随着船舶维修和建造速度的加快,以及规模化生产对质量和技术要求的不断提高,船舶检测精度及装配速度成为衡量维修及建造技术水平的重要指标。船舶轴系对中过程的位姿测量对于轴系的精准装配至关重要。本文以船舶轴系位姿测量过程中轴系法兰的三维成像为研究对象,构建自动扫描系统并规划合理扫描轨迹。论文的主要研究工作如下:1.针对轴系法兰的轮廓特点,设计了一套自动扫描系统。系统由激光三维扫描仪和工业型机械臂组成。机械臂带动扫描仪按照预设的扫描路线运行,三维激光扫描仪快速采集轴系法兰的三维空间点云数据并发送到工作站。2.基于修正型DH参数法建立了实验机械臂的运动学模型,确定了笛卡尔坐标中扫描轨迹的最大离散距离。构造出多条可能的扫描轨迹,考虑机械臂的运动特性,设置扫描轨迹的不同离散距离,通过对扫描仪终端位姿偏差的统计分析,得出了满足扫描要求的扫描轨迹的最大离散距离。3.以扫描时间最短为目标,结合船舶轴系法兰轮廓的特点,对多种扫描轨迹进行了优选并得出了符合扫描要求的扫描轨迹。试验结果表明,所获得的扫描轨迹可以高效地完成船舶轴系法兰的三维成像作业任务,为船舶轴系的智能化装配奠定良好的基础。