熔盐电解法为轻稀土主要制取方法。针对国内稀土冶炼企业制取稀土金属过程自动化程度低,设备落后,生产效率不高现状,以包头某稀土冶炼厂为依托,创造性的开发了国内首套稀土冶炼直角坐标机器人系统,完全实现了稀土冶炼过程的自动化,不仅有效避免了冶炼过程中有害气体对工人健康的伤害,而且提高了生产效率与产品品质。结合现场工况,根据厂家现有生产工艺要求,拟定了稀土冶炼机器人系统的设计方案,完成了稀土冶炼机器人系统机械系统及控制系统研发。稀土冶炼机器人机械系统主要包括稀土冶炼机器人本体、冶炼阴极升降装置、铸模脱模机构。利用ASYS Workbench软件对稀土冶炼机器人Y轴、Y轴与Z轴承托板及Z轴传动丝杠进行了静力学分析,得到了应力应变等云图,结果表明结构满足强度要求,但其结构尺寸仍有轻量化空间;对机器人进行了模态分析,得到了前六阶固有频率与模态振型;为规避共振提供了依据。根据机器人工作要求,选取了机器人各轴伺服电机加速度运动规律,利用PTC Creo 4.0软件对稀土冶炼机器人进行运动学仿真,得到了各轴运动规律,结果表明各轴运动平稳,机器人各执行机构能够到达指定位置。对稀土冶炼机器人X轴、Y轴进行了拓扑优化设计,对Y轴与Z轴承托板进行了参数化优化,结果表明各结构在满足强度要求的前提下,质量分别减少了12.95kg、4.089kg、7.248kg。根据稀土冶炼工艺要求,搭建了稀土冶炼机器人控制系统,对稀土冶炼机器人控制系统进行编程与调试。研究表明,调试完成的稀土冶炼直角坐标机器人具有良好的运动性能,满足了厂家生产要求,提高了生产效率,为今后稀土冶炼智能化设备的研究与开发奠定了基础。图78幅;表11个;参52篇。