3. 多机器人系统建模
在 ROBOGUIDE 中，一个工作单元（Workcell）本质上是一个独立的仿真工程文件，它拥有自己的机器人、工具、工件、外围设备和坐标系体系。单机器人单元与多机器人单元在建模流程上最大的区别在于：多机器人单元必须显式地处理“共享空间”与“各自独立属性”这两件事。也就是说，多台机器人虽然共处同一工作单元，但每台机器人都有自己独立的运动学模型、工具坐标系、用户坐标系、负载参数和初始姿态，同时又必须在同一世界坐标系下协调位置关系，避免干涉。理解这一点，是后续协同仿真与验证的基础。
一、在同一工作单元中添加多台机器人
ROBOGUIDE 添加机器人的入口通常位于“Robot”菜单下的“Add Robot”命令，或在单元浏览器（Cell Browser）中右键工作单元节点选择添加机器人。添加时首先需要选择机器人型号，例如 R-2000iC/165F、M-10iD/12、LR Mate 200iD 等，不同型号对应不同的运动范围、负载能力和本体尺寸。选择型号后，软件会要求指定机器人名称和安装位置。
这里有一个容易被忽略的关键点：添加第二台及后续机器人时，必须明确它相对于世界坐标系或已有参考对象的安装位置。ROBOGUIDE 默认会把新机器人放在世界原点附近，如果直接确认，两台机器人可能重叠在一起。正确做法是在添加对话框中输入基座位置（X、Y、Z）和绕 Z 轴的旋转角度（W、P、R 中的 R），或者先添加一个“Positioner”或“Fixture”作为参考，再把机器人挂接到该参考上。
例如，在一个典型的双机器人焊接单元中，可以这样布置：
- Robot_01（R-2000iC/165F）基座位置设为 X=0 mm，Y=0 mm，Z=0 mm，R=0°，负责左侧工位；
- Robot_02（R-2000iC/165F）基座位置设为 X=2500 mm，Y=0 mm，Z=0 mm，R=180°，负责右侧工位，两台机器人相向布置。
这种相向布置可以让两台机器人的工作空间在中间区域形成重叠，重叠区正是需要重点验证的干涉风险区。添加完成后，建议立即在单元浏览器中展开每个机器人节点，确认其下挂载的 Tool、User Frame、Payload 等子节点是否独立存在。
二、设置机器人属性
每台机器人添加后，都需要设置一组属性，这些属性直接影响仿真运动学和后续协同逻辑。主要属性包括：
| 属性类别 | 典型参数 | 作用 |
|---|---|---|
| 运动学参数 | 关节速度、加速度、Jerk | 决定运动平滑性和节拍 |
| 负载与惯量 | Payload 质量、重心、惯量 | 影响动力学仿真和电机负载判断 |
| 工具坐标系 | TCP 的 X/Y/Z/W/P/R | 决定末端执行器参考点 |
| 用户坐标系 | UF 原点与方向 | 决定程序中的参考基准 |
| 碰撞检测 | 是否启用、检测对象 | 决定是否参与干涉检查 |
设置时建议遵循“先工具、后用户、再负载”的顺序。因为 TCP 定义不准确，后续所有轨迹点都会偏移；用户坐标系定义不准确，程序中的位置数据就失去意义。对于多机器人系统，还要特别注意每台机器人的碰撞检测设置必须独立开启，否则仿真时可能只检测机器人自身与环境的碰撞，而忽略机器人之间的碰撞。
三、命名规范
多机器人系统中最容易造成混乱的就是命名。当单元中有三台以上机器人时，如果使用默认的 Robot、Robot_1、Robot_2，后期在编写协同程序、查看日志或排查干涉时，很难快速定位是哪台机器人。建议采用“角色+编号”的命名方式，例如：
- R01_Weld_Left、R02_Weld_Right：表示焊接角色和左右工位；
- R03_Handling_Load、R04_Handling_Unload：表示搬运角色和上下料分工；
- Tool_R01_Torch、Tool_R02_Torch：工具命名与机器人编号绑定；
- UF_R01_Work、UF_R02_Work：用户坐标系与机器人编号绑定。
命名规范一旦确定，应在整个项目周期内保持一致，包括程序名、IO 信号名、日志注释。这样在后续做信号交互和协同逻辑时，可以大幅降低误操作概率。
四、初始姿态定义
初始姿态（Home Position）是多机器人协同仿真的起点。每台机器人在仿真开始前都应处于一个明确、安全、无干涉的初始姿态。定义初始姿态时，需要同时考虑关节角和笛卡尔位置两种表达方式。ROBOGUIDE 中通常通过“Set Home Position”或直接输入各轴关节值来定义。
一个实用的做法是：先让机器人运动到一个远离共享重叠区的安全位置，再将该位置设为 Home。例如，对于相向布置的两台焊接机器人，可以定义：
R01 Home: J1=0°, J2=-30°, J3=20°, J4=0°, J5=45°, J6=0°
R02 Home: J1=180°, J2=-30°, J3=20°, J4=0°, J5=45°, J6=0°这样两台机器人的末端都朝向各自外侧，中间重叠区完全空出。定义完成后，建议在仿真中先执行一次“回 Home”动作，观察两台机器人是否同时运动、是否发生碰撞、运动轨迹是否平滑。如果发现某台机器人在回 Home 过程中与另一台发生干涉，说明 Home 点选择不合理，需要调整关节角或改变安装位置。
五、建模完成后的检查要点
多机器人单元建模完成后，不要急于编写协同程序，先做一轮基础检查。检查内容包括：每台机器人的型号和安装位置是否正确；TCP 和用户坐标系是否已定义且数值合理；负载参数是否与实际工具匹配；碰撞检测是否对每台机器人独立开启；Home 点是否安全且无干涉。可以在仿真中手动拖动每台机器人到极限位置，观察是否与另一台或外围设备发生碰撞。如果这些基础检查通过，后续的协同逻辑和信号交互才有可靠的仿真基础。