铸造件在完成铸造后,某些表面需不同程度地进行打磨加工。对于需进一步实施机加工的粗糙表面,如浇铸冒口残留体,为避免对机床和刀具造成损坏,需先通过粗磨的方式,大体积和高效率地磨除粗糙面。而对于需要实施探伤操作的表面,则需要磨除较薄的表面生锈层或表面缺陷层即可,有时还要求工件表面在磨除后达到一定的光洁度,这些不同的打磨要求,体现为不同的打磨程度。当采用工业机器人代替人工实施打磨时,不同的打磨程度就对应着不同的打磨工具和不同的控制方法,本文以此将其分为基于工业机器人的粗打磨、中细打磨和细打磨三类,并对其打磨过程中机器人端控制与打磨工具端控制,进行了深入的算法与控制方式的研究,之后完成了现场的实际测试,主要研究内容与结论如下:首先,本研究针对的打磨对象是离散化和非标化的中大型铸件,每个铸件打磨区域的数量和位置是不一样的,故本文提出了一种关键特征点示教方法,只需获取少量打磨区域特征点的位姿数据,利用自主创建的算法,即可快速确定出被打磨区域的边界,打磨层和打磨轨迹,为后续打磨过程奠定基础。对于粗打磨,要求单位时间内磨除大体积的材料,而精度要求不高,表现为大磨削力和大震动等工况特点,希望打磨工具和打磨砂轮具备高刚度和高强度,故打磨力度和打磨轨迹的调整不放在工具端,而是完全由机器人端实现。通过自设的一个PI控制器,根据从驱动砂轮的伺服电机中采集输出扭矩,计算出机器人的TCP位姿调整量,实现粗磨过程控制。对于中细打磨和细打磨,其要求主要以表面磨削质量为主,表现为较小的磨削力和较小的震动等工况特点,打磨工具的刚度和强度要求低于粗磨,但对打磨力度调整的精度和灵敏度要求提高,故将打磨力度的主控制放在工具端,然后结合机器人端的基本轨迹运动控制,实现中细打磨和细打磨的全控制过程。为了实现更可靠的控制效果,本文先通过Simulink仿真了打磨工具的控制过程,以此为依据对调控用伺服电机进行了选型。控制算法上仍采用PI控制器调节电机的转速,使用电流变送器采集角磨机的电枢电流作为反馈信号,实现了等力度控制下的随形打磨过程。最后,通过在某铸钢企业的现场测试,证明了本文设计的机器人打磨系统和打磨工艺流程符合铸造厂对铸件打磨高效性、工艺性、低成本的要求,同时也验证了打磨控制算法的可行性、稳定性。