机械工程学报

作者：李文龙, 李中伟, 毛金城, 王刚

单位：1. 华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室 武汉 430074;2. 华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室 武汉 430074;3. 武汉工程大学机电工程学院 武汉 430205

关键词：核主泵复杂零件,机器人光学检测,扫描位姿优化,测量数据融合,RobotScan软件；

基金：国家自然科学基金（51535004，91648111）、湖北省杰出青年基金（2017CFA045）和中央高校基本科研业务费（2019kfyXKJC046）资助项目。

采用机器人在位光学检测系统实现法兰密封型面误差检测与表面缺陷识别是解决核电现场人工检修可靠性差、存在核辐射伤害等问题的有效途径，但如何在狭小空间生成无干涉碰撞扫描测量路径、实现多次测量数据融合与型面误差计算是目前面临的主要难题。为此设计了具有6自由度运动功能的机器人在位自动光学检测系统，单幅测量范围200 mm×160 mm~800 mm×640 mm、测量景深400~800 mm、机器人工作半径1 200 mm，研究了测量系统手-眼标定矩阵计算与扫描位姿优化方法，并根据法兰密封型面完整测量需求生成扫描工位与机器人运动路径，提出面向法兰密封型面特定结构的测量数据融合与型面误差计算方法，开发出具备机器人测量路径控制、大规模测量点云预处理、三维匹配与色谱显示、型面误差计算与技术报告输出等功能的RobotScan软件。按照德国VDI/VDE标准对机器人检测系统精度进行了验证，单球直径、双球球心距的最大偏差小于0.025 mm、平均偏差小于0.02 mm，可满足核主泵复杂零件在位自动光学检测应用需求。

来源：2020年第13期

《机械工程学报》期刊编辑部

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