Roboto Origin 的机械本体中,凡承受高动态载荷、需保证精密配合关系或直接与电机/轴承传力连接的结构件,均统一采用 CNC 三轴加工制造。本文档系统梳理 V2.0 版本全部 CNC 加工件的工程编号、材料规范、表面处理要求及图纸文件体系,并为从 V1.0 迁移的开发者提供清晰的演进对照。所有制造文件存放于 02_Manufacturing/CNC_Machining/ 目录,可直接用于外协加工下单与来料检验。
Sources: README_cn.md, 安装手册_0428.pdf
零件总览与分类架构
V2.0 共定义 26 项 CNC 加工零件(BOM 编号 RB000152–RB000179),覆盖手臂、腿部、躯干、传感支架与通用连接五大子系统。BOM 文件 A2_CNCBOM.xlsx 按零件编号、名称、材料、数量、版本与表面处理进行集中管理,版本号为 v1.0.2,日期 2026.3.04。从功能拓扑角度,这些零件构成了机器人从高刚度躯干框架到触地足端的完整金属传力链。
graph TB
subgraph 上肢系统
A1[RB000152 手臂1] --> A2[RB000153 手臂2]
A2 --> A3[RB000154 手臂3]
A3 --> A4[RB000155 手臂4]
A4 --> A5[RB000179 手臂5]
end
subgraph 下肢系统
L1[RB000158 大腿内侧] --> L2[RB000169 小腿]
L2 --> L3[RB000163 脚踝横滚连接件]
L3 --> L4[RB000161 20cm脚]
L5[RB000175 长连杆] --> L6[RB000176 短连杆]
L7[RB000162 脚底连杆] --> L8[RB000165 脚底板]
end
subgraph 躯干与髋部
T1[RB000157 侧板横板] --> T2[RB000170 胸腔夹板后]
T2 --> T3[RB000171 胸腔前后夹板]
T4[RB000174 腰部支撑] --> T5[RB000159 电池底盖]
H1[RB000164 髋关节固定] --> H2[RB000177 髋夹板]
end
subgraph 通用件与传感
G1[RB000167 通用连接件] --> G2[RB000168 扩孔法兰]
G1 --> G3[RB000166 输出法兰连杆]
S1[RB000156 IMU载板]
P1[RB000172 限位销]
P2[RB000173 小腿轴承锁]
end
下表按子系统汇总全部 CNC 零件的核心工程参数。其中 管理等级 均为 A 级,表明属于关键结构件,任何代用或材料变更须经设计评审。
| 序号 | 零件编号 | 零件名称 | 材料 | 数量 | 表面处理 | 版本 | 所属子系统 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | RB000152_02 | 手臂1 | 6061铝合金 | 2 | 120目喷砂/黑色阳极氧化 | 02 | 上肢 |
| 2 | RB000153_02 | 手臂2 | 6061铝合金 | 4 | 120目喷砂/黑色阳极氧化 | 02 | 上肢 |
| 3 | RB000154_02 | 手臂3 | 6061铝合金 | 4 | 120目喷砂/黑色阳极氧化 | 02 | 上肢 |
| 4 | RB000155_01 | 手臂4 | 6061铝合金 | 4 | 120目喷砂/黑色阳极氧化 | 01 | 上肢 |
| 5 | RB000179_01 | 手臂5 | 6061铝合金 | 2 | 120目喷砂/黑色阳极氧化 | 01 | 上肢 |
| 6 | RB000156_01 | IMU载板 | 6061铝合金 | 1 | 120目喷砂/黑色阳极氧化 | 01 | 传感支架 |
| 7 | RB000157_01 | 侧板横板 | 6061铝合金 | 2 | 120目喷砂/黑色阳极氧化 | 01 | 躯干 |
