以机械臂为代表的多轴机器人在工业中的运用越来越广泛，并在各个领域中起到重要的作用，特别对于异形石材加工行业，结合机器人进行石材工艺品的加工已成为行业的热点，这也促使雕刻机器人沿着更自动化、高效化的方向前进。　　目前针对多轴机器人运用于石材雕刻的研究并不多，大部分是以数控机床为研究对象，因此本文以数控雕刻的方法为基础，结合CAM（Computer Aided Manufacturing）软件设计生成路径信息，并进行雕刻机器人的立体雕刻仿真研究。论文内容包括以下几个部分：　　（1）以六自由度雕刻机器人作为研究对象，对其进行运动学分析，包括机器人关节坐标系的确定、D-H参数的获取、运动学方程的建立、逆向运动学的求解问题四个部分，并通过路径点和路径轨迹的仿真，说明雕刻机器人运动学模型的正确性。　　（2）利用各关节的齐次变换矩阵，推导出雕刻机器人的雅克比矩阵，描述了关节角度变化与末端线速度和角速度之间的关系；运用拉格朗日方程推导雕刻机器人的动力学方程，并搭建控制系统仿真模型。　　（3）研究机器人轨迹规划的方法。在关节空间运用三次多项式的插值方法，保证机器人在运行时的平滑和稳定；在笛卡尔空间中运用直线和圆弧插值方法，使机器人末端在操作空间按目标路径运行；并对加减速优化算法进行分析比较。　　（4）针对传统数控雕刻机床灵活性低，无法对速度、加速度进行规划的不足，加入轨迹优化部分，包括组合正弦加减速轨迹规划和连续曲线段间五次多项式平滑过渡优化，减少规划量的同时进行柔性加工。　　本文提出的组合正弦加减速轨迹规划与连续曲线段间的柔性过渡使雕刻机器人在运动过程中平稳的沿目标轨迹运动，保证较小的误差，对数控雕刻机械臂的实机加工具有重要的指导作用。