核雕是我国民间的一种常见的微型雕刻艺术品,人们在桃核或者橄榄核的外表面雕上图案及文字,将其作为饰品或驱邪的吉祥物佩戴在自己身上,一直深受人们的喜爱。近年来,随着人民生活水平的提高,市场对核雕作品的需要也不断加大,传统的手工雕刻方法已经无法满足市场的需求,于是有公司开始研制各种果核自动雕刻机。但是目前市场上的这些果核雕刻机大都是采用传统的串联式数控加工机构,一些复杂三维曲面或内斜部分很难加工,从而影响了加工质量和效率,所以研制一种新型结构的果核雕刻机会具有极强的市场竞争力。本次研究的课题就是设计了一台基于并联机构的核雕专用设备。该设备由雕刻笔驱动部分、果核夹持部分和电气控制部分等三部分构成。雕刻笔驱动部分借鉴了并联式结构中的6PTRT结构,利用6连杆通过滑块带动工作平台产生各自由度的运动,控制雕刻笔实现对果核的雕刻;果核夹持部分采用果核两端紧定的固定方式,并且考虑到果核的外形多种多样,遂设计了两套果核专用夹具;电气控制部分由计算机通过专用通讯接口卡控制各个步进电机驱动器实现各种机械动作。为了方便对各主要零部件进行了设计、计算和选型,因而用solidworks建立了整体机械模型,最终确定了系统的各个主要功能部件,包括机械结构的设计、雕刻机运动方式、电主轴及刀具夹头的选择等。系统采用并联机构驱动雕刻笔的空间运动,对复杂的三维曲面或内斜部分的加工特别简单,其传动链相对较短、刚度较大、重量较轻,切削加工的效率高,而且摆动十分灵活,相比传统的串联式机构的核雕机来说,更适合雕刻表面形状复杂的果核。两套果核专用夹具对果核表面的压痕小,且夹持力大,能够满足果核加工过程中的固定和旋转要求。