| 8 | RB000158_02 | 大腿内侧 | 6061铝合金 | 2 | 120目喷砂/黑色阳极氧化 | 02 | 下肢 |
| 9 | RB000159_02 | 电池底盖 | 7075铝合金 | 1 | 120目喷砂/黑色阳极氧化 | 02 | 躯干 |
| 10 | RB000160_02 | 肩膀 | 6061铝合金 | 2 | 120目喷砂/黑色阳极氧化 | 02 | 上肢 |
| 11 | RB000161_01 | 20cm脚 | 6061铝合金 | 2 | 120目喷砂/黑色阳极氧化 | 01 | 下肢 |
| 12 | RB000162_01 | 脚底连杆 | 45钢 | 2 | 发黑 | 01 | 下肢 |
| 13 | RB000163_01 | 脚踝横滚连接件 | 6061铝合金 | 4 | 120目喷砂/黑色阳极氧化 | 01 | 下肢 |
| 14 | RB000164_01 | 髋关节固定 | 6061铝合金 | 1 | 120目喷砂/黑色阳极氧化 | 01 | 下肢 |
| 15 | RB000165_01 | 脚底板 | 6061铝合金 | 2 | 120目喷砂/黑色阳极氧化 | 01 | 下肢 |
| 16 | RB000166_02 | 输出法兰连杆 | 45钢 | 4 | 发黑 | 02 | 通用连接 |
| 17 | RB000167_03 | 通用连接件 | 6061铝合金 | 4 | 120目喷砂/黑色阳极氧化 | 03 | 通用连接 |
| 18 | RB000168_02 | 通用连接件扩孔法兰 | 6061铝合金 | 4 | 120目喷砂/黑色阳极氧化 | 02 | 通用连接 |
| 19 | RB000169_02 | 小腿 | 6061铝合金 | 2 | 120目喷砂/黑色阳极氧化 | 02 | 下肢 |
| 20 | RB000170_02 | 胸腔夹板后 | 6061铝合金 | 1 | 120目喷砂/黑色阳极氧化 | 02 | 躯干 |
| 21 | RB000171_01 | 胸腔前后夹板 | 6061铝合金 | 1 | 120目喷砂/黑色阳极氧化 | 01 | 躯干 |
| 22 | RB000172_01 | 限位销 | 6061铝合金 | 4 | 120目喷砂/黑色阳极氧化 | 01 | 躯干/限位 |
| 23 | RB000173_01 | 小腿轴承锁 | 6061铝合金 | 4 | 120目喷砂/黑色阳极氧化 | 01 | 下肢 |
| 24 | RB000174_03 | 腰部支撑 | 7075铝合金 | 1 | 120目喷砂/黑色阳极氧化 | 03 | 躯干 |
| 25 | RB000175_02 | 长连杆 | 45钢 | 2 | 发黑 | 02 | 下肢 |
| 26 | RB000176_02 | 短连杆 | 45钢 | 2 | 发黑 | 02 | 下肢 |
| 27 | RB000177_02 | 髋夹板 | 6061铝合金 | 2 | 120目喷砂/黑色阳极氧化 | 02 | 下肢 |
Sources: A2_CNCBOM.xlsx, A2_cnc_atom01/
材料选型与表面处理规范
V2.0 的 CNC 零件在材料上呈现三级分化策略,并非统一采用单一铝合金,而是根据受力特征、质量敏感度及耐磨需求进行差异化选材。
6061铝合金 是主体用量最大的材料,应用于手臂壳体、侧板横板、肩膀、小腿、髋夹板等 20 项零件。该材料在可加工性、阳极氧化外观一致性与比强度之间取得了良好平衡,适合作为机器人外露结构件的主体材料。其表面处理统一为 120目喷砂后黑色阳极氧化,既消除刀纹提升质感,又形成致密氧化膜以提高耐蚀性。
7075铝合金 仅用于 RB000174_03_腰部支撑 与 RB000159_02_电池底盖 两件。7075 的屈服强度显著高于 6061,而腰部支撑与电池底盖共同构成了 torso_joint 的机械硬限位机构,在极限姿态下可能承受冲击剪切;选用 7075 可在不显著增加重量的前提下提升限位结构的可靠性。
