“十四五”期间,我国铸造行业重点向绿色化、智能化方向发展。目前大型铸件精整处理国内外以人工作业为主,铸件质量无法得到有效提升,高精度精整处理技术无法突破产业瓶颈,严重影响产业结构调整和转型升级战略的实现。针对大型铸件冒口切割机器人系统关键技术研究成为铸造行业向高端化方向发展的需求,本文设计了大型铸件冒口切割机器人工作站,实现大型铸件冒口的自动切割。主要研究工作如下:（1）针对大型铸件冒口精整处理中的技术瓶颈,设计一种能够解决大型铸件冒口精整处理的机器人智能系统。根据系统硬件设计需求与工作流程,切割工作站由工控机、工业机器人、火焰割炬、3D视觉系统以及智能控制系统等构成。结合主从控制思想,搭建工作站通信框架,实现集成系统下各子系统之间的通信互联,完成切割工作站系统硬件之间的协同工作。（2）基于3D视觉的切割机器人轨迹规划研究。根据3D相机视场固定的特点,采用一种求解手眼关系矩阵的多点标定法对摄像机进行标定。将3D相机采样得到的点云数据转化为机器人坐标系下的点云数据。针对点云数据处理提出阈值自适应采样法,使用三次多项式对预切割空间曲线进行拟合。采用一种姿态估计算法,通过对切割微切平面进行拟合,完成切割机器人作业空间前进矢量和进给矢量的计算,将规划结果应用于机器人切割作业。切割路径误差在0.24 mm以内,切割轨迹线形良好。（3）基于改进的LuGre摩擦模型摩擦补偿方法研究。对机器人力位控制中的摩擦力进行摩擦补偿,提高切割精度。提出一种改进的LuGre摩擦模型进行摩擦补偿,包括LuGre摩擦模型表示的稳态摩擦力,以及与速度相关的位置依赖项。对摩擦模型进行分步辨识,利用LuGre摩擦模型的特征,对稳态摩擦力参数进行辨识,通过SVM多类分类算法、支持向量回归（SVR）和最小二乘法求解方程组,对模型中的位置依赖项进行参数辨识。机器人在不同负载下运行使用改进模型及辨识方法计算关节摩擦力矩时,误差可以降低50（4）以上。基于改进LuGre摩擦模型的摩擦补偿模型对于提高切割精度具有重要作用。通过在生产现场对切割工作站进行大量检测与调试,对不同大型铸件冒口进行自动化切割作业,切割工作站整体运行稳定、铸件冒口切割质量可靠。切割工作站达到了预期的设计要求,满足了相关工厂的生产需求。对于大型铸件冒口精整处理行业,大型铸件冒口切割机器人工作站的研究与设计具有一定的指导意义。