本发明公开了一种基于机器人的摆臂轮廓仪及其使用方法。该摆臂轮廓仪包括机器人、气浮转台、测量摆杆,气浮转台与机器人相连,测量摆杆安装于气浮转台上,测量摆杆的中轴线与气浮转台的回转轴线相交且垂直,测量摆杆的端部通过调整转轴连接有测量传感器组件,调整转轴垂直于由测量摆杆的中轴线和气浮转台的回转轴线所构成的平面,且与测量摆杆的中轴线相交,测量传感器组件装有微位移测量传感器,微位移测量传感器的测量轴线与测量传感器组件的中心轴线重合,气浮转台的回转轴线上设置有回转轴顶尖。本发明只需要精确控制各部件的关键尺寸,摆臂轮廓仪测量的位置和姿态就可以用公式精确计算和定位,大大简化了摆臂轮廓仪的校准工作。