李 龙，朱宝林，陈 双

（芜湖哈特机器人产业技术研究院有限公司，安徽芜湖 241000）

0 引言

我国是钢铁行业的制造和使用大国，目前主要采用的是数控火焰切割机处理大型的机械加工件，因摸具制造和铸造工艺等原因，在火焰切割后，造成熔融的钢液向下流动，从而会使板坯底部出现毛刺甚至飞边，造成装配精度的降低，甚至影响轧钢的表面质量。现阶段，使用较多的去毛刺机主要是刮刀式、锤刀式[1-3]。研究结果表明，两种方法具有一定的局限性，去除毛刺效率不高，质量一般，且轧钢的生产效率受刀具寿命及质量的影响[4-5]。

本文提出了一种利用等离子切割机器人去除板坯熔渣的方法，设计了专用的去板坯熔渣机器人，并对该机器人进行运动学建模及分析研究，经前期试验，该方法不仅速度快而且切割质量非常好，能达到工业实时生产要求。

1 等离子切割机器人运动学模型的建立

对于机器人各个连轴之间的关系，Denavit 和Hartenberg[6]提出了将运动学关系精简为齐次变换矩阵的数学运算问题，本文的运动学采用目前国内科技文献常用的Craig[7]版本（也称为前置法），设计了专用的五自由度机械手三维模型，如图1所示，由底座、腰、大臂、小臂和腕关节5个转动关节组成，建立各关节处的坐标系（坐标系0～5），其中坐标系0 与坐标系1重合。

图2 所示为机械轴的机构简图，图中标注了各关节相应尺寸及坐标系相对位置。杆件参数及相关变量如表1所示，其中θi是绕zi轴，从xi-1旋转到xi的角度；……