Los robots industriales se utilizan ampliamente en el campo del procesamiento debido a sus muchas ventajas, como su alta flexibilidad y amplio rango de procesamiento, pero el fenómeno de vibración limita su aplicación. En este estudio, se establece un modelo de vibración para el fresado de mármol natural que analiza el efecto de los parámetros de fresado y la posición. Primero, se establece el modelo de estabilidad de vibración basado en el método de aproximación de orden cero, en el cual el sistema de fresado robótico se simplifica en un sistema de vibración con dos grados de libertad. Los coeficientes de fuerza de fresado se determinan mediante experimentos de fresado robótico, y los parámetros modales del sistema de fresado robótico se identifican basándose en los métodos de excitación de un solo punto y de recogida, que son esenciales para el establecimiento del modelo de estabilidad de vibración. En segundo lugar, se realizan experimentos de fresado robótico para verificar el modelo establecido, demostrando su alta precisión de predicción. Finalmente, se discute el efecto de los parámetros de fresado y la posición sobre la estabilidad de vibración del sistema de fresado robótico. Estas conclusiones pueden servir de referencia para el fresado robótico de mármol natural.