1、“.....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.驱动轴基本尺寸将以上的数据导入到的有限元分析工具中进行分析。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......”。

2、“.....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，图是竖直滑块外支撑座应力分布图。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......”。

3、“.....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。在多体动力学软件中就可以对雕刻机器人的运动进行仿真。为了便于得到雕刻机器人的加工轨迹以及能够直观的反应雕刻机器人的雕刻弧度在仿真中应用反求法。动的仿真模拟采用反求法，所谓反求法就是根据做要达到的结果，应用结果来求解未达到此结果所需要的些条件的方法。就如本次设计仿真之中，将刀具所走的轨迹作为求解各部分的驱动函数的条件，就是利用反求法求解过程。即首先给定工作接触点刀具顶端的运动轨迹，以此来反求各运动副的位移速度曲线，再将各运动副的位移速度转化成函数表示来驱动各运动副的驱动函数。三维模型运动仿真步骤根据上小节的内容可知，三维模型仿真的方法采用反求法，具体实施步骤如下为了能够在中简易的进行三维模型的运动仿真，我们先将雕刻机器人的模型进行简化处理，主要按照每个运动副将其分为四部分底部支座横向滑块部分竖直滑块部分刀具旋转部分。将以上四部分在中进行重新建模装配处理......”。

4、“.....将从中导出的文件导入到中如图所示，在中将需要进行约束的自由度加以约束，如固定滑动副转动副等。图三维模型导入三维模型仿真的基本思路在本章中所论述过的样，在中利用反求法来反解驱动，因此，需要在模型中标出刀具顶端的点，来通过这点的轨迹进行反求，在中找到按钮，在三维模型中标出所需点，将标出的点与实体模型绑定。根据所求的轨迹计算出所标点驱动函数，驱动函数如下将以上函数输入到标出点的驱动函数之中，其他的未添加函数项全部选择。如图图标出点驱动函数添加图设置模型仿真的时间为，步数为，进行运动模拟，根据运动时的情况进行适当的修正，以得到最好的模拟效果。在选项中选择，在弹出的对话框中选择划出点轨迹的指令，在中点选标出点。在中画出的轨迹如图所示。图运动轨迹模拟.三维模型动力学分析运动仿真完成后，可以对任意铰链或点处的受力进行测量，般情况下，其结果的准确度要比人通过简化计算所得的结果的准确度要高。利用的仿真模拟，对三维模型中的各个部件位移和速度进行分析，根据得出的数值曲线，对模型的整体结构加以改动，使其尺寸更加合理，并采用较大的安全系数......”。

5、“.....三维模型各部分位移曲线分析根据.的运动仿真，得出了横向滑块竖直滑块以及刀具旋转部分的位移分析。通过位移分析的数值曲线，可以得到各部分的质心的位移轨迹，来分析机构的合理性。横向滑块的轴轴质心位移曲线图图如下图横向滑块质心轴位移曲线样条图横向滑块轴位移曲线从图图上可以看出，横向滑块在轴方向是条类似于正弦曲线的样条，而在轴上没有位移。由此，横向滑块的驱动位移函数式条轴上的类正弦曲线样条。竖直滑块轴轴质心位移曲线如图图，如下图竖直滑块轴质心位移曲线图竖直滑块轴质心位移曲线从图图上可以看出，竖直滑块在轴方向是条类似于正弦曲线，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，大齿轮带动旋转台工作......”。

6、“.....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......”。

7、“.....．加速度产生的负荷扭矩根据设计要求可知向工作台运动速度为，对应电机转速，最大加速度为,则工作台速度从升至所需时间当电机转速从升至时，其负荷扭矩．电机总扭矩所选择电机额定扭矩为，大于计算电机总扭矩倍以上。所选择电机扭矩符合要求。所以选择电机为其功率.,额定转矩的型大惯量电机。竖直丝杠驱动电机，该电机需要对竖直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，查轴承样本可得摩擦力矩。．加速度产生的负荷扭矩根据设计要求可知向工作台运动速度为，对应电机转速，最大加速度为,则工作台速度从升至所需时间当电机转速从升至时......”。

8、“.....大于计算电机总扭矩倍以上。所选择电机扭矩符合要求。其机构形式如图所示。图竖直直线导轨模块刀架旋转模块与刀具驱动模块刀架旋转模块通过固定支架安装在竖直滑块上，固定支架上安装两个轴承座，通过轴连接，由侧的步进电机来控制轴的旋转进而控制刀架的旋转。刀具驱动模块通过个工作台安装在轴上，工作台上安装轴承座，通过轴承座来安装驱动轴，驱动轴两侧分别连接电机和指状铣刀，伺服电机驱动轴运动，完成刀具工作。如图所示。图刀架旋转模块与刀具驱动模块载物台旋转模块该模块是有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，大齿轮带动旋转台工作，旋转台上安装有石料夹具，来固定石料完成石材雕刻任务。如图所示。图载物台旋转模块.雕刻机器人的传动方案选择雕刻机器人的雕刻装置采用的是指状铣刀，利用指状铣刀来切削石料，完成雕刻任务。整个装置的传动方式主要采用直线导轨与丝杠传动的结合，丝杠传动在慢速度短距离的传动之中具有位置准确的优点，并且可以传递较大扭矩力，刚性好。以上特点都适合雕刻机器人在雕刻过程中的高负荷的特性。同样......”。

9、“.....承载力强，磨损小等优点，这样可以保证雕刻机器人雕刻石材的精确度，大大提高其加工质量。雕刻机器人的载物台通过两个啮合的直齿轮来驱动载物台的旋转运动，齿轮传动具有传动平稳，传动比精确，工作可靠等优点，因此在雕刻之中，保证了雕刻机器人的加工精度。由以上可知，雕刻机器人在雕刻之中能够保证在高负荷的运动之中，雕刻机器人的工作精度能够得到保证，确保雕刻出具有高质量的雕刻品。.雕刻机器人的工作原理经过上面的总体方案设计和传动方案设计，步步的确定了雕刻机器人的整体结构。在此方案中采用丝杠螺母传动和齿轮传动。具体工作结构如图所示。图雕刻机器人整体结构上图中，各部分结构如下底板，步进电机，小齿轮，夹具，载物台，指状铣刀，刀具驱动轴，步进电机，伺服电机，支柱，竖直导轨，竖直丝杠，横向丝杠，滑块，横向滑块，横向丝杠，伺服电机，轴承座，伺服电机，大齿轮。雕刻机器人的工作原理如下伺服电机驱动横向丝杠旋转，丝杠带动横向滑块横向运动，实现整个工作机架的横向运动，假设为轴方向运动伺服电机带动竖直丝杠旋转带动竖直滑块上下运动，完成刀具台的上下运动......”。