1、“.....设计性能先进的石材立体工艺制品雕刻机器人,是目前石材雕刻市场的急需产品。雕刻设备与传统的手工雕刻相比，传统雕刻拥有着设备所不能达到的优点，但是机械雕刻也拥有传统雕刻没有的优势，而雕刻机器人有可能实现两者优点的潜力,首先雕刻机器人是通过计算机控制以电机为驱动进行加工,其效率高成本相对较低另方面,可以通过计算机控制,对雕刻机器人进行程序设计和控制设计从而使其模仿手工雕刻的路径和力度从而使雕刻的工艺制品有人文气息。因此，在社会节奏越来越快的今天，雕刻机器人带来的高效率和极高的精准度，会在越来越注重成本效率的市场经济中占有越来越高的地位。虽然少部分的艺术雕刻更加倾向于人工雕刻，但是大部分的雕刻品市场会由批量生产的低成本低价格的雕刻品所取代，雕刻机器人的发展前景片光明。.本文研究内容本文主要研究内容包括背景与现状的调查分析，雕刻机器人的工作方案设计，机械结构设计，运动仿真及动力学分析，以及关键零部件的有限元分析。具体内容如下对雕刻品的主要生产方法进行比较，明确不同加工方法的优缺点......”。

2、“.....确定雕刻机器人的工作对象和设计原始数据，再确定雕刻机器人的工作方案，设计传动部分雕刻部分以及载物台，采用简化的计算方式确定零件尺寸。将三维模型装配起来，并把三维模型导入到运动仿真分析软件中进行运动仿真模拟，并对与零件设计有关的运动副进行动力学分析，确定零件受力，从而使先前的设计更为合理。利用有限元技术对立体车库的关键零件进行形变和应力进行分析，校核其刚度和强度，以检验设计的合理性和零件使用的安全性。第章雕刻机器人的方案设计和工作原理.雕刻机器人的方案设计雕刻机器人总体方案设计本次毕业设计的主要设计个能够进行立体雕刻的雕刻机器人。雕刻机器人主要是通过横向竖向导轨以及可旋转的刀具支撑架完成刀具在二维空间中的点雕刻，结合可以带动石料完成旋转的载物台而最终完成对石料的立体雕刻。如图图总体方案简图雕刻及其人的工作原理是将石材的各个加工面分解成若干的点块区域，安装在机架上的指状铣刀对各个点块区域进行不同深度的加工，指状铣刀所在的支撑台上有控制指状铣刀角度的步进电机，可以使指状铣刀以不同的加工角度加工石料，竖直导轨保证刀具支撑台的上下运动......”。

3、“.....石料载物台的下面通过两个直齿轮的传动，完成石料的的旋转，配合指状铣刀加工。雕刻机器人传动方案雕刻机器人的传动部分分为五个模块横向直线导轨模块竖直直线导轨模块刀架旋转模块刀具驱动模块以及载物台旋转模块。各部分传动方式如下横向直线导轨模块两条直线导轨安装在底板之上，两条导轨上各安装两个滑块，两个滑块上安装横向支架，由横向支架上的丝杠带动整个工作架完成直线运动。其中，丝杠由伺服电机驱动，横向支架通过丝杠与丝杠螺母传动。如图所示。图横向直线导轨模块竖直直线导轨模块该模块主要固定在横向支架上，通过两条门柱和梁结构构成个“门”型的支撑架构，门柱内侧安装直线导轨，导轨上安装滑块，滑块通过丝杠与丝杠螺母传动，由顶部的伺服电机驱动，完成滑块的竖直运动。第章绪论.市场背景与技术背景近年来,随着社会生产力的不断发展人们物质文化生活水平以及审美观念的不断提高，石雕作为个可以用来装饰城市环境和塑造文化气息氛围的艺术品，大量的出现在人们的日常生活中。因此，人们对于石雕的需求也越高，石雕艺术品的需求量也随之增长。在国内......”。

