Original scientific paper One of the key challenges in robotic remote laser 3D processing (RL3DP) is to achieve high accuracy for the laser's working trajectory relative to the features of the workpiece. This paper presents a novel RL3DP system with an automatic 3D teaching functionality for a precise and rapid determination of the working trajectory which comprises a robot manipulator, 3D scanning head, fibre laser and an off-axis positioned camera. The 3D measurement is based on laser triangulation with laser-stripe illumination using the laser's pilot beam and scanning head. The experimental results show that the system has a precision better than 70 µm and 120 µm along lateral and vertical direction respectively inside the measuring range of 100 × 100 mm. The teaching time is 30-times shorter compared to a visual teaching procedure. Therefore, such a system can lead to large cost reductions for modern production lines that have constant changes to the products' geometries and functionalities.
Keywords: edge detection; laser triangulation; remote laser processing; robot teaching; three-dimensional measurement
Automatsko učenje robotskih laserskih daljinskih 3D obradnih sustava na osnovu laserske triangulacijeIzvorni znanstveni članak Jedan od bitnih izazova u daljinskoj laserskoj 3D obradi (RL3DP) je postizanje visoke točnosti jer laser radi po rubovima predmeta koji obrađuje. Ovaj rad prikazuje novi RL3DP sustav s automatskom 3D nastavnom funkcionalnošću radi točnog i brzog određivanja prijenosa detektiranih rubova koje obrađuje robot sa 3D skenerom, fiber laserom i izvan aksijalno pozicioniranom kamerom. 3D skeniranje se bazira na laserskoj triangulaciji sa pilotskom laserskom trakom. Eksperimentalni rezultati pokazuju da sustav ima preciznost bolju od 70 µm i 120 µm u bočnom i vertikalnom smjeru u mjernom području od 100 × 100 mm. Vrijeme učenja je 30-puta kraće u odnosu na vizualni postupak. Stoga, takav sustav može značajno smanjiti troškove obrade sa modernim proizvodnim sistemima koji se moraju prilagođavati stalnim promjenama geometrije i funkcionalnosti proizvoda.