异构铸件因塑性变形、铸造工艺不合理等原因,表面会形成大小不一、随机分布的凹凸型缺陷,且铸造结束残留不同深度的合模线及浇筑孔,若直接进行磨削不仅会影响加工效率,同时也会加速磨削设备的磨损。长期以来,异构铸件加工前常依靠人工进行外观缺陷的检测及尺寸测量,费时费力且效率低下,随着计算机、数控、传感技术和机器人技术的飞速发展,复杂曲面的数字化测量有了重大突破。本文基于激光三角测量原理,提出了基于线激光的异构铸件型面检测方案。通过搭建的硬件平台及开发的软件系统,识别工件缺陷信息及加工余量,指导后续磨削,并重点围绕手眼标定、点云处理等问题展开了相应研究,完成了卫浴水龙头的检测。本文的主要内容有:(1)研究基于标准球的机器人手眼标定。通过分析激光三角测量原理,建立了eye to hand手眼标定数学模型,并针对标定系统标定精度低下、鲁棒性差,提出基于Tukey权重函数重加权的拟合算法对球心拟合进行优化,同时通过加权最小二乘对计算过程中引入的机器人运动误差进行优化,从数据来源和数据处理两部分提高了标定的精度,增强了标定系统的鲁棒性。(2)研究点云去噪精简方法。通过点云数据类型分析,对本文线扫点云数据进行预处理,针对点云采集过程中遇到的离散噪声和混杂噪声分别采用统计学去噪和均值滤波进行去噪处理,此外针对线扫描点云数据冗余,分析其点云特性,采用基于邻域的体素栅格法完成了点云的精简。(3)研究点云配准方法。根据项目实际需求,通过设计坐标转换方案,将标准件与毛坯件点云统一到同一坐标系下,从而在不依靠算法的基础上减小了点云间的平移和旋转错位,完成了点云粗配准;最后通过GICP算法完成了点云数据的精配准,实现了标准件与毛坯件之间的尺寸误差计算。(4)研究机器人激光快速检测系统。对系统硬件进行选型,同时对激光检测软件进行二次开发,设计整体工作流程。选取某型号卫浴水龙头为研究对象,通过自主开发软件对工件型面扫描数据采集处理,获取其型面尺寸信息,进而得到其缺陷信息及加工余量信息,完成了线激光的快速检测,满足了工程需要。