要在生活和工業(yè)場(chǎng)景中像人類一樣完成復(fù)雜任務(wù)，機(jī)器人需要極其靈活且強(qiáng)勁的“關(guān)節(jié)"。行星滾柱絲杠憑借其高承載能力（比滾珠絲杠高6~15倍）、體積小（節(jié)省1/3空間）和長(zhǎng)壽命（提高10倍以上）的特性，成為了髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)等核心部位的直線執(zhí)行器 。

然而，這種核心零部件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，包含絲杠、行星滾柱、內(nèi)齒圈等多部件，且涉及多頭螺紋和復(fù)雜曲面，給制造后的精密測(cè)量帶來了巨大挑戰(zhàn) 。

一、行星絲杠要檢測(cè)哪些核心參數(shù)？

如圖，典型參數(shù)：

1. 接觸曲率半徑R

2. 行星滾柱中徑d1

3. 行星滾柱導(dǎo)程p

4. 牙型角θ、螺旋升角α、牙底牙頂凸弧r

二、為什么行星滾柱絲杠難以測(cè)量？

與傳統(tǒng)滾珠絲杠的點(diǎn)接觸不同，行星滾柱絲杠依靠眾多螺紋滾柱在主絲杠周圍進(jìn)行行星運(yùn)動(dòng)，是通過外凸曲率接觸溝道進(jìn)行傳動(dòng) 。這種結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了以下測(cè)量痛點(diǎn)：

1. 幾何結(jié)構(gòu)復(fù)雜：涉及標(biāo)準(zhǔn)式、反向式、循環(huán)式等多種結(jié)構(gòu)，且存在多頭螺紋（如導(dǎo)程=頭數(shù)×螺距） 。

2. 接觸角計(jì)算難：所有的接觸數(shù)據(jù)（牙型角、接觸點(diǎn)中徑等）必須以**法向接觸**為基準(zhǔn)，需要復(fù)雜的軸向轉(zhuǎn)法向計(jì)算 。

3. 微小部件誤差：尤其是小滾柱的測(cè)量，傳統(tǒng)方法中由于圓弧角很小，軟件擬合分析時(shí)左右側(cè)凸弧容易產(chǎn)生較大誤差 。

三、核心解決方案：中圖儀器智能掃描測(cè)量技術(shù)

針對(duì)上述痛點(diǎn)，中圖儀器推出了基于測(cè)針接觸掃描的超精密測(cè)量解決方案。該方案利用高精密氣浮軸承和高精度光柵，結(jié)合智能化算法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)行星滾柱絲杠的全參數(shù)自動(dòng)化檢測(cè) 。

1. 測(cè)量原理與設(shè)備優(yōu)勢(shì)

人形機(jī)器人行星絲杠測(cè)量原理：

SJ5700DUAL雙向掃描型輪廓儀在測(cè)量滾珠絲桿的過程中，掃描測(cè)針會(huì)沿著絲桿目前方向均勻接觸移動(dòng)，通過測(cè)針接觸點(diǎn)反饋回來的坐標(biāo)點(diǎn)，在軟件中繪制實(shí)時(shí)的坐標(biāo)。掃描完成后在軟件界面，通過專用滾珠絲桿模塊，進(jìn)行滾珠絲桿的各種常用參數(shù)分析。

設(shè)備優(yōu)勢(shì)：

該設(shè)備支持車間現(xiàn)場(chǎng)和實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，單次全自動(dòng)檢測(cè)過程不超過2分鐘。

2. 傳統(tǒng)技術(shù)vs智能主動(dòng)式掃描

這是該方案的技術(shù)突破點(diǎn)。相比于傳統(tǒng)的隨動(dòng)式掃描，智能主動(dòng)式掃描提高了數(shù)據(jù)的可靠性。

3.全參數(shù)測(cè)量能力：從尺寸到粗糙度

該方案不僅能測(cè)“準(zhǔn)"，還能測(cè)“全"。對(duì)于人形機(jī)器人執(zhí)行器而言，表面質(zhì)量與尺寸精度同等重要。

（1）幾何尺寸全覆蓋

通過一次掃描，軟件即可計(jì)算出以下關(guān)鍵參數(shù)：

（2）粗糙度與波紋度分析

針對(duì)絲杠的高精密磨削工藝（通常要求Ra < 0.14μm），該設(shè)備可同時(shí)進(jìn)行微觀形貌分析 ：

4.實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)

①采用新算法軟件軸轉(zhuǎn)法向計(jì)算理論數(shù)據(jù)結(jié)果

（通過結(jié)果可看出法向接觸曲率接觸角誤差不超過1’，牙側(cè)曲率理論誤差不超過0.1um）

②行星絲杠小滾柱實(shí)測(cè)結(jié)果

③行星絲杠牙側(cè)粗糙度測(cè)量

④行星絲杠反向螺母測(cè)量

⑤行星絲杠其他參數(shù)測(cè)量

RV小滾柱左右側(cè)牙面粗糙度Sa及波紋度Wsa測(cè)量：

執(zhí)行器總裝行星絲杠導(dǎo)程精度測(cè)量：

四、行業(yè)前景與應(yīng)用價(jià)值

隨著人形機(jī)器人執(zhí)行器市場(chǎng)預(yù)計(jì)在2030年超過1250億元，行星滾柱絲杠作為占比高達(dá)24%的核心零部件，其量產(chǎn)質(zhì)量控制至關(guān)重要 。

在制造環(huán)節(jié)，無論是采用螺紋磨、高速硬車還是旋風(fēng)銑工藝，高精度的測(cè)量反饋都是調(diào)整加工參數(shù)的基礎(chǔ) 。中圖儀器的測(cè)量方案為國(guó)內(nèi)企業(yè)在這一制造領(lǐng)域提供了可靠的“尺子"，確保每一個(gè)“關(guān)節(jié)"都能精準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)未來。

注：本文數(shù)據(jù)及技術(shù)參數(shù)引自《人形機(jī)器人直驅(qū)關(guān)節(jié)制造過程的精密尺寸測(cè)量方案》及中圖儀器相關(guān)技術(shù)文檔。