一种基于协作机器人的自动化3D形状检测方法，用于复杂零件的检测 陆克青（Keqing Lu） 王凯夫（Kaifu Wang） 陆俊华（Junhua Lu） 王传勇（Chuanyong Wang） 陈展峰（Zhanfeng Chen） 王文（Wen Wang）

《Actuators》：A Collaborative Robot-Based Approach for Automated 3D Shape Inspection of Complex Parts Keqing Lu, Kaifu Wang, Junhua Lu, Chuanyong Wang, Zhanfeng Chen and Wen Wang

　　

摘要

随着制造业的发展，对复杂零件进行精密检测的需求日益加剧。为了确保零件的功能性和感官性能，需要高效的三维形状测量技术。本文提出了一种基于协作机器人的高效且精确的三维形状检测方法。该系统利用协作机器人沿优化轨迹驱动扫描仪进行检测。首先介绍了检测系统的配置，并分析了传感器的理想测量模式。随后，根据表面几何特征通过参数化离散化生成自适应视角。对于区域间的扫描路径规划，该问题被建模为旅行商问题（TSP）框架下的最短路径问题（SPP），并通过构建连续逼近算法（SAA）进行求解。此外，还应用了修改后的Denavit-Hartenberg（MDH）方法来确定协作机器人的精确定位模型。通过逆向运动学计算将规划好的视角转换为目标关节构型，从而实现精确的末端执行器姿态控制。在发动机盖和气缸盖上的仿真实验结果表明，所提出的方法能够在单一设备中实现对复杂零件的全面三维形状检测，并且相比传统方法具有更高的效率和准确性。这项工作为将机器人驱动和主动感知技术集成到复杂几何形状的自动化检测中提供了可行的解决方案。