一、实验简介
本次实验基于 ABB RobotStudio 6.08 仿真软件，复用任务 1、任务 2 已经搭建完成的机器人工作站，使用 DrawingTool 绘图笔工具，通过手动示教的方式完成闭合正方形轨迹绘制。模拟真实工业机器人示教操作，学习空路径创建、目标点示教、MoveL 线性运动、自动配置路径、仿真运行调试等核心操作，理解 TCP 工具中心点、工件坐标系 wobj0 的实际意义，建立 “任务分析‑路径设计‑示教编程‑仿真运行‑调试优化” 的工程开发思路。
实验设备：
- 仿真软件：ABB RobotStudio 6.08
- 机器人模型：IRB120
- 末端工具：DrawingTool 绘图笔
- 工件坐标系：
wobj0
二、实验原理
- 手动示教：手动拖动机器人 TCP，逐个记录目标点位，生成机器人运动指令。
- MoveL 线性运动：机器人工具中心点沿直线运动，适合绘图作业，保证轨迹平直。
- TCP 工具中心点：以绘图笔笔尖作为 TCP，笔尖位置就是机器人控制目标点，直接决定绘图轨迹。
- 路径逻辑：正方形 4 个顶点，四段直线；使用
fine转角参数，保证拐角棱角分明，不产生圆弧过渡；区分安全抬笔点和落笔绘图点，防止工具剐蹭工作台。
三、实验操作步骤
1. 工作站环境检查
打开任务 1、任务 2 保存的工作站文件。 确认机器人系统正常加载，绘图笔工具已经安装，TCP 标定完成，工件坐标系wobj0生效。
2. 创建空路径
- 设置移动指令参数：运动类型
MoveL，速度v400，转弯参数fine，工具选择 DrawingTool，工件坐标系选择 wobj0。 - 点击【基本】→【路径】→【空路径】，生成
Path_10空路径。
3. 示教指令与目标点
- 使用机械装置手动关节，将机器人移动到安全初始位置，点击【示教指令】生成第一条移动指令。
- 拖动 TCP 坐标箭头，移动到方形角点上方安全进入点，点击示教指令记录点位；再向下移动 Z 轴，笔尖接触绘图平面，再次示教保存落笔点。
- 依次示教记录正方形 4 个绘图顶点 P0、P1、P2、P3，最后回到 P0 实现图形闭合。
小技巧：可以复制、粘贴已经存在的移动指令，调整点位坐标，简化路径编辑。
4. 路径自动配置
在左侧【路径和目标点】窗口，右键Path_10→【自动配置】→【所有移动指令】，软件自动计算机器人各关节姿态。
5. 仿真运行验证
右键Path_10→【沿着路径运动】，启动仿真。 观察绘图效果：查看轨迹是否平直、拐角是否清晰、有无工具碰撞，录制 8 秒以内仿真视频。 若拐角变成圆弧，检查转弯参数，改为fine；发生碰撞，增加上方抬笔安全点，抬高 Z 轴高度。
四、RAPID 示例程序
PROC Main() MoveL P0, v400, fine, DrawingTool\WObj:=wobj0; MoveL P1, v400, fine, DrawingTool\WObj:=wobj0; MoveL P2, v400, fine, DrawingTool\WObj:=wobj0; MoveL P3, v400, fine, DrawingTool\WObj:=wobj0; MoveL P0, v400, fine, DrawingTool\WObj:=wobj0; ENDPROC五、实验数据记录
机器人型号：IRB120 工具：绘图笔 DrawingTool，TCP 标定完成：是 正方形边长：120 mm
坐标系：wobj0，单位 mm；姿态 Rx/Ry/Rz 单位 °
- P0：X=‑700.00 Y=820.00 Z=10.00 Rx=0.00 Ry=90.00 Rz=0.00
- P1：X=‑580.00 Y=820.00 Z=10.00 Rx=0.00 Ry=90.00 Rz=0.00
- P2：X=‑580.00 Y=700.00 Z=10.00 Rx=0.00 Ry=90.00 Rz=0.00
- P3：X=‑700.00 Y=700.00 Z=10.00 Rx=0.00 Ry=90.00 Rz=0.00
六、实验结果与问题分析
- 仿真结果：仿真运行成功，方形轨迹可以闭合，直线段轨迹平直，拐角棱角清晰，可以完成绘图。
问题 1：绘图笔与工作台发生碰撞
原因：直接从其他位置下移到绘图点，没有设置上方安全进入点。 解决：每个角点增加 Z 轴更高的抬笔进入点，先高空移动，到位后再下探落笔绘图。
问题 2：方形拐角出现圆弧，棱角不明显
原因：转弯 zone 参数使用 z 值，产生圆角过渡。 解决：将运动指令转弯参数修改为
fine，角点精确到位，消除圆弧。
仿真与真实设备对比： RobotStudio 中运动指令、示教逻辑与实体机器人高度一致，仿真可以提前排查碰撞、验证路径，降低实操风险；但软件鼠标拖动示教手感和实体示教器存在一定差异。
七、实验总结
本次实验完成 ABB 工业机器人方形路径示教绘图仿真，完整走完从工作站检查、创建空路径、逐点示教目标点、自动配置路径到仿真调试的整套流程。 实验体会到 MoveL 线性运动、TCP 工具中心点、工件坐标系对于机器人绘图任务的重要性。点位的 Z 轴高度、转弯参数fine直接影响绘图质量，必须区分抬笔安全点和落笔绘图点，避免工具碰撞工件。 虚拟仿真技术可以在不占用实体硬件设备的条件下完成路径设计与程序调试，提前发现程序隐患。本次任务也锻炼了任务分析、路径规划、调试优化的工程思维，示教点位对精度要求高，微小坐标偏差就会造成图形变形，操作过程需要足够细心。
