在石材产业中,石雕是雕刻艺术在石材制品上的完美应用,记录了从古至今世界文明的发展进程,是人类文化及艺术传承的主要载体,具有很高的艺术价值和文化价值。立体石雕更是以其整体形状与轮廓构造复杂、曲面繁多且尺寸大等特点,成为最能体现集审美观念、艺术思维和技术难度的石雕制品。使用工业六轴机器人实现石材立体雕刻加工,可以大大节省人力,提升加工效率,减少传统石材雕刻中粉尘对人体健康带来的危害。与传统石雕数控机床相比,机器人石雕在加工范围和灵活性上具有无可比拟的优势。正因如此,机器人石雕成为传统石雕行业转型升级的重要发展方向。但是串联机器人弱刚度导致的加工过程中加工误差累积,加工精度变差,末端刀具变形,严重时会导致刀具断裂损坏。本文针对机器人石材雕刻的粗加工过程,分析机器人刚度不足导致的加工误差产生原因,并对其补偿进行了研究。主要研究工作及重要结论如下:1、本文以KUKA KR240-2900型号机器人为研究对象,运用改进D-H参数法构建了此机器人的连杆坐标系,通过位姿转换方程建立了机器人的运动学模型,对机器人末端位置和空间姿态进行了正、逆运动学求解,并用微分变换法计算解得机器人的雅克比矩阵。2、建立了机器人静刚度模型,借助激光跟踪仪搭建了关节刚度辨识实验系统,通过多组实验得出了KUKA KR240-2900立体石雕机器人加工系统的关节刚度,最后对比理论分析和实验结果,验证了关节刚度的准确性。3、建立了机器人加工力模型和加工误差模型,结合机器人空间位置笛卡尔刚度不同,对不同加工位置的末端变形进行仿真计算,最后通过加工实验进行验证加工误差模型的准确性。4、基于镜像对称补偿法实现了对机器人石雕粗加工的加工误差求解,开发出了相应的机器人切深补偿求解器软件。切深加工试验结果表明在机器人立体石雕粗加工工序中运用该种加工误差补偿方法,可有效减少加工误差,使得实际切深达到设定切深要求,提高了石雕工件的加工精度。论文的研究对提高机器人石雕中的加工精度,推广机器人在石雕加工中的应用有着重要的指导意义。