机器人用于艺术雕刻的研究.pdf

· 011 · 《机床与液压》2003. No. 5
机器人用于艺术雕刻的研究
刘蒙, 刘延林
(华中科技大学机械科学与工程学院, 武汉 430074)
摘要: 本文根据传统的直角坐标数控雕刻机的缺陷, 结合工业机器人的运动学特性, 研制了一种五自由度关节式雕刻
机器人。详细叙述了其机械结构和控制系统的设计, 运用 D - H 法分析了机构运动。这种五自由度雕刻机器人能加工出通
常的直角坐标数控雕刻机难以完成的复杂型面, 灵活性高, 而且定位机构的尺寸相对要小得多, 制造成本较低。
关键词: 机器人; 雕刻
Research on the Application of Robot to Carving Making
LIU Meng , LIU Yan - lin
(School of Mechanical Engineering , Huazhong University of Science and Technology , Wuhan 430074 , China)
Abstract: By analyzing the disadvantage of the traditional NC engraving machine based on orthogonal coordinates and the kinematics
characteristic of industry robot , a robot with five knuckle arms is designed. The machine structure and control system of this robot are discussed
in detail , and the study of robot motion is made by D - H method. This robot could plex profile which is difficult for the traditional
NC engraving machine to do it. Comparing with traditional three dimension engraving machine , it has much smaller location dimension , and
has superiority in flexibility and cost.
Keywords : Robot ; Engraving
0 引言没有这一关节是因为雕刻时雕刻刀很少或不绕自身的
艺术品制作是一种很传统的手工工艺, 在工艺轴线旋转。
品, 标牌, 首饰等行业具有悠久的历史。但传统的艺为了使雕刻刀在一定的空间范围内能够以任意姿
术品制作一般都是手工工艺, 产品的质量主要取决于态达到空间任意一点, 雕刻刀至少应具有 5 个自由
制作师傅的技艺水平, 而且劳动生产率低, 成本价格度, 同时还应操作灵活, 制造方便, 计算简单. 开始
高, 可重复性差。随着市场需求的不断扩大以及现代有两种选择: 串联式机器人和并联式机器人。考虑到
科学技术的发展, 特别是信息技术的广泛应用, 越来并联式机器人虽然机构精度较高, 但制造较