4、“.....题材主要包括石柱石桌石椅花盆喷泉造型人物与城市雕塑等作品,国际市场则以家庭花园公共园林装饰用的石雕石刻,如动物石凳灯柱等。由于科技的进步，各国人之间的文化交流越来越频繁，人们的审美观也得到了不断地融合，我国的石雕规模也越来越庞大以满足越来越多的需求，并且，对于石雕的艺术性要求越来越高，所以，在旧的生产模式之下急需种能够降低成本以及有极高精确度的机械设备来满足这巨大的需求。凭借丰富的石材资源和品种,我国已成为石材加工和出口大国。近年来,无论在国内市场还是在国际市场上,外形奇异款式复杂多变的石雕工艺品越来越受到人们的青睐,尤其是以石柱造型人物雕像为代表的立体雕刻制品正成为现代化城市建设不可或缺的象征,需求量越来越大,外形美观结构复杂加工难度高的具有高附加值的石雕制品是人们不断追求的目标。由于我国的出口主要是以荒料和普通板材为主，产品的附加值不高，在这方面所获得利润少之又少。主要是由于我国的石雕技工技术与国外的些先进国家有着巨大的差距。雕刻工艺制品集审美观念艺术思维与工艺技术的集中体现......”。

5、“.....传统的手工雕刻技艺逐渐暴露出了其劳动强度大生产效率低加工周期长雕刻精度差总体成本高难以实现批量化生产的问题,但随着当前生产制造技术的不断升级,市场上也不断涌现出响应市场需求的各类石材雕刻加工设备,主要包括数控加工中心和石材雕刻机两大类,但手工雕刻因其具有石材雕刻机械无法复制的灵性,仍然在石材雕刻加工中占据着重要的地位。综上所述，雕刻品的生产虽然队伍庞大，但是在生产技术上依旧拥有巨大的提升空间。.石材雕刻制品类型和加工工艺分类雕塑是造型艺术的种。又称雕刻，是雕刻塑三种创制方法的总称。指用各种可塑材料如石膏树脂粘土等或可雕可刻的硬质材料如木材石头金属玉块玛瑙铝玻璃钢砂岩铜等，创造出具有定空间的可视可触的艺术形象，借以反映社会生活表达艺术家的审美感受审美情感审美理想的艺术。雕刻是通过减少可雕性物质材料。雕塑的三种基本形式圆雕浮雕和透雕。石雕材料种类主要有花岗岩大理石砂岩等。般情况下，石雕的制作流程主要包括石料选择整形，坯料加工，雕刻制品的型面成形加工，人工辅助加工......”。

6、“.....细磨，精磨制品组装清洗，防护验收。石材般雕刻加工方法石雕制品按照加工工具可以分为以下几类手工雕刻品。即用凿锤钎等手工工具雕凿的制品。半机械化加工雕刻品。即部分用手工部分用机械化加工的石雕。全自动数控机械加工雕刻品。键零件进行形变与应力分析。刀具驱动轴在工作时与刀具直接连接，带动刀具进行雕刻石材的工作。雕刻机器人的关键就在于刀具在石材上能够稳定准确的完成设置好的雕刻曲线，所以，刀具驱动轴是雕刻机器人中的个关键零件。竖直滑块外支撑座主要支撑刀架以及刀具驱动的所有部件的重量，并且在雕刻时也承受着通过刀具驱动轴传来的切削反力。并且，竖直滑块外支撑座的稳定有利于刀具走位的准确度提高，因此，竖直滑块外支撑座同样是雕刻机器人的个关键部件。.刀具驱动轴校核在雕刻机器人中，由于主要的受力集中在指状铣刀及其所在的驱动轴上，因此，为了保证雕刻机器人的稳步运行，必须保证刀具驱动轴在安全范围内进行雕刻运动。驱动轴的材料是采用钢的弹性模量为，屈服强度为。经过查阅，雕刻时，轴受到的扭矩约为•。下图.是轴的基本尺寸。图......”。

