三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在人形機(jī)器人RV減速器中的應(yīng)用：擺線輪輪廓度檢測(cè)流程一、人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)背景概述人形機(jī)器人，也稱為仿生人形機(jī)器人。一般認(rèn)為是應(yīng)當(dāng)具有類人的外觀、感知、決策、行為和交互能力，可以在生活、工作場(chǎng)景內(nèi)如人類一般完成外界感知、自主運(yùn)動(dòng)、行為交互等一系列任務(wù)的機(jī)器人。2023年以來(lái)，我國(guó)持續(xù)加大對(duì)人形機(jī)器人和具身智能產(chǎn)業(yè)的布局。工信部等部門先后發(fā)布《“機(jī)器人+”應(yīng)用行動(dòng)實(shí)施方案》和《人形機(jī)器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見(jiàn)》，提出人形機(jī)器人有望成為顛覆性產(chǎn)品。2025年《政府工作報(bào)告》進(jìn)一步將“具身智能”與“智能機(jī)器人”列為未來(lái)產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)。為搶占產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)，北京、上海、深圳、杭州、成都等地紛紛出臺(tái)專項(xiàng)政策，圍繞技術(shù)攻關(guān)、產(chǎn)業(yè)培育、場(chǎng)景建設(shè)和生態(tài)構(gòu)建全面發(fā)力。我國(guó)已發(fā)布126項(xiàng)機(jī)器人國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，夯實(shí)了產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)；同時(shí)，全力推進(jìn)15項(xiàng)人形機(jī)器人國(guó)標(biāo)研制，成為引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)未來(lái)的關(guān)鍵布局。人形機(jī)器人的核心零部件，是支撐其實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、有力、柔順運(yùn)動(dòng)的基石。具體如下圖所示：產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值高度集中在上游核心零部件（占成本70%以上），尤其是減速器、伺服系統(tǒng)和控制器三大關(guān)鍵部件。作為動(dòng)力源與執(zhí)行機(jī)構(gòu)間的關(guān)鍵傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，減速器通過(guò)匹配轉(zhuǎn)速、傳遞扭矩來(lái)保障控制精度。在人形機(jī)器人中，其傳動(dòng)系統(tǒng)核心主要由諧波、RV和行星三類減速器構(gòu)成。三類減速器的特點(diǎn)與應(yīng)用對(duì)比，如下圖：二、測(cè)量挑戰(zhàn)：以RV減速器核心零部件擺線輪的精密檢測(cè)需求為例擺線輪圖紙RV減速機(jī)的核心部件——擺線輪，其外齒廓曲線復(fù)雜，直接決定機(jī)器人關(guān)節(jié)的精度與壽命。擺線由圓周上某一定點(diǎn)在圓滾動(dòng)過(guò)程中形成軌跡。在傳動(dòng)時(shí)，擺線輪與擺線針輪軸線平行，構(gòu)成平面齒輪嚙合，齒廓曲線通常采用外切外滾法或內(nèi)切外滾法生成。在RV減速器中，擺線輪與針齒殼及滾針嚙合傳動(dòng)，嚙合精度是傳動(dòng)性能的關(guān)鍵，因此需對(duì)復(fù)雜齒廓進(jìn)行高精度檢測(cè)。其中，輪廓度是核心檢測(cè)指標(biāo)，反映實(shí)際輪廓與理論輪廓的符合程度，是評(píng)價(jià)齒形精度的綜合依據(jù)。三、中圖儀器三坐標(biāo)測(cè)量方案方案配置：MizarGold高精度三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)+ACH100S-5自動(dòng)測(cè)座+CP500S掃描測(cè)頭+PowerDMIS軟件MizarGold高精度三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)搭配掃描測(cè)頭，對(duì)齒面進(jìn)行高密度點(diǎn)云采集，獲取完整輪廓數(shù)據(jù)。通過(guò)PowerDMIS軟件將實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與CAD模型比對(duì)，自動(dòng)計(jì)算輪廓度誤差并生成誤差云圖，直觀定位超差區(qū)域，實(shí)現(xiàn)高效、精準(zhǔn)的一鍵式測(cè)量與報(bào)告輸出。