45钢 用于 RB000162_01_脚底连杆、RB000166_02_输出法兰连杆、RB000175_02_长连杆 与 RB000176_02_短连杆。这些连杆类零件在步态周期中承受往复拉压与微动磨损,45钢经调质后具备更高的表面硬度与疲劳极限。其表面处理采用 发黑(发蓝)工艺,在形成防锈氧化层的同时保持精密配合面的尺寸稳定性,避免阳极氧化膜层厚度对孔轴配合产生干扰。
Sources: A2_CNCBOM.xlsx, 安装手册_0428.pdf
工程文件体系与交付格式
每一款 CNC 零件均以四种文件格式同步交付,分别对应设计、制造、外协与质检四个环节。文件按用途划分为两组目录:A2_cnc_atom01/ 为完整工程包,A2_cnc_atom01_送加/ 为精简外发包。
| 文件格式 | 扩展名 | 用途说明 | 存放目录 |
|---|---|---|---|
| SolidWorks 工程图 | .SLDDRW |
含完整二维视图、尺寸标注、公差与表面粗糙度符号,是质检与工艺编程的依据 | A2_cnc_atom01/ |
| SolidWorks 零件模型 | .SLDPRT |
原生三维参数化模型,支持设计变更与特征编辑 | A2_cnc_atom01/ |
| STEP 中性模型 | .STEP |
通用三维交换格式,可直接导入 Mastercam、UG、PowerMILL 等 CAM 软件生成刀路 | 两目录均有 |
| PDF 工程图纸 | .pdf |
锁定版二维图纸,用于外协询价、来料检验与存档,防止格式漂移 | 两目录均有 |
"送加"目录的工程意义在于:外协加工厂通常不需要 .SLDDRW 与 .SLDPRT 文件,仅需 STEP 模型与 PDF 图纸即可开展工艺评审与报价。V2.0 将这两类文件单独归档,避免了完整工程包在外发过程中的版本泄露风险,同时也减小了传输体积。对于自有机加能力的团队,可直接使用 A2_cnc_atom01/ 中的 SLDDRW 文件进行车间工艺转化。
Sources: A2_cnc_atom01/, A2_cnc_atom01_送加/
关键零件的工程特征解析
在 27 项零件中,以下几类零件的设计细节直接影响整机装配精度与运动安全性,值得在下单前重点核对图纸。
腰部支撑与电池底盖(硬限位集成) RB000174_03 与 RB000159_02 并非简单的结构板,其内部分别加工有轴承固定限位槽与限位块凸台。装配时,腰部支撑的限位槽必须朝向机器人正面,电池底盖的限位块必须朝向背面,二者在 torso_joint 旋转时形成 ±120° 的机械硬止挡。若槽/块方向装反,电机使能后腰部将失去硬限位保护,存在扫齿风险。该配合关系在 PDF 工程图中以剖视图与局部放大图标注,加工时需保证槽宽公差在 +0.05/−0.10 mm 以内,以确保与限位销的滑动间隙既无卡滞又无过量旷量。
小腿轴承锁(轴向定位结构) RB000173_01 用于锁定膝关节轴承的轴向位置。V2.0 将轴承安装从简单的过盈配合升级为带锁紧结构的轴向定位方案,解决了 V1.0 中长期往复摆动导致的轴承微动磨损问题。图纸中标注了轴承孔径的精密公差带以及与小腿主体的螺纹配合深度,加工时需采用一次装夹完成轴承孔与螺纹底孔的工序,以保证同轴度。
手臂五段式模块化(RB000152–RB000179) V2.0 将单臂拆分为 5 个独立 CNC 段,每段通过 m3*10 与 m3*16 杯头螺丝逐级连接。相比 V1.0 的临时命名副本,V2.0 的编号体系使左右镜像关系在 SolidWorks 装配体中通过 ATOM01手臂装配体(右)装配体 自动派生,工程图仅需出具右臂各段,左臂由镜像特征保证几何对称。送加目录中手臂零件的 PDF 图纸标注了 "对侧同理",提示加工厂左右件共用同一套工艺。
长/短连杆与输出法兰连杆(45钢耐磨组) 这三类连杆承担下肢与通用关节的力传递,图纸中可见贯穿孔与螺纹盲孔的复合加工特征。以 RB000175_02_长连杆 为例,其 M4 贯穿孔与 M3 螺纹孔需在单件上保证垂直度,且发黑处理前的去毛刺工序必须彻底,否则氧化膜会在锐边处剥落,形成锈蚀起点。
