《ABB工业机器人离线编程与仿真》以各行业应用广泛的ABB工业机器人离线编程仿真软件为平台，选择常用的工业机器人搬运、码垛、焊接、喷涂等典型任务为学习载体，通过离线编程与仿真，教授读者利用相关建模操作来组建常见机器人工作站的方法和步骤。《ABB工业机器人离线编程与仿真》共分7章，内容包括工业机器人离线编程仿真软件介绍、基本工作站构建、工作站对象建模实践、复杂运动轨迹创建与调试、Smart组件在机床上下料工作站中的应用、带变位机及导轨的工业机器人工作站创建以及流水线码垛工业机器人工作站搭建。《ABB工业机器人离线编程与仿真》内容详尽、实例丰富，由浅入深、层层递进，适用于ABB工业机器人离线编程与仿真技术初学者、生产现场技术人员、虚拟仿真工程师、机器人技术爱好者以及企业决策者，同时也适合大中专院校的师生阅读，还可作为高等院校机器人及相关专业的教材。
（1）《ABB工业机器人离线编程与仿真》融入经过精心挑选与设计的应用实例，这些实例具有很强的代表性与实用性。通过这些实例的讲解，读者能够更好地理解RobotStudio在不同工业场景下的应用方法与技巧，提高解决实际问题的能力。（2）《ABB工业机器人离线编程与仿真》采用循序渐进、细致入微的讲解方式，对每一个知识点和操作步骤，均进行了详细的文字描述，并配有截图辅助说明，使读者能够清晰了解操作的具体过程与效果。（3）在每一章的内容讲解中，都穿插了相应的实践练习与案例分析，引导读者在学习理论知识的同时，及时进行实践操作与应用验证。（4）配套PPT课件、教案、教纲、授课计划、教学视频。
前 言
在科技飞速发展的时代，工业机器人技术以其高效、精准和灵活的特性，正在深刻变革制造业的生产模式与发展格局。随着智能制造理念的深入推进，工业机器人在各个领域的应用日益广泛，从传统的汽车制造、电子工业，到新兴的医疗、物流等行业，机器人都扮演着不可或缺的角色。而 RobotStudio 2024 作为ABB工业机器人领域一款极具影响力的离线编程软件，为机器人的应用开发、系统集成与优化提供了强大且便捷的工具平台。
工业4.0和智能制造的浪潮促使制造业加速向数字化、智能化转型。在这样的背景下，机器人离线编程技术应运而生并迅速发展。传统的机器人编程方式多依赖于现场示教，这种方式不仅耗时费力，还会影响生产设备的正常运行时间，增加生产成本。而 RobotStudio 2024 借助先进的计算机图形技术和仿真算法，构建了一个高度逼真的虚拟机器人工作环境。它能够在计算机上对机器人的运动轨迹、任务流程进行精确规划与模拟，有效避免了在实际生产环境中反复调试所带来的诸多问题。同时，该软件与ABB机器人的硬件控制系统紧密集成，可实现编程代码的无缝传输与应用，极大地提高了机器人编程与部署的效率和准确性，为企业快速响应市场需求、提升生产竞争力提供了坚实的技术支撑。
本书目的
本书旨在为广大读者提供一本全面、系统且实用的 RobotStudio 2024 学习参考书。无论是机器人技术领域的初学者，还是具有一定经验的专业工程师，都能从本书中获取有价值的知识与技能提升。
对于初涉机器人编程领域的读者，本书从基础概念和软件操作入手，通过详细的步骤讲解和丰富的实例演示，帮助他们快速掌握 RobotStudio 2024 的基本功能与编程方法，形成对机器人离线编程的初步认识与实践能力，为进一步深入学习和应用奠定坚实基础。
对于有一定机器人编程基础的专业人士，本书深入探讨了 RobotStudio 2024 在常用案例现场的应用技巧，如上下料工作站、流水线码垛机器人工作站、带变位机与导轨的机器人工作站控制等。通过这些内容的学习，读者能够进一步提升技术水平，解决实际工作中遇到的各种复杂问题，实现更高效、更智能的机器人应用方案设计与实施。
此外，本书还注重培养读者的工程实践能力与创新思维。通过大量真实案例的剖析与实践项目的引导，鼓励读者将所学知识灵活运用到实际生产中，探索创新的机器人应用模式，为推动工业机器人技术在各行业的深度应用与发展贡献力量。
本书特点
