现在CAD/CAM技术不断发展并广泛应用于临床义齿修复,义齿加工精度和加工效率不断提高。义齿数控加工设备作为义齿CAD/CAM系统的关键组成部分之一,发挥着越来越重要的作用,特别是小型椅旁义齿加工设备越来越受到欢迎。本文根据诊疗室义齿加工需求,设计了一款椅旁义齿加工设备—小型义齿加工机器人,基于其结构进行了小型义齿加工机器人的运动学分析和误差建模,同时针对义齿型面加工特点,对小线段平滑过渡问题进行了研究。需求分析是进行小型义齿加工机器人设计的首要环节。本文建立了小型义齿加工机器人的多级递阶需求模型,并基于此对小型义齿加工机器人进行了需求分析。然后,对小型义齿加工机器人的设计指标进行量化分析,最后,设计了一款结构新颖、高效加工的小型义齿加工机器人结构方案,并对整个设备中最重要的承重部分—底座,进行了ANSYS分析,校核其强度是否满足需求,并作为结构优化设计的依据。义齿加工质量和精度是评价一款义齿加工设备好坏的重要标准。为此,本文基于所设计的小型义齿加工机器人结构,对其进行了运动学分析和误差建模分析。运动学分析采用D-H参数法,通过坐标系的构建,获得该结构的D-H参数,进行了运动学正解与逆解的求解。在进行误差分析与建模时,对影响小型义齿加工机器人误差的因素进行了分类总结,对常用的误差建模方法进行了简要介绍与分析,选用摄动法对其结构进行了误差分析与建模,最终建立了基于摄动法的小型义齿加工机器人误差模型,并求解得到其位置误差和姿态误差。义齿型面结构形式复杂,通常离散为小线段轨迹进行加工,小线段拐角的平滑过渡成为其关键问题。针对此问题,本文建立了双四次参数曲线小线段拐角过渡模型。通过构建小线段拐角过渡模型,确定拐角过渡曲线的边界条件。然后通过分析,将过渡曲线确定为左右对称的双四次参数曲线,并对其进行参数求解与Matlab验证。针对义齿加工过程中存在电机频繁启停,引起柔性冲击与震荡的问题,研究了基于S曲线加减速的速度控制算法,建立了七段型S曲线加减速速度控制模型。