方案優(yōu)勢(shì)：MizarGold系列為高精度、高效率的移動(dòng)橋式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，采用高強(qiáng)度陶瓷材料與高性能掃描測(cè)頭，特別適用于擺線輪等復(fù)雜高精度工件的尺寸、GD&T幾何公差及輪廓掃描測(cè)量。卓越的機(jī)械結(jié)構(gòu)X軸與Z軸采用高強(qiáng)度陶瓷材料。相較于傳統(tǒng)花崗巖和鋁合金，陶瓷具備更高剛性及更優(yōu)熱穩(wěn)定性，可有效抑制因自重或溫變引起的微變形，確保長(zhǎng)期測(cè)量精度。測(cè)量精度高最大允許指示誤差（MPEE）達(dá)1.0μm，完全滿足擺線輪等高精度工件的測(cè)量要求。測(cè)量速度快機(jī)器運(yùn)行速度快，大幅縮短單件測(cè)量時(shí)間，提升檢測(cè)效率，尤其適用于批量檢測(cè)。強(qiáng)大的多功能測(cè)頭系統(tǒng)配備CP500S掃描測(cè)頭，兼具觸發(fā)式單點(diǎn)測(cè)量與掃描式連續(xù)輪廓測(cè)量功能；可輸出與測(cè)針偏轉(zhuǎn)角度成比例的模擬或數(shù)字信號(hào)，實(shí)現(xiàn)高分辨率數(shù)據(jù)采集；計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)同步記錄測(cè)頭三維坐標(biāo)，確保精確位置獲??；具備自定心功能，可自動(dòng)定位至V形槽、齒輪齒間、鍵槽等特征中心，能夠有效克服測(cè)球尺寸過(guò)大導(dǎo)致的采點(diǎn)限制。例如，在測(cè)球無(wú)法觸及小錐孔深處時(shí)，可借助該功能確定圓錐中心；對(duì)于槽側(cè)小平面，當(dāng)難以采集足夠點(diǎn)數(shù)時(shí)，可精準(zhǔn)定位兩側(cè)小平面的中心；針對(duì)模數(shù)較小的齒輪，同樣因測(cè)球過(guò)大無(wú)法密集采點(diǎn)時(shí)，自定心功能也能準(zhǔn)確找到兩齒間的中心位置。智能的軟件與算法功能（1）Alpha系列控制器支持高速連續(xù)采集，獲取海量數(shù)據(jù)點(diǎn)。實(shí)時(shí)判斷測(cè)針與工件接觸點(diǎn)的矢量方向，結(jié)合信號(hào)匹配實(shí)現(xiàn)高效精準(zhǔn)測(cè)量。（2）兼容DMIS與I++標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，并通過(guò)德國(guó)PTB雙認(rèn)證（最小二乘法和最小區(qū)域法）。該軟件全面支持ISO1101:2017及ASMEY14.5-1:2019最新標(biāo)準(zhǔn)，具備強(qiáng)大的GD&T分析能力。搭載掃描測(cè)頭可實(shí)現(xiàn)高效精準(zhǔn)測(cè)量，支持轉(zhuǎn)臺(tái)聯(lián)動(dòng)與高速連續(xù)采點(diǎn)，保障復(fù)雜曲面與微小零件測(cè)量質(zhì)量。四、工作流程：從裝夾到報(bào)告的標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)量步驟步驟1：將工件固定于工作臺(tái)，應(yīng)使用專用夾具。裝夾要求如下：專用夾具：采用專用工裝，確保定位精準(zhǔn)、夾持可靠。避免遮擋：裝夾設(shè)計(jì)應(yīng)避開(kāi)所有基準(zhǔn)及被測(cè)位置。一次完成：盡量在一次裝夾中完成全部測(cè)量項(xiàng)目。裝夾完成后，需檢查測(cè)頭的旋轉(zhuǎn)空間，避免與工件、夾具等發(fā)生碰撞。步驟2：依據(jù)圖紙規(guī)范建立坐標(biāo)系，需滿足以下要求：基準(zhǔn)對(duì)齊：原點(diǎn)應(yīng)與圖紙指定基準(zhǔn)點(diǎn)精確對(duì)齊。方向一致：坐標(biāo)軸方向嚴(yán)格按圖紙?jiān)O(shè)定，避免偏差。坐標(biāo)系檢查：精建坐標(biāo)系后，需要重新測(cè)量基準(zhǔn)元素，評(píng)價(jià)基準(zhǔn)特征XYZT等驗(yàn)證精度，確保符合設(shè)計(jì)要求。步驟3：本測(cè)量采用CP500S連續(xù)掃描測(cè)頭，為確保數(shù)據(jù)質(zhì)量，掃描速率恒定維持在8mm/s,速度過(guò)快將導(dǎo)致數(shù)據(jù)點(diǎn)失真。采集的數(shù)據(jù)通過(guò)PowerDMIS軟件進(jìn)行后續(xù)處理與分析（見(jiàn)下圖）。步驟4：PowerDMIS評(píng)價(jià)線輪廓度時(shí)，會(huì)在基準(zhǔn)A、B、C建立的坐標(biāo)系下，將實(shí)測(cè)輪廓與理論CAD輪廓進(jìn)行最佳擬合對(duì)齊，并計(jì)算兩者之間法向偏差極差的兩倍作為最終誤差并生成可視化報(bào)告。（如下圖所示）五、總結(jié)： 高精度