（1）内容全面深入：本书全面涵盖RobotStudio 2024 的各个功能模块与应用领域。从软件的安装与环境配置，到机器人系统的创建与导入，从基本的机器人运动编程，到实例工作站的设计与实现，都进行了详细分析与步骤操作讲解，使读者能够全面了解 RobotStudio 2024 的强大功能与项目应用 潜力。
（2）实例丰富多样：书中融入了大量实际项目的应用实例，这些实例均经过精心挑选与设计，具有很强的代表性与实用性。通过这些丰富多样的实例讲解，读者能够更好地理解 RobotStudio 2024 在不同工业场景下的应用方法与技巧，提高解决实际问题的能力。
（3）讲解细致入微：在内容讲解方面，本书采用循序渐进、细致入微的方式。对于每一个知识点和操作步骤，均进行了详细的文字描述，并配有大量截图辅助说明，使读者能够清晰了解操作的具体过程与效果。此外，对于一些容易出错或需要特别注意的地方，书中还给出了相应的提示与解决方案，避免读者在学习与实践过程中走弯路。
（4）注重实践应用：本书始终强调理论与实践相结合，注重培养读者的实践应用能力。在每一章的内容讲解中，都穿插了相应的实践练习与案例分析，引导读者在学习理论知识的同时，及时进行实践操作与应用验证。通过这些实践项目的锻炼，读者能够真正将所学知识转换为实际应用能力，具备独立完成机器人应用项目开发与实施的能力。
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本书读者
本书适合机器人技术爱好者与自学者、控制系统集成与应用领域工程师及技术人员、工业机器人领域工程师与技术人员、制造业企业管理人员与决策者、高校机器人相关专业的师生。
作者与鸣谢
梁伟，高级工程师、软件工程师，主要从事自动控制、电磁场仿真分析、数字图像处理、PLC开发与应用、工业机器人技术应用等技术研究。重庆机电职业技术大学教师、万达集团培训讲师，出版专著7部、主编企业技术标准8项。工程项目实践经验丰富，在企业主要担任项目经理，主要负责企业电力系统运行监控平台开发、中小型企业配电系统现场智能巡检机器人系统开发、医疗行业CT图像三维重建系统开发与优化等。
李海慧，高级工程师、副教授、工业机器人应用技术高级工程师，先后担任电气设计师及技术支持，现任高校工业机器人教师，主持重庆市教科委项目1项、重庆教改项目1项。
本书的顺利出版离不开清华大学出版社老师们的帮助，在此表示感谢。
作 者
2025年5月
梁伟，高级工程师、软件工程师。主要从事自动控制、电磁场仿真分析、数字图像处理、PLC开发与应用、工业机器人技术应用等技术研究。重庆机电职业技术大学教师、万达集团培训讲师，出版专著7部、主编企业技术标准8项。工程项目实践经验丰富，在企业主要担任项目经理，主要负责企业电力系统运行监控平台开发、中小型企业配电系统现场智能巡检机器人系统开发、医疗行业CT图像三维重建系统开发与优化等。李海慧，高级工程师、副教授、工业机器人应用技术高级工程师。先后担任电气设计师及技术支持，现任高校工业机器人教师。主持重庆市教科委项目1项、重庆教改项目1项。
目 录
第 1 章 工业机器人离线编程仿真软件的认识与安装 1
1.1 认识工业机器人仿真技术 1
1.1.1 虚拟仿真技术介绍 1
1.1.2 RobotStudio介绍 2
1.2 安装RobotStudio 2024 3
1.3 认识RobotStudio的软件界面 8
1.3.1 RobotStudio菜单介绍 9
1.3.2 常见问题及处理方法 14
1.4 小结 15
1.5 练习 15
第 2 章 构建工业机器人工作站 16
2.1 创建工业机器人基本工作站 16
2.1.1 加载机器人及工具 16
2.1.2 布局周边环境 21
2.2 建立工业机器人系统和手动操纵 29
2.2.1 建立工业机器人系统操作 29
2.2.2 工业机器人的手动操作 34
2.3 工业机器人工件坐标与轨迹程序 40
2.3.1 创建机器人工件坐标 40
2.3.2 运动指令 42
2.3.3 创建机器人运动轨迹 43
2.4 仿真运行机器人并录制视频 55
2.4.1 工作站同步设定 55
2.4.2 录制仿真视频 58
2.5 小结 62
第 3 章 工作站对象建模实践 63
3.1 基本建模功能 63
3.1.1 创建操作台3D模型 64
