為了評價制造流程中的形狀和尺寸穩(wěn)定性需要使用專門針對零部件以及機床開發(fā)的測量樣架。但是由于高昂的費用以及測量夾具機械精度較低，目前從技術和成本兩方面考慮已經(jīng)不值得推薦。隨著不斷提高的質量要求和產(chǎn)品的多樣性，大多數(shù)的生產(chǎn)應用場合都紛紛要求精確、靈活的三維坐標測量系統(tǒng)。
光學三維數(shù)字化系統(tǒng)，比如三維掃描儀主要用于采集工件的幾何數(shù)據(jù)。借助于這種系統(tǒng)可以在不接觸工件的情況下以比較高的數(shù)據(jù)采集速率在計算機系統(tǒng)內部自由檢測幾何形狀。數(shù)字化的結果是一系列非結構化的高解析度的三維點云。然后按照特殊的算法生成環(huán)形的三角形網(wǎng)格，并轉換為STL格式或者其他常見的CAD格式。在進行質量檢驗的時候可以直接將檢查軟件的測量數(shù)據(jù)與此前在設計階段得到的CAD模型數(shù)據(jù)進行比對。與編程成本和由此帶來的長時間準備工作相比，用于采購的費用少得可憐。因為對不同類型的零部件都需要手動編寫大量程序。
編程工作耗時很長，需要高素質人員大量的時間來完成?；谶@樣的背景，機器人編程成為了工業(yè)機器人應用的主要經(jīng)濟性方面的決定因素。
為了開發(fā)潛力巨大的市場，需要進一步開發(fā)機器人技術。這方面的力度要比按照中小企業(yè)需求所進行的開發(fā)工作大得多。這樣才能夠提高應對不斷增長的任務的適應能力，才可以更加經(jīng)濟地運轉。
目前機器人數(shù)字化系統(tǒng)尚未實現(xiàn)盈利
現(xiàn)在，越來越多的研究項目正在致力于提高機器人數(shù)字化系統(tǒng)的柔性和可適應性。這些系統(tǒng)主要針對能夠自動化測量、采集待測物體的三維幾何數(shù)據(jù)，其拓撲結構目前尚未弄清。這也正是逆向工程的研究方向之一。但是其缺點在于需要花費大量的時間來對設定的區(qū)域進行預掃描處理。這些工作是生成數(shù)字化軌跡的前提條件。已經(jīng)獲得的平面模型可以根據(jù)其不完整性和尺寸上的精度進行調節(jié)，目的主要是為了實現(xiàn)質量管理。
接下來的工作是在數(shù)字化過程中確保機器人效應器和待測物體之間的非干涉性，因為有時候無法標明機器人運動學鏈條與物體之間潛在的干涉。為了消除機器人數(shù)字化系統(tǒng)方面的虧損，機床和運行科學研究所(IWB)正在開發(fā)一套智能的、可自行調節(jié)的、基于工業(yè)機器人的數(shù)字化系統(tǒng)。這套系統(tǒng)可以在比較低的編程成本下針對非常多樣的類型進行快速靈活的測量。這套系統(tǒng)能夠憑借高度集成的自動化機器人編程技術實現(xiàn)較高的適應性能。這一點主要是依靠測量方法與模塊化的機器人編程技術之間進行有機協(xié)同而達到的。
然后數(shù)字化系統(tǒng)需要將精度較低的機器人軌跡轉換為待測物體上相應的幾何數(shù)據(jù)。機器人通過掃描周圍環(huán)境來定位正在進行數(shù)字化的工件，并且能夠實現(xiàn)無碰撞導航。隨后，這套系統(tǒng)需要將事先生成的精度較低的機器人軌跡與工件真實的情況進行匹配，最終實現(xiàn)整個數(shù)字化流程。
自我調節(jié)機器人數(shù)字化系統(tǒng)
基于機器人的三維數(shù)字化系統(tǒng)的潛力和優(yōu)點可以總結如下：高度的自動化和適應性；直觀的操作界面，一般用戶也能夠運用自如；適宜于小批量、多變的產(chǎn)品類型；可以離線補償生成的機器人程序；當測量物體增多時能夠減少編程過程所需要的輔助時間；通過數(shù)字化提高經(jīng)濟效益。
機器人數(shù)字化系統(tǒng)的系統(tǒng)構架主要由如下組成：一臺商用測量機器人、一套三維模擬系統(tǒng)、一套嵌入式實時系統(tǒng)、一套檢查軟件以及一套多傳感器網(wǎng)絡。
根據(jù)待數(shù)字化物體現(xiàn)有的CAD模型為基礎生成的初步的拓撲結構，三維模擬系統(tǒng)能夠導入機器人軌跡。其后能夠將真實的模擬導入總體評估流程，從而達到所期望的數(shù)字化流程質量。
機器人與模擬系統(tǒng)實時協(xié)同
與機器人控制系統(tǒng)實時協(xié)同的模擬軟件需要完成如下任務：處理傳感器捕捉到的數(shù)據(jù)，確保機器人與待數(shù)字化物體之間無關涉。此外，這套系統(tǒng)還必須自動將所有的機器人軌跡的數(shù)字化數(shù)據(jù)與零部件的拓撲數(shù)據(jù)進行匹配。
模擬軟件的核心是一套RT-LAB/QNX軟件，以及具有實時功能的機器人模塊(包括機器人運動學系統(tǒng)、動力學系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng))。
機器人模型通過以下環(huán)節(jié)對自身進行描述：尺寸大小、運動學特性以及動態(tài)性能。環(huán)境模型包含了所有關于位置和大小的信息，比如顯著的障礙物、用三維卡片簡略描述的自由空間信息。這些信息可以在運行過程中通過額外的傳感器捕捉或者補充。
已有的實時模擬系統(tǒng)并不能使用真正的機器人控制系統(tǒng)，而是在調節(jié)循環(huán)之外記錄相關數(shù)據(jù)。這樣機器人制造商可以集中精力優(yōu)化控制和調節(jié)算法。
編程系統(tǒng)和模擬系統(tǒng)不斷發(fā)展
第一步將按照上文所述的編程和模擬系統(tǒng)開發(fā)一個試驗性質的版本。這個軟件模塊可以實現(xiàn)數(shù)字化的軌跡，用于定義局部的笛卡爾坐標系，由此才能夠進行有效的三維形狀采集工作。另外，也可以利用一種針對機器人的語言獲取數(shù)字化軌跡的輸出。這套試驗性質的軟件模塊包含了以下組件：用于輸入待數(shù)字化物體三維表面模型和直觀設置機器人數(shù)字化系統(tǒng)的用戶界面；根據(jù)光學切割原理建立的掃描儀模型；根據(jù)不同類型機器人的運動學特性建立的模型；基于建立模型和優(yōu)化機器人軌跡的專家系統(tǒng)；基于全局數(shù)字化流程的真實模擬，主要利用了接近于現(xiàn)實的估算而得出的拓撲模型和對流程結果的評估；用于生成與機器人軌跡的后處理器。
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