7、“.....把图.中的第段在分析工具中固定，分析轴受力的应力和应变情况。在满足以上的尺寸及受力条件下，模拟了该轴的受力情况。图是驱动轴的受力位移变量图，图是驱动轴应力分布图，图是驱动轴的应变分布图。图驱动轴受力位移变量图图驱动轴应力分布图图.驱动轴的应变分布图从图中可以分析出，其最大的位移变量为.，考虑到轴的长度为，而工程中对其刚度的要求是，所以，可以知道，刀具驱动轴的刚度是满足工程要求的。从图中可以看到，刀具驱动轴的最大应力为.，若安全系数取，小于,所以，刀具驱动轴的应力满足要求。.竖直滑块外支撑座校核在雕刻机器人中，竖直滑块外支撑座，主要承受了刀架以及刀架各部分驱动的全部作用力，其刚度稳定的承受这些力对于雕刻机器人的工作稳定性以及雕刻精准度有决定性作用，因此，对此部分进行有限元分析。竖直滑块外支撑座采用的材料是铸造碳钢，其弹性模量为，屈服强度为。经过计算该支撑座上所有部件的重量为，所以，竖直滑块的支撑座上表面所承受的力大约为。根据这些基本的数据对其进行有限元校核。将数据导入中有限元分析模块得到如图是竖直滑块外支撑座的受力位移变量图......”。

8、“.....图竖直滑块外支撑座位移变量图图竖直滑块外支撑座应力分析图从图中可以分析出，其最大的位移变量为.，考虑到竖直滑块外支撑座的上表面长度为，而工程中对其刚度的要求是，所以，可以知道，竖直滑块外支撑座的刚度是满足工程要求的。从图中可以看到，竖直滑块外支撑座的最大应力为.，小于,所以，竖直滑块外支撑座的应力满足要求。.竖直导轨支柱梁有限元校核在雕刻机器人中，竖直导轨支柱梁主要承受了竖直丝杠传动中产生的压力以及丝杠驱动电机等部件的压力，其刚度稳定的承受这些力对于雕刻机器人竖直移动的精确性有决定性作用，因此，对此部分进行有限元分析。，完成刀具工作。在此结构中，要得到个稳定和准确的运动，必须保证步进电机能够保持较大的扭矩，这样才可以保持雕刻机器人在每个驱动动作中保持雕刻的精准性。除此之外，由于此部分要承受较大的切削反力，因此要保证每部分具有较高的刚度，后面将会对此部分进行有限元分析，以保证各部分能够在正常强度范围内稳定工作。载物台旋转部分结构该部分是由对啮合的齿轮来完成运动。小齿轮通过轴由步进电机驱动，大齿轮由小齿轮驱动......”。

9、“.....旋转台上安装有石料夹具，来固定石料完成石材雕刻任务齿轮传动的特点是齿轮传动平稳，传动比精确，工作可靠效率高寿命长，使用的功率速度和尺寸范围大。从以上特点，齿轮传动可以保证载物台旋转的旋转精度，确保载物台稳定高效转动。.雕刻机器人工作参数图雕刻机器人总体尺寸雕刻对象大理石砂岩等石材电源要求电源.电机选择从图中，雕刻机器人的整体运动总过需要五个电机实现，分别是横向丝杠驱动电机竖直丝杠驱动电机刀架旋转轴驱动电机刀具驱动轴电机，旋转台驱动电机。横向丝杠驱动电机该电机需要对横向丝杠的转动进行驱动，根据传动的载荷和扭矩要求，计算如下条件选择伺服电机驱动，伺服电机选取松下系列型大惯量电机，其功率.,额定转矩,电机惯量向运动工件及工作台质量估计最大值约。．外部负荷的转动惯量丝杆部分的转动惯量外部负荷的负荷转动惯量则有加在电机上的转动惯量．外部负荷产生的摩擦扭矩式中滚珠丝杆副的导程未预紧的滚珠丝杆副的效率级精度.外加轴向载荷，含导轨摩擦力，其中含切削力为．预紧力产生的摩擦扭矩式中滚珠丝杆副间的预紧力，．支承轴承产生的摩擦扭矩选择轴承，型号......”。