● 摘要
随着劳动力成本的不断提升，和坡口切割呈现出的小批量、多种类的加工特点，市场对智能切割系统的需求越来越强烈，机器人技术越来越广泛地引入到坡口切割应用中，利用其末端的高自由度，使得坡口加工简单易行，但大多数的应用仅限于在线示教的方式，对于多类型的加工，由于需要生产多中夹具且花费大量时间来精确装夹，使得采用机器人获得的时间成本又有所降低，为此设计一种可简单装夹，基于机器人离线编程技术的智能加工系统显得特别有意义。
本文将围绕智能切割系统的通用性、生产柔性和简单操作性来统筹智能切割系统的功能，确定智能系统的系统组成，对机器人代码转换、切割参数对机器人轨迹影响、测量轨迹生成、加工误差分析与补偿等问题进行深入研究与探讨。本文研究的主要内容如下：
（1）通过对智能切割系统的设计指标进行分析，确定智能切割系统的系统组成，规定了智能切割系统操作流程和各组件间的数据传输形式和接口。
（2）对DXF文件结构和KRL结构语法进行分析，确定了图元信息转换为KRL的机制，将多段线和样条曲线转换为易于处理的直线或圆弧，并保证了精度；并对切割参数进行分析，设定机器人末端姿态与切割参数对应关系，对切割半径补偿进行研究。
（3）针对不同的测量传感器，设计不同的测量路径，并对测量过程中产生的误差补偿进行研究，对平面误差补偿算法和空间误差补偿算法进行研究，并作理论推导。
（4）对机器人与远程电脑之间的数据通信方式进行研究，并确定了机器人外部启动运行的机制。
（5）对生成的机器人轨迹进行轨迹仿真，设定插补机制；并对末端工具安装方式的合理性进行验证，最后采用Matlab进行仿真验证。
（6）采用坐标系修正实验、轨迹生成实验和轨迹修正实验，验证加工轨迹生成的正确性和误差补偿方式的正确性。
关键词：机器人切割、KRL离线生成、误差补偿、坐标系修正
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