Sources: RB000174_03_腰部支撑.pdf, RB000173_01_小腿轴承锁.pdf, RB000175_02_长连杆.pdf, 安装手册_0428.pdf
V1.0 与 V2.0 演进对照
从 V1.0(ATOM 01)到 V2.0,CNC 加工件体系经历了命名规范化、材料精细化与限位结构集成化三项核心升级。下表从工程管理角度对比两代差异。
| 对比维度 | V1.0 | V2.0 |
|---|---|---|
| 零件命名 | 临时副本名,如 atom手臂 - 副本 (1) |
正式 RB 编号体系,如 RB000152_02_手臂1 |
| 版本管理 | 无显式版本后缀 | 版本号嵌入文件名(_01、_02、_03),直观反映迭代次数 |
| 材料分化 | 主体统一 6061 铝合金;45钢连杆表面处理为"仅喷砂" | 引入 7075 铝合金用于高应力限位件;45钢连杆统一"发黑"处理 |
| 手臂分段 | 5 段副本,左右镜像依赖人工判断 | 右装配体参数化设计,左臂自动镜像生成,降低对称误差 |
| 腰部限位 | 无集成硬限位,依赖电机软限位 | 腰部支撑 + 电池底盖集成限位槽/块,机械硬止挡 ±120° |
| 工程文件归档 | 单一目录混合存放 | 拆分 A2_cnc_atom01/(完整工程)与 A2_cnc_atom01_送加/(外协精简包) |
| BOM 分类 | 与紧固件、标准件混列于总 BOM | 独立 A2_CNCBOM.xlsx,字段覆盖材料、数量、表面处理、管理等级 |
Sources: [ATOM 01 ZZEBOM.xlsx](V1.0/atom01_mechanic/02_Manufacturing/CNC_Machining/ATOM 01 ZZEBOM.xlsx), A2_CNCBOM.xlsx, 10-guan-jian-gai-jin-yao-bu-xian-wei-bei-ban-kai-guan-yu-shou-bi-you-hua.md
加工下单与来料检验建议
基于工程图纸与 BOM 的交叉验证,向加工厂发送询价包时建议遵循以下清单。
下单必备文件:
- 目标零件的
.STEP模型(来自A2_cnc_atom01_送加/) - 对应
.pdf工程图纸(含尺寸、公差、螺纹规格与表面粗糙度要求) A2_CNCBOM.xlsx中该零件的材料与表面处理行,作为工艺指令附件
来料检验要点:
- 材料复核:使用手持光谱仪或供应商材质证明书核对铝合金牌号(6061-T6 或 7075-T6),45钢需确认调质硬度报告。
- 外观检验:铝合金件表面应呈现均匀的黑色哑光阳极氧化层,无色斑、流痕或刀纹残留;45钢发黑层应完整覆盖,无露底。
- 关键尺寸抽检:优先检验轴承孔径、螺纹底孔深度、限位槽宽度与销孔中心距。图纸中可见的公差带多为 IT10–IT11 级,常规 CNC 三轴加工配合精密虎钳即可达到。
- 螺纹通止规检查:所有 M3、M4、M5 螺纹孔需用通规全入、止规不入验证,防止底孔过小导致后续装配滑牙。
Sources: A2_cnc_atom01_送加/, A2_CNCBOM.xlsx
延伸阅读与工序衔接
完成 CNC 零件的加工与来料确认后,建议按以下路径继续后续工作:
- 若需了解 3D 打印标定件与外观件的制造参数,请参阅 3D 打印件制造规范。
- 若准备使用 CNC 结构件与 3D 打印标定件进行关节零位标定,请参阅 标定工装与销钉标定工艺。
- 若需理解 SolidWorks 装配体的层级关系与工程图打开方法,请参阅 SolidWorks 装配体与工程文件。
- 若已步入总装阶段,请参阅 V2.0 总装路线图 与 安装手册导读。
- 若需核对全部物料(含紧固件、轴承、电机)是否齐全,请参考 物料清点与 BOM 概览。
- 若需仿真验证装配完成后的关节运动范围与限位逻辑,请参阅 URDF 模型结构与关节配置。