4. 创建碰撞对象
碰撞检测能否真正发挥作用，取决于碰撞几何体是否与真实设备在空间上“对得上”。在 RobotStudio 中，碰撞对象并不是机器人模型本身，而是从模型中提取出来、用于参与干涉判断的几何体集合。一个典型的机器人工作站至少需要为五类对象建立碰撞几何体：机器人本体（含各连杆）、安装在法兰上的工具、被搬运或加工的工件、固定工件的夹具，以及围栏、变位机、导轨、料架等周边设备。本节围绕“如何把这些对象变成可用的碰撞几何体”展开，重点讲清自动创建与手动调整两条路径。
一、碰撞几何体的来源与基本约定
RobotStudio 的碰撞检测基于几何体的实际形状进行判断，因此碰撞几何体必须来自真实模型。常见来源有三种：一是机器人库中自带的机器人模型，其各连杆已经按运动学结构分好，可直接作为碰撞对象；二是导入的第三方 CAD 模型（STEP、IGES、SAT 等格式），需要先转换为 RobotStudio 可识别的格式；三是通过“建模”功能在软件内创建的简单几何体，用于补充围栏、料台等规则结构。需要特别说明的是，碰撞几何体默认使用模型自身的坐标系，其位置由模型在 station 中的摆放决定，因此调整碰撞对象时，本质上是在调整几何体相对模型或相对世界坐标的位置与姿态。
另一个必须提前明确的约定是：碰撞检测只关心几何体之间的空间相交，不关心它们是否属于同一机构。因此，如果机器人本体与工具在装配关系上本就接触，就必须把工具与机器人本体之间的碰撞对排除，否则机器人一动就会报碰撞。这一约定贯穿本节所有操作。
二、自动创建：从模型到碰撞对象
RobotStudio 提供了较高效的自动创建方式。对于机器人本体，在“建模”或“碰撞”相关菜单中，可通过“从机器人创建碰撞几何体”或类似命令，让软件按机器人各轴自动生成一组碰撞对象，通常命名为 Robot_Link1、Robot_Link2 等，并自动挂到对应连杆下。这样生成的好处是：每个碰撞对象随对应轴运动，碰撞判断与真实运动一致。
对于工具、工件、夹具和周边设备，常用做法是选中模型后使用“创建碰撞对象”命令，软件会以该模型的几何外形生成一个碰撞对象，并默认与模型同名或加后缀。若模型由多个零件组成，也可以选择“为每个零件创建”或“合并为一个碰撞对象”。这里有一个实用判断：如果工具内部零件之间不会发生相对运动，合并为一个碰撞对象更省计算；如果夹具的夹爪需要单独开合，则应把活动部分单独建为碰撞对象。
自动创建完成后，建议立即做一次“静态检查”：在机器人静止状态下运行一次碰撞检测，确认没有误报。若出现误报，多半是几何体之间存在微小重叠或装配间隙被忽略，此时进入手动调整阶段。
三、手动调整：位置、姿态与简化
自动生成的碰撞几何体往往“太忠实于外形”，导致两个问题：一是计算量大，二是把不影响实际干涉的细节也纳入判断。手动调整主要做三件事。
第一是位置与姿态修正。选中碰撞对象后，可通过“修改位置”或直接输入平移、旋转值，使其与真实设备对齐。例如工具碰撞体若比真实工具长 5 mm，可在工具坐标系 Z 方向平移 -5 mm。这里要特别注意参照系：平移是相对世界坐标还是相对父对象，不同版本菜单表述不同，操作前先确认当前参照，并在全文保持一致。
第二是几何简化。对于围栏、机架等规则结构，可用长方体、圆柱体等基本体替代复杂网格，既保证包络正确，又显著降低计算量。简化原则是“包络真实外形、不遗漏危险区域”，而不是随意缩小。
第三是碰撞对管理。在“碰撞对”或“碰撞设置”中，把需要检测的对象两两配对，例如工具与夹具、工件与料架、机器人与围栏。同时把不应检测的组合排除，如工具与机器人法兰、工件与夹具夹紧面。这一步直接决定后续节拍验证时碰撞报警是否可信。
四、一个可参考的创建流程
下面给出一个适用于多数工作站的操作顺序，可作为实际练习时的对照：
- 导入或调用机器人、工具、工件、夹具、周边设备模型，确认各模型已按真实布局摆放。
- 对机器人使用“从机器人创建碰撞几何体”，得到随轴运动的连杆碰撞体。
- 对工具、工件、夹具、周边设备分别执行“创建碰撞对象”，必要时选择合并或拆分。
- 对规则结构用基本体替换复杂网格，完成几何简化。
- 在碰撞对中建立需要检测的组合，排除装配接触组合。
- 手动微调位置与姿态，使碰撞体与真实外形对齐。
- 运行一次静态碰撞检测，确认无误报后保存 station。
完成上述步骤后，碰撞几何体就具备了参与后续路径与节拍验证的条件。需要强调的是，碰撞对象不是一次建好就永久有效：当工具更换、夹具行程改变或工件型号变化时，应重新检查对应碰撞体，必要时重新创建或调整。
五、常见问题与判断依据
创建过程中最容易出现三类问题。第一类是“一动就报碰撞”，通常是因为工具与机器人法兰、工件与夹具夹紧面被错误地纳入了碰撞对，解决方法是回到碰撞对列表排除这些组合。第二类是“该报不报”，多因碰撞体被简化得过小，或活动夹爪没有单独建碰撞对象，导致真实干涉区域未被覆盖，此时应检查简化后的包络是否仍覆盖危险区域。第三类是“位置对不上”，表现为碰撞体明显偏离真实设备，需要重新确认平移旋转的参照系并修正。
判断碰撞几何体是否合格，可以看三个指标：一是静态检测无误报；二是手动拖动工具到已知干涉位置时能正确报警；三是碰撞对数量与命名清晰，便于后续维护。满足这三点，就可以进入路径与节拍验证阶段。
最后给出一个可直接对照的检查清单，用于每次创建或修改碰撞几何体后快速复核：
| 检查项 | 合格判断 |
|---|---|
| 机器人各连杆碰撞体 | 随对应轴运动，无遗漏轴 |
| 工具碰撞体 | 包络真实工具外形，与法兰接触面已排除 |
| 工件碰撞体 | 与夹具夹紧面已排除，与料架等保持检测 |
| 夹具活动部分 | 单独建碰撞对象，行程范围内可检测 |
| 周边设备 | 围栏、变位机等已建碰撞体并纳入碰撞对 |
| 命名与分组 | 前缀统一，碰撞对列表可快速筛选 |
| 静态检测 | 机器人静止时无误报 |
把碰撞几何体建准、建全、建得可维护，后续的路径规划和节拍验证才有可靠基础。本节的操作重点不在“点哪个按钮”，而在于理解每个碰撞对象代表什么、随谁运动、与谁检测，以及调整时参照系是否一致。掌握这些，才能在面对不同工作站时灵活处理，而不是机械照搬步骤。