【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于自動控制與三維掃描領域，尤其涉及一種零件三維自動掃描測量裝置及方法。
技術介紹
1、隨著制造業的發展，對幾何量測量裝備的測量精度、測量效率、測量穩定性和現場適應性等指標要求越來越高。零件三維掃描測量作為幾何量數字化測量過程中的重要環節，可為保障復雜零件產品的設計、生產質量和縮短開發周期提供有效手段。目前，大多數航空零部件的三維掃描測量仍處于半自動狀態，采用人工選擇掃描點、手動拖拽掃描測頭和手動拼接與處理點云等方式。由于航空零部件復雜的結構和表面形狀，傳統人工檢測速度既跟不上自動化生產線的節奏，同時檢驗人員又可能因為繁瑣的檢測步驟產生疲勞感，導致檢測結果誤差較大。一些國外公司開發的自動掃描儀器價格高昂，關鍵技術處于封鎖狀態，無法根據實際掃描需要定制個性化的掃描方案。因此現有的三維掃描技術仍無法滿足數字化測量和智能制造的期望，需要一種自動化的三維掃描測量裝置與方法。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種零件三維自動掃描測量裝置，能夠自動規劃粗掃描路徑和二次掃描路徑，提高三維自動掃描的效率，減少人為操作的誤差。
2、為了實現上述目的，本專利技術的一個方面提供一種零件三維自動掃描測量裝置，包括協作機器人、多線激光掃描儀、電動轉臺以及信息交換處理裝置；
3、所述多線激光掃描儀用于將多束藍色激光交叉線構成的投影投射到被測零件上，通過對交叉線投影投射的區域進行信號處理生成零件表面的三維網格，從而得到零件的實測模型；所述協作機器人具有六個自由度，用于夾
4、所述信息交換處理裝置用于控制所述多線激光掃描儀、協作機器人和電動轉臺執行規劃的掃描路徑得到實測模型，識別孔洞特征及掃描缺失區域，計算掃描有效率，規劃二次掃描路徑，直到掃描有效率達到設定值，所述信息處理裝置包括坐標系標定及轉換模塊、粗掃描路徑規劃模塊和二次精細掃描路徑模塊，
5、所述坐標系標定及轉換模塊用于進行機器人坐標系、零件坐標系、轉臺坐標系的標定，將三者統一為全局坐標系，并將協作機器人的末端局部坐標系轉換為全局坐標系，以使機器人能夠到達規劃的掃描視點并保持相應的姿態；
6、所述粗掃描路徑規劃模塊用于根據零件理論模型建立零件包圍盒，計算初始掃描視點，連接視點并規劃全局坐標系下的路徑，形成粗掃描路徑；
7、所述二次精細掃描路徑模塊用于對零件的實測模型進行解析，提取孔洞特征與掃描缺失區域的位置與輪廓，生成二次掃描視點，連接視點并規劃全局坐標系下的路徑，形成二次精細掃描路徑。
8、本專利技術的另一個方面提供一種零件三維自動掃描測量方法，利用上述的裝置進行零件的三維自動掃描測量，所述方法包括：
9、步驟s1，進行機器人坐標系、零件坐標系、轉臺坐標系的標定，將三者統一為全局坐標系，并將協作機器人的末端局部坐標系轉換為全局坐標系，并將零件放置在電動轉臺的中心，放置姿態與標定的坐標系朝向一致；
10、步驟s2，根據零件理論模型建立零件包圍盒，計算初始掃描視點，生成粗掃描路徑并執行；
11、步驟s3，對于通過執行粗掃描路徑得到的實測模型，識別其中的孔洞和掃描缺失的區域，計算對應的二次精密掃描視點，生成二次掃描路徑并執行；
12、步驟s4，獲取通過執行二次掃描路徑得到的實測模型，計算其掃描有效率是否達到設定值，若達到設定值則完成掃描，否則重復步驟s3，直到掃描有效率達到設定值。
13、根據本專利技術上述方面的零件三維自動掃描測量裝置，能夠自動規劃粗掃描路徑和二次掃描路徑，提高三維自動掃描的效率，減少人為操作的誤差。
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1.一種零件三維自動掃描測量裝置，其特征在于，包括協作機器人、多線激光掃描儀、電動轉臺以及信息交換處理裝置；
2.一種零件三維自動掃描測量方法，其特征在于，利用權利要求1所述的裝置進行零件的三維自動掃描測量，所述方法包括：
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，在步驟S4中，如下計算掃描有效率：
4.根據權利要求2或3所述的方法，其特征在于，在步驟S3中，選擇實測模型中的點pi作為中心點，i＝1，2，3，…，N，N為實測模型的點數，利用K近鄰算法搜尋pi的鄰域點集來計算質心Ci，計算中心點pi與其對應的質心Ci的距離，并計算均值作為提取邊界的閾值L：
5.根據權利要求2或3所述的方法，其特征在于，在步驟S1中，如下將協作機器人的末端局部坐標系轉換為全局坐標系：
6.根據權利要求2或3所述的方法，其特征在于，在步驟S1之前還包括通信建立步驟，在通信建立步驟中，信息交換處理裝置與協作機器人建立IP通信、與多線激光掃描儀建立TCP通信、與電動轉臺通過運動控制器建立通信連接。
【技術特征摘要】
1.一種零件三維自動掃描測量裝置，其特征在于，包括協作機器人、多線激光掃描儀、電動轉臺以及信息交換處理裝置；
2.一種零件三維自動掃描測量方法，其特征在于，利用權利要求1所述的裝置進行零件的三維自動掃描測量，所述方法包括：
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，在步驟s4中，如下計算掃描有效率：
4.根據權利要求2或3所述的方法，其特征在于，在步驟s3中，選擇實測模型中的點pi作為中心點，i＝1，2，3，…，n，n為實測模型的點...
【專利技術屬性】
技術研發人員：賈長逸，王一璋，蔡項宇，
申請(專利權)人：中國航空工業集團公司北京長城計量測試技術研究所，
類型：發明
國別省市：
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