3.1.2 3D模型操作 66
3.1.3 3D模型的组合、保存和调用 73
3.2 测量工具的使用 81
3.2.1 测量长度 82
3.2.2 测量直径 85
3.2.3 测量角度 86
3.2.4 测量物体间距 87
3.3 创建机械装置 88
3.3.1 导入3D模型 89
3.3.2 3D模型布置 92
3.3.3 建立机械运动特性 95
3.3.4 保存为库文件 101
3.4 创建工具 102
3.4.1 设定工具本地原点 102
3.4.2 创建工具坐标系框架 114
3.4.3 创建工具 119
3.4.4 保存验证工具特性 120
3.4.5 练习 123
第 4 章 复杂运动轨迹的创建与调试 125
4.1 创建工业机器人的曲线路径 125
4.1.1 解包基本工作站 125
4.1.2 创建打磨运动曲线 128
4.1.3 自动生成曲线运动路径 132
4.2 机器人目标点调整及轴配置参数 135
4.2.1 机器人目标点调整 136
4.2.2 轴配置参数调整 141
4.2.3 仿真运行 144
4.3 机器人离线轨迹编程辅助工具 157
4.3.1 创建机器人碰撞监控 158
4.3.2 机器人TCP跟踪功能的使用 163
4.3.3 机器人计时器功能的使用 167
4.4 练习 168
第 5 章 Smart组件在机床上下料工作站中的应用 170
5.1 往复运动设置 170
5.1.1 设定机械装置关节 170
5.1.2 创建往复信号与连接 177
5.1.3 仿真调试 184
5.1.4 练习 186
5.2 喷涂动作的设置 187
5.2.1 创建喷涂效果Smart组件 188
5.2.2 创建属性连结和I/O信号连接 197
5.2.3 仿真调试 202
5.2.4 练习 205
5.3 输送线动作设置 206
5.3.1 设定输送线产品 206
5.3.2 设定输送带限位传感器 209
5.3.3 设定物体的直线运动 213
5.3.4 设定删除物体动作 216
5.3.5 创建属性与连结 218
5.3.6 创建输送信号和连接 220
5.3.7 输送链仿真调试 223
5.3.8 练习 225
5.4 拾取动作设置 226
5.4.1 设定检测传感器 226
5.4.2 设定拾取动作 234
5.4.3 创建动作属性与连结 237
5.4.4 创建拾取信号和连接 239
5.4.5 Smart组件仿真调试 241
5.4.6 练习 246
第 6 章 带变位机及导轨的工业机器人工作站创建 247
6.1 创建带导轨的机器人系统 247
6.1.1 布局带导轨的机器人工作站 247
6.1.2 创建带导轨的机器人系统 257
6.1.3 创建带导轨的运动轨迹 259
6.1.4 导轨机器人运动轨迹仿真运行 268
6.2 带变位机的机器人系统创建及编程 271
6.2.1 创建带变位机的机器人工作站 272
6.2.2 创建带变位机的机器人系统 281
6.2.3 创建带变位机的工件坐标 284
6.2.4 使用逻辑指令ActUnit和DeactUnit 290
6.2.5 创建带变位机的机器人运动轨迹 290
6.2.6 变位机机器人运动轨迹仿真运行 304
6.3 练习 307
第 7 章 流水线码垛工业机器人工作站搭建 308
7.1 工作站LAYOUT布局说明 308
7.1.1 输送线段流程卡 309
7.1.2 搬运夹爪段流程卡 310
7.1.3 工作站设计流程 311
7.2 创建流水线码垛工作站的Smart组件设计 311
7.2.1 解包基本工作站 311
7.2.2 工作站输送线动作效果设计 315
7.2.3 工作站末端操作器动作效果设计 326
7.3 创建码垛工作站I/O信号 338
7.3.1 设定机器人I/O信号 338
7.3.2 建立机器人控制器与Smart组件的连接 346
7.4 工作站程序解析 349
7.5 流水线码垛工作站仿真调试 352
7.6 练习 355
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