稀土金属作为极其重要的战略性资源,广泛应用于各种高新技术领域。针对我国稀土金属生产企业生产工艺落后,铸锭打磨效率低、难以保证打磨的均匀性等难题,以包头市某稀土冶炼厂生产线为平台,在国内首次研发了一套稀土金属铸锭打磨系统,实现了稀土金属铸锭打磨过程的自动化、智能化,避免了金属粉尘对人体造成伤害,提高了稀土金属铸锭打磨效率和质量。主要研究内容如下:根据厂家生产的稀土金属钕铸锭的实际打磨要求,选取不同材质和规格的打磨工具进行了打磨实验,确定了打磨工具。确定了铸锭打磨过程中的动态打磨力等工艺参数。根据打磨工艺参数,制订了稀土金属铸锭打磨的总体方案。初步设计了稀土金属铸锭打磨系统,稀土金属铸锭打磨系统主要由打磨机器人和自动变位平台两部分构成。利用Creo 4.0软件及ANSYS/Workbench软件对自动变位平台的行走机构和翻转机构进行了运动学分析、模态分析、瞬态动力学分析,得到了机构前六阶模态的固有频率及振型,翻转机构的瞬态动力学分析结果表明,快速启动和制动时无明显抖动,但是翻转轴的变形和翻转机构的总体重量存在较大优化空间。利用拓扑优化法和响应曲面优化法对翻转机构进行了优化设计。优化后机构的总体重量减少了21%,整体变形减少了48.5%,最大等效应力降低了56.1%。利用Robot Studio软件建立了稀土金属铸锭打磨系统的虚拟仿真工作站,对打磨机器人进行了离线编程和工作过程仿真,得到了铸锭各表面的打磨路径及程序。研究表明,研发的稀土金属铸锭打磨系统具有良好的动力学特性,完全实现了稀土金属铸锭打磨的自动化和智能化,为国内稀土金属铸锭打磨系统的设计与研发提供了参考和借鉴。