题目：基于逆向工程的机器人曲面测量技术的研究

商家、用户对产品性能、外形等方面的要求越来越高，使得自由曲面零件得到了越来越广泛的应用。为了缩短产品的开发周期，提高设计效率，逆向工程便应运而生。逆向工程作为一种产品创新设计的重要手段，在产品设计中起着日益重要的作用，是推动先进制造技术的重要武器。而如何有效、精确地获取曲面的三维数据是实现逆向工程的关键，是保证逆向工程顺利实施的前提。本论文主要研究弹性探针(即测头)受力与变形的相关理论及技术，借鉴李群李代数理论、机器人学理论及国内外研制成功的三坐标测量机系统的功能和特点，对该机器人曲面测量系统的关键技术进行了深入的研究，并设计了测量机系统的硬件和软件。本论文的主要内容如下：第一章 结合课题要求，通过对三维数据获取方法的研究，对三维数据获取设备的研究现状和发展趋势的分析，确定了本论文的研究重点是研究一种新的物体位姿检测和曲面测量的方法，引入一种新型的由探针、六维腕力传感器和机器人机械臂集成的曲面自动测量机器人系统，并在此基础上提出了本论文研究的主要内容。第二章 结合机器人曲面测量系统的测量原理、李群李代数和机器人学等相关理论，对该接触式测量系统的硬件设备、弹性探针受力与变形的关系和机器人测量系统的运动学建模等进行了阐述。第三章 通过对该接触式测量系统的软件系统进行功能分析，提出了该系统软件编制的总体思想，即模块化设计，对各测量模块的性能进行简介并同时对测量模块的各按钮进行了一一说明。第四章 就规则曲面测量规划和自由曲面测量规划进行了研究，针对该接触式测量系统的特点提出了该测量系统的路径规划策略，并且对其进行了仿真分析以验证其正确性。第五章 对该机器人曲面测量系统的测量精度做了标定实验研究，通过一些标准件的接触式测量，对系统的精度进行了标定。同时运用该系统采用接触式测量扫描了一些逆向工程的典型工件，验证了系统的正确性和有效性，结果表明该系统对曲面测量的效果很好。第六章 总结全文的主要研究内容，展望后续研究。