方法请参考任务 4 中的精确手动控
制。
（3）在示教轨迹的过程中，如果出现机器人无法到达工件的话，适当调整
工件的位置再进行示教。
（4）在示教的过程中，要适当调整视角，这样可以更好地观察。
任务六 系统仿真及录制视频
任务目标
1、仿真运行机器人轨迹；
2、将机器人的仿真录制成视频。
实践操作
一、仿真运行机器人轨迹
在 RobotStudio 中创建好工业机器人的运动轨迹之后，可以对此轨迹进行仿
真运行操作。
仿真运行机器人轨迹具体的操作步骤如下：
在 RobotStudio 中，为保证虚拟控制器中的数据与工作站数据一致，需虚
拟控制器与工作站数据进行同步。当在工作站中修改数据后，则需要“同步到
RAPID”；反之则需要执行“同步到工作站”。
1、在“基本”功能选项卡中，点击“同
步”的下拉将头，选择“同步到 RAPID”。
图 6-1
3、在“仿真”功能选项卡下点击“仿真设定”。
图 6-3
2、将需要同步的项目都打钩。然后点
击“确定”。一般全部都勾选。图 6-2
4、单击“T_ROB1”。图 6-4
5、进入点选择“Path_10”。
6、选择好进入点后，点击“关闭”。图 6-5
图 6-7
1、在“文件”功能选
项卡中，单击“选项”。
2、单击“屏幕录像机”。
3、对录像参数设置完毕后，单击“确定”。
二、将工业机器人的仿真录制成视频
可 以 将 工 作 站 中 工 业 机 器 人 的 运 行 录 制 成 视 频 ， 以 便 在 没 有 安装
RobotStudio 的计算机中查看工业机器人的运行。另外，还可以将工作站制作 exe
可执行文件，以便进行更灵活的工作站查看。具体的操作步骤如下：
1、将工作站中工业机器人的运行录制成视频
7、在“仿真”功能选项卡中，单击“播放”。
这时机器人就按照之前所示教的轨迹进行运
8、当播放完毕后，点击保
存，对工作站进行保存。
图 6-6
图 6-8
4、在“仿真”功能选项
卡中，单击“仿真录像”。
5、在“仿真”功能选项
卡中，单击“播放”。
图 6-9
6、在“仿真”功能选项卡中，
单击“查看录像”，可以查看
刚才录制的视频。
7、当完成工作后，单击“保
存”按钮，对工作站镜像保存。
图 6-10
1、在“仿真”功能选项卡中单击
“播放”，然后选择“录制视频”。
2、将工作站中工业机器人的运行录制成视频
图 6-11
2、录制完视频后，在弹出的对话框中设定
文件名和指定保存位置，然后单击“保存”。
图 6-12
3、双击打开生成的 EXE 文件，
在此窗口中，缩放、平移和转
换视角的操作与 RobotStudio
中的一样。
为了提高与各种版本 RobotStudio 的兼容性，建议在 RobotStudio 中做任何
保存时，保存的路径和文件名最好使用英文字符。
图 6-13
4、单击“Play”，开始工业机器人的运行。
