CNC机器人七轴加工石膏模型放大雕塑

胡春良，李斌（山西宇达青铜文化艺术股份有限公司，山西夏县 044402）

CNC机器人七轴加工石膏模型放大雕塑

胡春良，李斌
（山西宇达青铜文化艺术股份有限公司，山西夏县 044402）

CN C机器人七轴加工设备可实现复杂立体造型的自动化雕刻加工。简单介绍CN C机器人七轴加工石膏模型放大雕塑工艺流程。

艺术铸造；大型雕塑放样；CNC机器人七轴加工

目前艺术铸造大型雕塑的放样技术主要采用的是套圈放样和焊接钢结构骨架泥型放样、石膏型放样两大类。

具体的做法是，先雕塑设计出大型雕塑的石膏型或泥型小稿。然后进行扫描测量，取得小稿各部位的精确尺寸。根据要放大的比例，一个是采用套圈放样的方法，用石膏或者胶泥进行一层一层的放大样；另一个方法是采用钢材焊接大型雕塑的骨架，再敷上胶泥或者石膏进行放大样。然后进行翻制模具，再进行铸造。

这两种方法存在的主要问题是工期长，钢材、石膏等原材料消耗大，放大的尺寸精度不高，且不容易把握。而三轴加工大型雕塑放样技术是在套圈放样和焊接钢结构骨架基础上实现的数字化制造技术，很好地克服了以上缺点，便捷快速，精度高，而且材料消耗少，大大地降低了制造成本，是一种非常有实用价值的新技术。七轴加工技术再次把数字化制造技术推向更高的精度、深度和广度。

1 CNC机器人七轴加工设备介绍

CNC机器人七轴加工设备主要由一个工业机器人手臂控制电动主轴（该电动主轴在机械手臂的可加工范围内的任意角度进行工作），以及多轴自动编程软件和用于控制机械手臂运行的软件组合而成，可实现复杂立体造型的自动化雕刻加工。这是在三轴加工放样技术基础上又一次跨越。

机器人手臂有6个旋转轴,如果有需要可以添加其他的轴，例如，由系统控制加持工件旋转工作台，或是机器人移动台（将机器人安装在一个可以在导轨上移动的基座上，适用于加工更大型的产品）

加工材质：代木、木料、保丽龙泡沫（EPS)、树脂、石膏、油泥及非金属的碳化混合材料

应用领域：雕塑工艺品、高级木雕工艺品加工、非金属模具加工、铸造工艺品加工、卫浴产品模型加工等。

2 CNC机器人七轴加工石膏模型放大雕塑工艺流程

最近中国艺术铸造企业从意大利引进了CNC机器人七轴加工雕塑放大石膏模型专用设备，实现了艺术铸造大型雕塑放样的又一大跨越。

现简单介绍一下工艺流程。

2.1 扫描小稿

当要放大一个雕塑时，首先是创作并提供一个小稿，用三维扫描仪对雕塑小稿进行准确的三维扫描。

2.2 数据处理

对三维扫描数据进行三维数据处理，要求三维数据精度分毫不差，将数据加密处理后传输给七轴中心。

图1 对小稿模型进行三维扫描

2.3 七轴数据

七轴中心接到数据后，开始进行机器人加工数据路径的设计，设计好的路径输入七轴机器人的操作系统，准备开始操作。

图2 七轴数据处理

图3 七轴数据处理

图4 七轴数据处理

2.4 浇注石膏柱体

根据放大雕塑大小和七轴机器人最大高度，依据三维扫描数据，做出石膏柱体（用三维数据控制石膏的内空和外轮廓）。比如，机器人最大加工高度为3米，而要放大一个9米高雕塑，可分三段石膏柱体完成。

图5 模型石膏柱体

2.5 七轴加工

七轴放大雕塑完全是自动化控制，其精度和准确度可达到0.1毫米，在加工过程中设备间处于自动化状态，不允许任何人进入，观察加工过程通过专用观察口观察。

图6 七轴加工

图7 七轴加工

2.6 模型处理

机器人加工好的石膏模型再由雕塑家在石膏模型上进行雕塑再创作，以满足雕塑放大后对视觉效果的完美性。

如果分段加工的石膏雕塑模型，需要拼装组合在一起，由雕塑家或者设计人员在石膏模型上二次创作、修改，一件雕塑放大工作即告完成。

生产工序则用完成的石膏模型进行分型、翻模、制作、铸造、焊接、拼装、着色、运输、安装直至雕塑落成。

一件“艺术+科技”，凝聚着雕塑家心血和科技智慧的完美雕塑即告完成。

图8 加工好的石膏模型

3 结论

CNC七轴机器人放大石膏雕塑模型，是艺术铸造雕塑放样创新型的技术革命，其优点为准确、高效、省力、省时、省费用、环保。

CNC robot seven axis processing gypsum model enlarged sculpture

HU ChunLiang，LI Bin
(Shan Xi Yuda Bronze Culture And Arts Corporation, Xiaxian 044402，Shanxi , China)

CNC robots seven axis machining equipment is by an industrial robot arm control electric spindle, and multiple spindle automatic programming software and used to control the operation of a robotic arm software portfolio and, automatic carving processing of three-dimensional modeling of complex. Recent Chinese art casting enterprises from Italy introduced CNC robots for seven - axis machining sculpture magnifying plaster model of special equipment, realize the art casting another major leap of the large-scale sculpture lofting. This paper simply introduces the CNC robot seven axis processing gypsum model to enlarge the sculpture process.

art casting; large sculpture lofting; CNC seven axis machining robot

TG249.5；

A；

1 006-9 658（201 6）06-0065-03

10.3969/j.issn.1 006-9 658.2016.06.020

2016-05-13

稿件编号: 1605-1379

胡春良（1970—），男 ，工程师，主要从事铜合金艺术铸造的生产和管理。.