人形机器人星滚柱丝杠部件零部件结构复杂,包含丝杠、行星滚柱、内齿圈等多部件,且涉及多头螺纹和复杂曲面,给制造后的精密测量带来了巨大挑战 。

一、行星丝杠要检测哪些核心参数?

一、行星丝杠要检测哪些核心参数?

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1. 接触曲率半径R

2. 行星滚柱中径d1

3. 行星滚柱导程p

4. 牙型角θ、螺旋升角α、牙底牙顶凸弧r

二、为什么行星滚柱丝杠难以测量?

二、为什么行星滚柱丝杠难以测量?

与传统滚珠丝杠的点接触不同,行星滚柱丝杠依靠众多螺纹滚柱在主丝杠周围进行行星运动,是通过外凸曲率接触沟道进行传动 。这种结构导致了以下测量痛点:

1. 几何结构复杂:涉及标准式、反向式、循环式等多种结构,且存在多头螺纹(如导程=头数×螺距) 。

2. 接触角计算难:所有的接触数据(牙型角、接触点中径等)必须以**法向接触**为基准,需要复杂的轴向转法向计算 。

3. 微小部件误差:尤其是小滚柱的测量,传统方法中由于圆弧角很小,软件拟合分析时左右侧凸弧容易产生较大误差 。

三、核心解决方案:中图仪器智能扫描测量技术

三、核心解决方案:中图仪器智能扫描测量技术

针对上述痛点,中图仪器推出了基于测针接触扫描的超精密测量解决方案。该方案利用高精密气浮轴承和高精度光栅,结合智能化算法,实现了对行星滚柱丝杠的全参数自动化检测 。

1. 测量原理与设备优势

人形机器人行星丝杠测量原理:

SJ5700DUAL双向扫描型轮廓仪在测量滚珠丝杆的过程中,扫描测针会沿着丝杆目前方向均匀接触移动,通过测针接触点反馈回来的坐标点,在软件中绘制实时的坐标。扫描完成后在软件界面,通过专用滚珠丝杆模块,进行滚珠丝杆的各种常用参数分析。

人形机器人行星丝杠测量原理示意图
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人形机器人行星丝杠测量原理示意图

设备优势:

该设备支持车间现场和实验室环境,单次全自动检测过程不超过2分钟。

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2. 传统技术vs智能主动式扫描

这是该方案最大的技术突破点。相比于传统的随动式扫描,智能主动式扫描极大提高了数据的可靠性。

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3. 全参数测量能力:从尺寸到粗糙度

该方案不仅能测“准”,还能测“全”。对于人形机器人执行器而言,表面质量与尺寸精度同等重要。

(1)几何尺寸全覆盖

通过一次扫描,软件即可计算出以下关键参数:

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(2)粗糙度与波纹度分析

针对丝杠的高精密磨削工艺(通常要求Ra < 0.14μm),该设备可同时进行微观形貌分析 :

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4. 测量视频

双向轮廓测量仪高效测量滚珠丝杆
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双向轮廓测量仪高效测量滚珠丝杆

5. 实际测量数据

①采用新算法软件轴转法向计算理论数据结果

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(通过结果可看出法向接触曲率接触角误差不超过1’,牙侧曲率理论误差不超过0.1um)

②行星丝杠小滚柱实测结果

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③行星丝杠牙侧粗糙度测量

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④行星丝杠反向螺母测量

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⑤行星丝杠其他参数测量

RV小滚柱左右侧牙面粗糙度Sa及波纹度Wsa测量:

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执行器总装行星丝杠导程精度测量:

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在制造环节,无论是采用螺纹磨、高速硬车还是旋风铣工艺,高精度的测量反馈都是调整加工参数的基础 。中图仪器的测量方案为国内企业在这一高端制造领域提供了可靠的“尺子”,确保每一个“关节”都能精准驱动未来。

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注:本文数据及技术参数引自《人形机器人直驱关节制造过程的精密尺寸测量方案》及中图仪器相关技术文档。