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。

近年來(lái)，全球主要發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛加強(qiáng)人形機(jī)器人的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)布局。工信部發(fā)布的《人形機(jī)器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見(jiàn)》中提到：人形機(jī)器人有望成為繼計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)、新能源汽車后的顛覆性產(chǎn)品，深刻變革人類生產(chǎn)生活方式，重塑全球產(chǎn)業(yè)格局。

據(jù)相關(guān)預(yù)測(cè)，中國(guó)人形機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模2026 年達(dá)到104.71 億元，2029年達(dá)到750 億元，到 2035年有望達(dá)到3000億元規(guī)模。

相比傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人，人形機(jī)器人需要非常多的自由度，所用到的活動(dòng)關(guān)節(jié)也大大增加。這些關(guān)節(jié)零部件的制造能力，也成了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)能力提升的關(guān)鍵。

這些關(guān)節(jié)包括無(wú)刷直流伺服電機(jī)、空心杯電機(jī)、行星減速器、諧波減速器、滾珠絲杠等?？傮w而言，電機(jī)、減速器、絲杠則是人形機(jī)器人關(guān)鍵運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵組成部件。

因此，在生產(chǎn)制造中，如何控制這三大零部件的關(guān)鍵尺寸與參數(shù)，都尤為關(guān)鍵。

本期推文，小優(yōu)博士結(jié)合優(yōu)可測(cè)在協(xié)助企業(yè)進(jìn)行關(guān)鍵零件把控經(jīng)驗(yàn)來(lái)介紹一下。

/電機(jī)

在電機(jī)制造中，企業(yè)會(huì)關(guān)注電機(jī)磁性瓦片的尺寸，矽鋼片尺寸，轉(zhuǎn)子軸的尺寸。

電機(jī)磁性瓦片尺寸測(cè)量-閃測(cè)儀FM系列

矽鋼片尺寸測(cè)量-閃測(cè)儀FM系列

電機(jī)軸承尺寸測(cè)量-閃測(cè)儀FM系列

在有刷電機(jī)上，企業(yè)也會(huì)通過(guò)顯微鏡對(duì)碳刷進(jìn)行失效性分析。

對(duì)于一些精密電機(jī)，企業(yè)甚至?xí)x擇白光干涉儀，對(duì)碳刷與換向器的接觸面進(jìn)行分析，控制兩側(cè)的粗糙度，從而降低磨損，減低噪音，提升碳刷的壽命。

碳刷磨損體積-白光干涉儀AM系列

在交流電機(jī)制造中，企業(yè)同樣會(huì)使用大倍率的顯微鏡，對(duì)定子線圈的繞線進(jìn)行失效性分析、表面缺陷分析等。

電機(jī)線路焊錫失效性分析-超景深顯微鏡AH系列

靈巧手上會(huì)部署多個(gè)精密的空心杯電機(jī)，這些電機(jī)在制造中，廠家也會(huì)關(guān)注外殼、磁鋼、霍爾傳感器的尺寸，并會(huì)采購(gòu)閃測(cè)儀這類的設(shè)備，對(duì)這些零部件的尺寸進(jìn)行在線抽檢，或者全檢。

在伺服電機(jī)中，對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度控制的“磁柵編碼器”，也是制造企業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象。有些企業(yè)會(huì)采購(gòu)白光干涉儀，對(duì)編碼器的激光槽高度、表面粗糙度、磁高度進(jìn)行把控。部分高精密的編碼器，表面粗糙度管控甚至要達(dá)到納米級(jí)。

磁柵編碼器微觀形貌測(cè)量-白光干涉儀AM系列

磁柵編碼器粗糙度測(cè)量-白光干涉儀AM系列

在一些高速電機(jī)中，廠家也會(huì)關(guān)注軸的軸跳動(dòng)，利用能檢測(cè)微小跳動(dòng)的光譜共焦傳感器來(lái)進(jìn)行測(cè)量。

/減速器

在減速器中，很多都配置了磁柵編碼器或者光柵編碼器。這些編碼器的尺寸與表面粗糙度，同樣需要進(jìn)行管控。

在減速器與電機(jī)共同組成的運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)模組中，一般會(huì)包含多個(gè)齒輪，如行星齒輪、減速器內(nèi)齒輪等。為了減少齒輪嚙合阻力，降低摩擦，提升運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)壽命，廠家會(huì)對(duì)齒輪、軸、套尺寸；傳動(dòng)軸的軸跳動(dòng)；齒輪嚙合面粗糙度進(jìn)行管控。在這些管控環(huán)節(jié)，白光干涉儀、閃測(cè)儀、線激光傳感器、高倍率超景深顯微鏡都是比較常見(jiàn)的檢測(cè)設(shè)備。

行星齒輪粗糙度測(cè)量-白光干涉儀AM系列

減速器齒輪磨損分析-白光干涉儀AM系列

減速器齒輪測(cè)量-閃測(cè)儀FM系列

/絲桿

目前部分人形機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)會(huì)采用到如滾珠絲杠的直線運(yùn)動(dòng)方案。如特斯拉的擎天柱機(jī)器人的手部就包含了12個(gè)行星滾珠絲杠結(jié)構(gòu)，腿部包含了14個(gè)行星滾珠絲杠。行星滾珠絲杠結(jié)構(gòu)要降低運(yùn)動(dòng)噪音，提升運(yùn)動(dòng)效率，需要精密磨床進(jìn)行加工，同樣也需要高精度白光干涉儀等測(cè)量設(shè)備，對(duì)軸、絲杠軸跳動(dòng)，以及齒輪嚙合面粗糙度進(jìn)行精密管控。

滾珠絲杠寬齒表面粗糙度測(cè)量-白光干涉儀AM系列

絲桿螺紋斜面形貌分析-白光干涉儀AM系列

白光干涉儀AM系列

一鍵影像測(cè)量?jī)xFM系列

超景深顯微鏡AH系列

薄膜厚度測(cè)量?jī)xAF系列

3D線激光傳感器AR系列

光譜共焦位移傳感器AP系列

激光位移傳感器SL系列

3D線光譜共焦傳感器AS系列

晶圓厚度/TTV/翹曲自動(dòng)測(cè)量設(shè)備APS系列