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人形机器人电机装配的微米级精度如何实现?
作者: 自媒体运营 编辑: 自媒体运营 来源: 发布日期: 2025.10.18
信息摘要:
“样机动作流畅,一到小批量试产就频繁报错”。这是否是许多人形机器人企业面临的共同挑战?经故障归因分析,问题往往不在算法或结构设计中,而是出在…

“样机动作流畅,一到小批量试产就频繁报错”。这是否是许多人形机器人企业面临的共同挑战?

经故障归因分析,问题往往不在算法或结构设计中,而是出在关节电机的装配一致性上。

在人形机器人中,通常配备2040个高动态关节,每个关节的核心是一台紧凑型伺服电机或无框力矩电机。这类电机不仅需高功率密度、低惯量,还承担着精确力控反馈的任务。而这些性能的稳定发挥,高度依赖于一个常被忽视的基础环节:装配精度。

  无框力矩电机定子

一旦电机在装配过程中出现轻微偏心或受力不均,如:

·气隙不均匀,可能导致振动加剧、效率下降;

·编码器安装姿态偏差,可能影响位置反馈精度;

·轴承压装不当,可能引发早期磨损,影响电机寿命;

更现实问题是:手工装配难以保证批次间的一致性,而传统电机产线多为标准化设计,难以适应人形机器人“多型号、小批量、快速迭代”的生产特征。

因此,实现稳定、可控、可追溯的高精度自动化装配,已成为人形机器人迈向量产的关键一环。这并非简单地用机器替代人工,而是需要结构、感知、控制与数据闭环的系统性协同。

其中,在人形机器人电机自动化装配线中这三大关键技术尤为关键。

 

一、 高刚性机械结构设计:为精度提供稳定基础

所有高精度装配的前提,是设备自身具备足够的稳定性与刚性。在电机装配过程中,压装、锁付等工序会产生瞬时作用力。若设备结构刚性不足,即便产生微小形变,也可能直接影响装配同轴度与重复定位精度。

那为什么普通设备难以胜任?

因为普通自动化设备多采用轻量化结构或通用模组,在负载下易发生弹性变形;多工位流传依赖机械定位,长期使用后易出现累积误差,难以满足微米级装配的稳定性要求。

为此,构建一个高刚性的机械平台成为基础,涵盖一体化高刚性基座、精密传动与导向系统、环境适应性设计。这一系列设计,旨在为后续的视觉定位与力控装配提供一个“稳定可靠”的物理平台,确保系统误差源头最小化。


二、 视觉+六维力控融合:实现“柔性化”精准装配

人形机器人电机的装配,尤其是转子压入、编码器安装等工序,对零部件保护要求较高;稍有偏差,可能造成轴承部件损伤等不可逆问题。

因此,须让设备具备“看得清、感得准、调得快”能力,在自动化设备领域中通过高精度视觉系统,识别定子、转子及编码器等关键部件的位置与姿态,自动补偿组装过程中的位置偏差,实现“先定位、再动作”。同时,执行末端集成力控传感器,实时监测多个方向的力与力矩变化,一旦检测到异常,系统可立即暂停或启动纠偏程序。

  视觉检测系统

在此基础上,结合柔顺运动控制策略,实现边感知、边调整的“柔性插入”。这种“视觉引导+力控补偿”的协同模式,适用于高价值、高精度电机的工序,能有效降低因零件公差或装配偏差导致的损伤风险,提升装配效率。

 

三、 闭环反馈控制:让过程可控、结果可判

高精度装配不仅要求“装的准”,更要求“装的稳、装得可追溯”。而闭环反馈控制,正是实现过程监控、质量判定与数据留存的核心手段。

该系统可在装配过程中实时采集压力、位移、扭矩等工艺参数,并与预设的工艺窗口进行比对。一旦出现异常,如压力突增、位移偏离预期轨迹,系统可自动报警或执行干预动作,防止不良品流入下一道工序。

  闭环控制系统图

更为重要是,每台人形机器人电机可生成独立的装配过程记录,支持统计过程控制,辅助工艺优化,并可对接MES系统,实现质量可追溯。这不仅提升装配过程透明度,也为后续产品迭代提供了数据支撑。

 

微米级精度,是系统工程,更是“工艺理解”的体现

实现高精度电机装配,不是单一设备的堆砌,也不是简单照搬传统产线模式。它是一套深度融合结构、感知、控制与数据的系统解决方案。

更重要的是,人形机器人在快速发展阶段,各企业在电机选型、关节设计、控制策略上差异显著。标准自动化设备难以适配,唯有具备“深度工艺理解”的非标定制能力,才能真正解决问题。

  人形机器人

而合利士在电机制造领域,已深耕十余年,服务新能源汽车、人形机器人、低空飞行器等高端装备行业,积累了大量关于电机零部件中关键装配工序的实战经验。我们深知,每一个微小的公差累积,都可能影响最终性能,每一次装配工艺的优化,都源于对细节的反复打磨。

正因如此,我们更愿意以“同行者”的角色,与人形机器人企业共同探索高精度电机量产的可行路径。

如果您正在规划电机自动化装配方案或希望了解如何提升一致性、降低装配风险,我们诚挚邀请您访问合利士或预约线下参观工厂,与我们的工艺与工程团队面对面探讨,共同携手,从 “能动”走向“可靠”,为人形机器人的量产时代,夯实每一步。

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