2. ROBOGUIDE工作单元搭建基础

ROBOGUIDE 的仿真世界并不是从“写程序”开始的，而是从一个工作单元（Workcell）开始的。工作单元是 ROBOGUIDE 中承载机器人、工具、工件、外围设备与仿真逻辑的顶层容器，它决定了后续所有示教、离线编程与协同验证的“物理舞台”。本节围绕四件事展开：新建工作单元、导入机器人模型、配置工具与工件坐标系、完成系统布局的初步规划。这四步的顺序并非随意，而是遵循“先有空间、再有本体、后有基准、最后定布局”的工程逻辑。

一、新建工作单元：先定“世界”再放“物体”

在 ROBOGUIDE 中新建工作单元时，第一步是选择机器人型号与版本。ROBOGUIDE 的工作单元与真实控制器版本强绑定，例如选择 R-2000iC/165F 并指定 V9.30 控制器，意味着后续生成的 TP 程序、系统变量与 I/O 配置都基于该版本。若工作单元版本与现场控制器不一致，离线程序导入现场时可能出现指令不识别或寄存器地址偏移。

新建时还需确定工作单元名称与存储路径。建议名称体现“工位+机器人型号+版本”，例如 CELL02_R2000iC_V930，避免使用中文或空格，防止后续脚本调用路径出错。工作单元创建完成后，ROBOGUIDE 会自动生成一个默认的世界坐标系（World Frame），它是整个工作单元的绝对基准，所有机器人、工具、工件坐标最终都追溯到它。

二、机器人模型导入：本体、控制柜与附加轴

机器人模型导入并非只导入一个“手臂”。一个完整的 ROBOGUIDE 机器人系统通常包含三部分：机械本体（Mechanical Unit）、控制柜（Controller）与可选的附加轴（Additional Axis）。导入时，ROBOGUIDE 会依据所选型号自动匹配本体与控制器，但附加轴（如行走轴、变位机）需要手动添加并指定轴号与运动范围。

导入后应检查机器人的默认姿态与零点位置。ROBOGUIDE 默认以“零位姿态”显示机器人，即各轴角度为 0°。此时应确认机器人是否与现场安装姿态一致：若现场机器人倒挂安装，需要在工作单元中调整机器人基座（Base）的安装角度，而不是在程序中用偏移补偿，否则后续 TCP 标定与协同仿真都会产生系统性偏差。

三、工具与工件坐标系配置：TCP 与 User Frame

工具坐标系（Tool Frame）的核心是 TCP（Tool Center Point），即工具末端执行点。ROBOGUIDE 中配置 TCP 有两种方式：直接输入法（已知工具尺寸）与示教法（模拟六点法）。以焊枪为例，若焊丝伸出长度为 25 mm，焊枪轴线与法兰 Z 轴同向，则 TCP 可设为 (0, 0, 25, 0, 0, 0)，其中前三个值为位置偏移，后三个值为姿态偏移（W/P/R）。

工件坐标系（User Frame）用于定义工件在机器人世界中的位置与方向。配置时通常采用三点法：原点、X 方向点、Y 方向点。例如在夹具上选取一个定位销作为原点，沿工件长边取 X 点，沿短边取 Y 点，ROBOGUIDE 会自动计算 User Frame 的位姿矩阵。配置完成后，程序中即可用 UFRAME[1] 调用，使示教点相对于工件而非世界坐标，便于工件更换后整体偏移。

四、系统布局初步规划：从“能放”到“能协同”

布局规划不是简单地把机器人拖到画面中，而是要考虑可达性、干涉区与协同空间。以双机器人协同焊接为例，两台机器人分别位于夹具两侧，各自负责一半焊缝。布局时应先确定夹具中心线与工件坐标，再以工件为基准对称布置机器人基座，使两台机器人对同一工件的可达范围有明确重叠区，重叠区即为协同作业区。

初步布局完成后，可用 ROBOGUIDE 的可达范围显示功能检查机器人工作包络。若发现某台机器人无法到达指定焊缝端点，应优先调整机器人基座位置或增加外部轴，而不是强行修改 TCP 偏移。布局阶段还应预留安全围栏与干涉区的示意位置，为后续多机器人协同验证中的碰撞检测提供空间依据。

五、配置检查与常见问题

四步完成后，建议按以下顺序做一次快速检查，避免把问题带入后续协同仿真：

• 版本一致性：工作单元控制器版本与现场一致，机器人型号与负载匹配。
• TCP 验证：在 ROBOGUIDE 中手动移动机器人到某一点，切换 TCP 后观察末端点是否与预期工具尖端重合。
• User Frame 验证：用 UFRAME[1] 示教三个点，检查其坐标值是否与工件实际尺寸吻合。
• 布局干涉：开启碰撞检测，让两台机器人分别运动到协同区边界，观察是否出现本体或工具干涉。

常见问题中，最典型的是“TCP 方向反了”。例如焊枪实际朝下，但 TCP 的 Z 轴设为朝上，导致程序中的焊接姿态全部翻转。此时应回到工具坐标系，检查 W/P/R 三个姿态角是否与工具实际安装方向一致，而不是在程序中用 OFFSET 硬补。另一个常见问题是“User Frame 原点选在夹具而非工件上”，导致工件更换后所有示教点需要重新偏移。正确做法是把 User Frame 原点设在工件定位基准上，使工件坐标系随工件一起更换。