CNC機器人七軸加工石膏模型放大雕塑

胡春良，李斌（山西宇達青銅文化藝術股份有限公司，山西夏縣 044402）

CNC機器人七軸加工石膏模型放大雕塑

胡春良，李斌
（山西宇達青銅文化藝術股份有限公司，山西夏縣 044402）

CN C機器人七軸加工設備可實現復雜立體造型的自動化雕刻加工。簡單介紹CN C機器人七軸加工石膏模型放大雕塑工藝流程。

藝術鑄造；大型雕塑放樣；CNC機器人七軸加工

目前藝術鑄造大型雕塑的放樣技術主要采用的是套圈放樣和焊接鋼結構骨架泥型放樣、石膏型放樣兩大類。

具體的做法是，先雕塑設計出大型雕塑的石膏型或泥型小稿。然后進行掃描測量，取得小稿各部位的精確尺寸。根據要放大的比例，一個是采用套圈放樣的方法，用石膏或者膠泥進行一層一層的放大樣；另一個方法是采用鋼材焊接大型雕塑的骨架，再敷上膠泥或者石膏進行放大樣。然后進行翻制模具，再進行鑄造。

這兩種方法存在的主要問題是工期長，鋼材、石膏等原材料消耗大，放大的尺寸精度不高，且不容易把握。而三軸加工大型雕塑放樣技術是在套圈放樣和焊接鋼結構骨架基礎上實現的數字化制造技術，很好地克服了以上缺點，便捷快速，精度高，而且材料消耗少，大大地降低了制造成本，是一種非常有實用價值的新技術。七軸加工技術再次把數字化制造技術推向更高的精度、深度和廣度。

1 CNC機器人七軸加工設備介紹

CNC機器人七軸加工設備主要由一個工業機器人手臂控制電動主軸（該電動主軸在機械手臂的可加工范圍內的任意角度進行工作），以及多軸自動編程軟件和用于控制機械手臂運行的軟件組合而成，可實現復雜立體造型的自動化雕刻加工。這是在三軸加工放樣技術基礎上又一次跨越。

機器人手臂有6個旋轉軸,如果有需要可以添加其他的軸，例如，由系統控制加持工件旋轉工作臺，或是機器人移動臺（將機器人安裝在一個可以在導軌上移動的基座上，適用于加工更大型的產品）

加工材質：代木、木料、保麗龍泡沫（EPS)、樹脂、石膏、油泥及非金屬的碳化混合材料

應用領域：雕塑工藝品、高級木雕工藝品加工、非金屬模具加工、鑄造工藝品加工、衛浴產品模型加工等。

2 CNC機器人七軸加工石膏模型放大雕塑工藝流程

最近中國藝術鑄造企業從意大利引進了CNC機器人七軸加工雕塑放大石膏模型專用設備，實現了藝術鑄造大型雕塑放樣的又一大跨越。

現簡單介紹一下工藝流程。

2.1 掃描小稿

當要放大一個雕塑時，首先是創作并提供一個小稿，用三維掃描儀對雕塑小稿進行準確的三維掃描。

2.2 數據處理

對三維掃描數據進行三維數據處理，要求三維數據精度分毫不差，將數據加密處理后傳輸給七軸中心。

圖1 對小稿模型進行三維掃描

2.3 七軸數據

七軸中心接到數據后，開始進行機器人加工數據路徑的設計，設計好的路徑輸入七軸機器人的操作系統，準備開始操作。

圖2 七軸數據處理

圖3 七軸數據處理

圖4 七軸數據處理

2.4 澆注石膏柱體

根據放大雕塑大小和七軸機器人最大高度，依據三維掃描數據，做出石膏柱體（用三維數據控制石膏的內空和外輪廓）。比如，機器人最大加工高度為3米，而要放大一個9米高雕塑，可分三段石膏柱體完成。

圖5 模型石膏柱體

2.5 七軸加工

七軸放大雕塑完全是自動化控制，其精度和準確度可達到0.1毫米，在加工過程中設備間處于自動化狀態，不允許任何人進入，觀察加工過程通過專用觀察口觀察。

圖6 七軸加工

圖7 七軸加工

2.6 模型處理

機器人加工好的石膏模型再由雕塑家在石膏模型上進行雕塑再創作，以滿足雕塑放大后對視覺效果的完美性。

如果分段加工的石膏雕塑模型，需要拼裝組合在一起，由雕塑家或者設計人員在石膏模型上二次創作、修改，一件雕塑放大工作即告完成。

生產工序則用完成的石膏模型進行分型、翻模、制作、鑄造、焊接、拼裝、著色、運輸、安裝直至雕塑落成。

一件“藝術+科技”，凝聚著雕塑家心血和科技智慧的完美雕塑即告完成。

圖8 加工好的石膏模型

3 結論

CNC七軸機器人放大石膏雕塑模型，是藝術鑄造雕塑放樣創新型的技術革命，其優點為準確、高效、省力、省時、省費用、環保。

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

稿件編號: 1605-1379

胡春良（1970—），男 ，工程師，主要從事銅合金藝術鑄造的生產和管理。.