目前，在我国大多数工厂的生产线上，数控机床的装卸工件仍然是手工作业，具有劳动强度高、生产效率低、危险大等优点，已不适应生产自动化的发展趋势，随着现代生产技术的进步，六轴机器人的设计能力进一步提高，结合机器人生产、柔性操作系统和柔性操作单元，改变了机械制造中手工操作的现状，提高了机械制造的效率和操作水平。为此我们设计了一款新型库卡六轴机器人。

一、作品工作原理

本作品是一种能自动化定位控制并可重新汇编程序以变动的多功能机器。它有多个机器人主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。

　　运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机器人的自由度。

为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有6个自由度。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多，机器人的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。一般机器人有2～3个自由度。

控制系统是通过对机器人每个自由度的电机的控制，来完成特定动作。同时接收传感器反馈的信息，形成稳定的闭环控制。控制系统的核心通常是由单片机或dsp等微控制芯片构成，通过对其编程实现所要功能。

库卡六轴机器人是拥有6个可活动的关节轴，类似于人类的手臂的关节机器，人称6轴关节机器人、6轴工业机械手或6轴工业机器人，是当今工业领域中最常见的工业机器人的形态之一。六轴的作用分别如下：

第一轴：第一轴是链接底盘的位置，也是承重和核心位置，它承载着整个机器人的重量和机器人左右水平的大幅度摆动。

第二轴：控制机器人前后摆动、伸缩的重要一轴。

第三轴：三轴也是控制机器人前后摆动的一轴，不过摆动幅度比第二轴要小很多，不过这也是六轴机器人臂展长的根据。

第四轴：四轴是控制上臂部分180°自由旋转的一轴，相当于人的小臂。

第五轴：第五轴很重要，当你差不多调好位置后，你得精准定位到产品上，就要用到第五轴，相当于人手腕部分。

第六轴：当您将第五轴定位到产品上之后，需要一些微小的改动，就需要用到第六轴，第六轴相当于可以水平360°旋转的一个转盘。可以更精确定位到产品。

六轴机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，实现了传感器控制器精密减速机等核心零部件全盘自动化。

二、作品主要创新点

1)    库卡机器人采用全铝的结构，强度高，所以负载大，负载可以达到1000kg

2)    库卡六个轴实现了快速电子校正，其它工业机器人一般采用更换位置记忆电池的方法，库卡机器人可以在一分钟内校正六个轴的零点位置，这样不仅方便，更重要的是能够保证精度。

3)    顶端轴也就是6轴可以转动370°，可不要小看这10°，大部分机器人6轴转动范围小于360°，也就是一圈，这10°在焊接时就可以做到无死角运动，焊接质量和效率大大提高。

4)    库卡可以感知外部力矩的变化，通过电流变化判断撞机，可在瞬间停止动作，既保护了机器人本身也保护了周围的人不受伤害。

5)    采用个人电脑控制平台的机器人，打开库卡控制柜，你会发现库卡的核心控制器其实是一台电脑，操作跟PC一样，因此极易上手，通讯功能更强。

6)    控制器采用无垢通风措施，非常适合在高污染高灰尘的环境中使用的，清洁时只需将外部风道吹一下即可，控制柜内部基本无灰尘。

7)    速度快，定位准，定位时间短。库卡采用西门子供应的伺服电机，转速高达4500转/分钟;定位准确，特别是定位时间，库卡可以达到毫秒级。

三、作品可应用的领域

库卡六轴机器人可用于诸多工业领域的机械自动化作业，物料搬运、加工、堆垛、点焊和弧焊，涉及到自动化、金属加工、食品和塑料等行业。其中主要运用以下领域：

物流运输:工业机器人可在运输超重物体中起到重要作用，主要体现在负重及自由定位。

　　食品行业:库卡机器人也可用于食品工业。在该领域，库卡机器人可在包装机械装卸货物，食品切割，堆垛和卸垛以及质量控制方面值得信赖地减轻人类或者机器的负担。

　　建筑行业:建筑行业的各种应用: 在原材料输送，加工及更快的效率生产过程都可用到机器人。

　　玻璃制造行业:玻璃及石英玻璃制造步骤及特定加工如:实验室器皿制造，制胚及变形或者制造行业标准产品系列产品，均需用到机器人。

　　铸造和锻造业:工业机器人可以直接安装在铸造机械上，因为它耐高温耐脏。在去毛刺、打磨及钻孔等加工过程及质量监控过程中均可使用到库卡机器人。

　　金属加工行业:主要应用领域为:金属钻孔、铣削、切割、弯曲和冲压。当然也可以用于焊接、装配、装载或卸载工序中。

四、发展前景

因为我国劳动力价格上涨，制造企业急需机器更换，对本产品质量的需求增加，六轴机器人产业的发展受到国家的重视和支持，随着六轴机器人核心组件技术的突破，国产机械手的成本有望大大降低，所以库卡六轴机器人发展还有很大的空间。

未来库卡六轴机器人可能成为引领和推动中国机器人和智能设备产业发展的中坚力量，向人们展示了智能制造的新历程，因此，我们有理由相信，国内库卡六轴机器人在智能生产之旅中，将有更广阔的发展前景。