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发表于：2025-07-28 10:04:52

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工业机器人仿真技术是一种利用计算机软件来模拟工业机器人运动、操作和工作环境的先进技术。本节将介绍工业机器人仿真技术的发展，以及ABB虚拟仿真软件RobotStudio的相关功能。

1.1.1 虚拟仿真技术介绍

随着工业自动化市场竞争压力日益加剧，用户在生产中迫切需要更高的效率、更可靠的质量，以缩短产品生产周期、降低价格和提高市场竞争力。机器人停工停产检测和试运行不是首选方法，现代生产厂家希望在设计阶段就对新部件的可制造性进行检查，在产品制造的同时对机器人系统进行编程，从而提早开始产品生产，缩短产品上市时间。

工业机器人仿真在实际机器人安装前，通过可视化及可确认的解决方案和布局来降低风险，并通过创建更加精确的路径来获得更高的部件质量。

1.1.2 RobotStudio介绍

RobotStudio是用于机器人单元的建模、离线编程、创建典型应用工作站及系统仿真的计算机应用程序。为了实现真正的离线编程，RobotStudio采用ABB VirtualRobot技术，使用离线控制器，即在计算机上运行虚拟IRC5控制器，这种离线控制器也被称为虚拟控制器（Virtual Controller，VC）。

RobotStudio还允许使用真实的物理IRC5控制器（简称为“真实控制器”）。当连接真实控制器一起使用时，RobotStudio处于在线模式。当未连接真实控制器或者连接到虚拟控制器使用时，RobotStudio处于离线模式。RobotStudio软件是目前市场上工业机器人离线编程的领先产品，同时ABB也正在世界范围内逐步建立机器人编程标准。

在RobotStudio中可以实现的主要功能说明如下。

1．强大建模功能

RobotStudio软件自带建模功能，可满足一般的模拟需求，也可轻易地导入第三方制作的非常精确的3D模型数据，生成更为精确的机器人程序，从而提高产品质量。它以各种主要的CAD格式导入数据，包括ACIS、IGES、STEP、VDAFS、VRML、VDAFS、Preo/Creo和CATIA等。

2．自动生成路径

在线编程通过点位法来进行编程，面对不规则、复杂的曲线轨迹，如果仍然采用点位法编程，可能需要很长时间，且无法保障精度要求。通过使用RobotStudio中的自动生成路径功能，可在短短几分钟内选择待加工部件的CAD模型的曲面，自动生成跟踪曲线所需的工业机器人位置路径，这是RobotStudio最节省时间的功能之一。

3．碰撞检测

碰撞检测功能可避免工业机器人与工件及设备发生碰撞，从而减少经济损失，还可以查看路径是否满足工艺需求。在调试时选定检测对象后，RobotStudio能够自动监测并显示程序执行过程中这些对象是否会发生碰撞。

4．路径优化

RobotStudio可自动检测出程序中包含接近奇异点的机器人动作并发出报警，防止机器人在实际运行中发生奇异点的现象。仿真监视器是一种用于机器人运动路径优化的可视工具，红色线条显示可改进之处，使机器人按照最有效的方式运动，可以对TCP速度、加速度、奇异点或轴线等进行优化，缩短调试周期时间。

5．虚拟示教台

实际示教台的图形显示核心技术是VirtualRobot。从本质上讲，所有可以在实际示教台上进行的工作都可以在虚拟示教台（QuickTeach TM）上完成。因此，RobotStudio是一种非常出色的教学和培训工具。

6．程序编辑器

程序编辑器（Program Maker）可生成机器人程序，使用户能够在Windows环境中离线开发或维护机器人程序，可显著缩短编程时间并优化程序结构。

7．事件表

事件表是一种用于验证程序的结构与逻辑的理想工具。在程序执行期间，可通过该工具直接观察工作单元的I/O状态。可将I/O连接到仿真事件，实现工位内机器人及所有设备的仿真。该功能是一种十分理想的调试工具。

8．Visual Basic for Applications（VBA）

采用VBA改进和扩充RobotStudio功能，根据用户具体需求开发功能强大的外接插件、宏或定制用户界面。