三坐标测量机在人形机器人RV减速器中的应用：摆线轮轮廓度检测流程

三坐标测量机在人形机器人RV减速器中的应用：摆线轮轮廓度检测流程一、人形机器人产业背景概述人形机器人，也称为仿生人形机器人。一般认为是应当具有类人的外观、感知、决策、行为和交互能力，可以在生活、工作场景内如人类一般完成外界感知、自主运动、行为交互等一系列任务的机器人。2023年以来，我国持续加大对人形机器人和具身智能产业的布局。工信部等部门先后发布《“机器人+”应用行动实施方案》和《人形机器人创新发展指导意见》，提出人形机器人有望成为颠覆性产品。2025年《政府工作报告》进一步将“具身智能”与“智能机器人”列为未来产业重点。为抢占产业制高点，北京、上海、深圳、杭州、成都等地纷纷出台专项政策，围绕技术攻关、产业培育、场景建设和生态构建全面发力。我国已发布126项机器人国家标准，夯实了产业发展基础；同时，全力推进15项人形机器人国标研制，成为引领产业未来的关键布局。人形机器人的核心零部件，是支撑其实现精准、有力、柔顺运动的基石。具体如下图所示：产业链价值高度集中在上游核心零部件（占成本70%以上），尤其是减速器、伺服系统和控制器三大关键部件。作为动力源与执行机构间的关键传动机构，减速器通过匹配转速、传递扭矩来保障控制精度。在人形机器人中，其传动系统核心主要由谐波、RV和行星三类减速器构成。三类减速器的特点与应用对比，如下图：二、测量挑战：以RV减速器核心零部件摆线轮的精密检测需求为例摆线轮图纸RV减速机的核心部件——摆线轮，其外齿廓曲线复杂，直接决定机器人关节的精度与寿命。摆线由圆周上某一定点在圆滚动过程中形成轨迹。在传动时，摆线轮与摆线针轮轴线平行，构成平面齿轮啮合，齿廓曲线通常采用外切外滚法或内切外滚法生成。在RV减速器中，摆线轮与针齿壳及滚针啮合传动，啮合精度是传动性能的关键，因此需对复杂齿廓进行高精度检测。其中，轮廓度是核心检测指标，反映实际轮廓与理论轮廓的符合程度，是评价齿形精度的综合依据。三、中图仪器三坐标测量方案方案配置：MizarGold高精度三坐标测量机+ACH100S-5自动测座+CP500S扫描测头+PowerDMIS软件MizarGold高精度三坐标测量机搭配扫描测头，对齿面进行高密度点云采集，获取完整轮廓数据。通过PowerDMIS软件将实测数据与CAD模型比对，自动计算轮廓度误差并生成误差云图，直观定位超差区域，实现高效、精准的一键式测量与报告输出。方案优势：MizarGold系列为高精度、高效率的移动桥式三坐标测量机，采用高强度陶瓷材料与高性能扫描测头，特别适用于摆线轮等复杂高精度工件的尺寸、GD&T几何公差及轮廓扫描测量。卓越的机械结构X轴与Z轴采用高强度陶瓷材料。相较于传统花岗岩和铝合金，陶瓷具备更高刚性及更优热稳定性，可有效抑制因自重或温变引起的微变形，确保长期测量精度。测量精度高最大允许指示误差（MPEE）达1.0μm，完全满足摆线轮等高精度工件的测量要求。测量速度快机器运行速度快，大幅缩短单件测量时间，提升检测效率，尤其适用于批量检测。强大的多功能测头系统配备CP500S扫描测头，兼具触发式单点测量与扫描式连续轮廓测量功能；可输出与测针偏转角度成比例的模拟或数字信号，实现高分辨率数据采集；计算机实时同步记录测头三维坐标，确保精确位置获取；具备自定心功能，可自动定位至V形槽、齿轮齿间、键槽等特征中心，能够有效克服测球尺寸过大导致的采点限制。例如，在测球无法触及小锥孔深处时，可借助该功能确定圆锥中心；对于槽侧小平面，当难以采集足够点数时，可精准定位两侧小平面的中心；针对模数较小的齿轮，同样因测球过大无法密集采点时，自定心功能也能准确找到两齿间的中心位置。智能的软件与算法功能（1）Alpha系列控制器支持高速连续采集，获取海量数据点。实时判断测针与工件接触点的矢量方向，结合信号匹配实现高效精准测量。（2）兼容DMIS与I++标准协议，并通过德国PTB双认证（最小二乘法和最小区域法）。该软件全面支持ISO1101:2017及ASMEY14.5-1:2019最新标准，具备强大的GD&T分析能力。搭载扫描测头可实现高效精准测量，支持转台联动与高速连续采点，保障复杂曲面与微小零件测量质量。四、工作流程：从装夹到报告的标准化测量步骤步骤1：将工件固定于工作台，应使用专用夹具。装夹要求如下：专用夹具：采用专用工装，确保定位精准、夹持可靠。避免遮挡：装夹设计应避开所有基准及被测位置。一次完成：尽量在一次装夹中完成全部测量项目。装夹完成后，需检查测头的旋转空间，避免与工件、夹具等发生碰撞。步骤2：依据图纸规范建立坐标系，需满足以下要求：基准对齐：原点应与图纸指定基准点精确对齐。方向一致：坐标轴方向严格按图纸设定，避免偏差。坐标系检查：精建坐标系后，需要重新测量基准元素，评价基准特征XYZT等验证精度，确保符合设计要求。步骤3：本测量采用CP500S连续扫描测头，为确保数据质量，扫描速率恒定维持在8mm/s,速度过快将导致数据点失真。采集的数据通过PowerDMIS软件进行后续处理与分析（见下图）。步骤4：PowerDMIS评价线轮廓度时，会在基准A、B、C建立的坐标系下，将实测轮廓与理论CAD轮廓进行最佳拟合对齐，并计算两者之间法向偏差极差的两倍作为最终误差并生成可视化报告。（如下图所示）五、总结： 高精度