1. 课程导入与多机器人协同仿真概览

在真实的机器人工作站里，多台机器人往往共享同一段节拍、同一片作业空间，甚至共用一套夹具与输送线。单台机器人离线编程只回答“这台机器人能不能走完轨迹”，而多机器人协同仿真要回答的是更接近现场的问题：多台机器人同时动作时会不会干涉、谁先谁后、节拍瓶颈在哪、外部轴与工装如何配合、控制信号如何握手。DELMIA 正是面向这类问题的数字化制造与仿真平台，本课程以它为主要工具，围绕多机器人协同作业展开。

DELMIA 在协同仿真中的定位

DELMIA 属于达索系统 3DEXPERIENCE 体系下的数字化制造品牌，其核心能力是把产品数据、工艺规划与资源模型放进同一个三维环境里做验证。对机器人应用而言，它通常承担三层工作：一是资源建模，把机器人本体、焊枪/抓手等末端执行器、变位机、导轨、夹具、安全围栏按真实尺寸与运动学关系装配进单元；二是工艺与运动规划，定义机器人任务、目标点、姿态与外部轴联动；三是仿真与验证，运行多机器人程序，检查可达性、碰撞、节拍与信号逻辑。

与只做单机轨迹的软件相比，DELMIA 的差异点在于“协同”二字：它允许把多台机器人、多个外部轴和 PLC 逻辑放在同一时间轴上推进，从而暴露单机视角看不到的时空冲突。这也是本课程后续所有章节的立足点。

典型协同作业场景

多机器人协同并非只有一种形态，常见场景可以按耦合程度区分。松耦合场景中，多台机器人各自完成独立工位任务，共享上下料或输送线，冲突主要发生在公共区域；紧耦合场景中，两台机器人共同持握同一工件或协同焊接，运动必须严格同步；还有机器人与外部轴（变位机、行走轴）协同，以及机器人与 PLC、安全系统之间的信号协同。不同场景对仿真精度的要求不同：松耦合更关注空间占用与节拍，紧耦合则必须关注 TCP 相对位姿与同步误差。

仿真价值：把冲突提前到屏幕里

多机器人协同仿真的直接价值是降低现场调试风险。若不做仿真，两台机器人在公共区域的干涉往往要到现场示教时才暴露，轻则重新分配任务、重则修改夹具或围栏，代价很高。仿真把这类问题提前到三维环境中：可以在同一时间轴上看到两台机器人何时进入同一空间、哪台在等待、哪个信号没有按时到达。间接价值则体现在节拍优化与方案比选上，例如比较“一台机器人焊全部焊缝”与“两台机器人分区焊接”的节拍差异，或评估增加一台变位机后能否消除等待。

需要强调的是，仿真结果的可信度取决于模型与参数的真实程度。机器人本体模型、工具 TCP、外部轴行程、速度倍率、信号延时都会影响结论。因此本课程在讲操作的同时，也会反复强调参数来源与假设的标注方式。

学习路径与资源准备

本课程按“环境与资源 → 单机任务 → 多机协同 → 信号与节拍 → 验证与优化”的顺序推进。开始动手前，建议先准备好以下资源与约定，避免中途反复返工：

• 软件环境：安装可用的 DELMIA 版本，确认机器人库、外部轴库与后处理器可用；记录版本号，便于复现问题。
• 模型资源：机器人本体、末端执行器、夹具、变位机、导轨、围栏的模型，尽量使用与现场一致的型号与尺寸。
• 工艺数据：工件数模、焊缝或作业点清单、目标点坐标与姿态要求、节拍目标。
• 信号清单：机器人之间的握手信号、与 PLC 的互锁信号、安全区请求信号，标注信号名与有效电平。
• 命名与坐标约定：统一机器人编号（如 R1、R2）、工具坐标系与工件坐标系命名，明确各坐标系原点与轴向，全文与图示保持一致。

一个可参考的入门示例设定

为便于后续章节连贯演示，这里给出一个示例单元设定（属于教学假设，非实测数据）：一个双机器人焊接单元，R1 负责工件左侧焊缝，R2 负责右侧焊缝，共用一台双工位变位机。节拍目标设为 60 s/件，机器人速度倍率暂取 80%，公共区域为工件上方约 400 mm 高度的重叠空间。R1 与 R2 通过“公共区占用”信号互锁：任一台进入公共区前先请求，另一台收到后退出或等待。这个设定会在后续章节中用于演示任务分配、碰撞检测与节拍分析。

理解了这个单元结构，就能明白多机器人协同仿真的核心不是把两台机器人放进同一个场景，而是让它们在时间、空间和信号三个维度上都被正确约束。接下来的章节将从环境搭建与资源导入开始，逐步把这个示例单元真正跑起来。