随着生活水平的提高,石材雕刻工艺品在人们日常生活中的应用越来越广泛,石材雕刻工艺品的需求量增大,石材雕刻逐渐发展成为一个重要产业。目前中国石材雕刻自动化程度普遍偏低,石材雕刻工艺制品的传统加工方式存在许多问题,石材产业已经是一个高耗能、高劳动强度、低利润的产业,自动化程度高的雕刻加工设备需求强烈。本文针对国产石材雕刻设备的缺陷,借鉴国外先进加工方法,开发出了一套机器人石材雕刻系统。本雕刻系统将机械加工CAD/CAM思路应用于石材加工,实现了从石材制品的三维模型建立到加工路径生成再到机器人加工的一体化过程,该系统利用工业机器人在空间运动定位的优势,克服了国产雕刻机械加工范围小,加工对象复杂度不高的不足。论文首先根据石材加工过程特点,制定了石材加工的总体方案,完成了电控方案及机械部分的设计。为实现机器人加工空间的扩展,进行了变位机方案总体设计及实验,完成了变位机方案的算法实现及硬件搭建,以Visual C++6.0为开发平台,结合固高公司的运动控制库函数,编写了相关软件程序,实现了变位机与机器人的同步协调运动。在刀位轨迹形成方面,对雕刻机器人加工的刀位轨迹生成进行了研究,通过STL模型实现了雕塑数控加工轨迹和基于CAM软件生成了雕塑数控加工轨迹。最后,进行雕刻机器人石材加工的实验,给出了加工过程及结果,对实验过程所遇到的问题进行了分析。CAD/CAM/Robotic一体化石材雕刻系统具有通用性强,灵活性大,自动化水平高等优点。机器人石材雕刻系统的研制对减少劳动力成本,提高雕刻效率,改善产品加工质量,降低雕刻成本具有积极意义。