机器人 五轴CNC加工
协作机器人关节结构验证
某协作机器人公司需为新一代关节模组开发高强度轻量化壳体。传统压铸模具开发周期长、成本高，客户希望通过CNC快速验证结构设计。
5天
制造周期
20件
交付数量
7075铝合金
核心材料
节省模具费¥80,000
项目成果
客户需求
某协作机器人公司需为新一代关节模组开发高强度轻量化壳体。传统压铸模具开发周期长、成本高，客户希望通过CNC快速验证结构设计。
技术挑战
壳体壁厚仅1.2mm且有复杂内部油路，五轴联动加工难度大；压铸模具开发成本超过15万元，且修改成本极高。
解决方案
采用五轴CNC一体加工7075铝合金，AI DFM分析提前发现3处设计风险并优化，无需模具投入即可验证结构可行性。
工程证据
完整工程分析链路
从需求输入到工程决策，每一步都有数据支撑
01
CHALLENGE · 客户问题
协作机器人关节模组需要高强度轻量化壳体，原始设计壁厚仅1.2mm且包含复杂内部油路，五轴联动加工难度大。传统压铸模具开发成本超15万元且修改成本极高，客户希望快速验证结构设计。
02
INPUT · 项目输入
CAD STEP格式装配体，含壳体、端盖、油路通道共8个零件
技术要求
重量 ≤ 150g壁厚 ≥ 1.2mm内部油路通畅尺寸精度 ±0.02mm硬质阳极氧化20件验证批次
03
ANALYSIS · DFM分析发现
- 原始设计壁厚1.2mm，CNC加工易产生振刀和变形
- 内部油路转角R0.3mm，刀具无法直接加工
- 3处M2.5螺纹孔距离边缘仅1.2mm，攻丝易裂
- 壳体开口处刚性不足，装夹变形风险高
04
ENGINEERING · 工程决策
建议将关键区域壁厚增加至1.8mm，油路转角增大至R0.8mm并采用电火花加工，螺纹孔边缘距离增加至2.5mm，增加工艺凸台用于装夹定位，加工完成后去除。
05
PROCESS · 工艺选择
五轴CNC加工 推荐
公差要求±0.02mm，内部油路需多面加工，五轴一次装夹可保证位置度，表面质量满足阳极氧化前处理要求，20件验证批次无需开模。
备选方案
SLA树脂打印
成本低但强度和耐温性不足，不适合结构验证件
压铸
适合量产但开模成本高，不适合20件验证批次
06
MATERIAL · 材料选择
7075-T6铝合金
强度572MPa，比强度高，CNC加工性能优异，硬质阳极氧化后耐磨性好，适合机器人关节结构件。
07
QUALITY · 质量检测
三坐标全尺寸检测，关键尺寸100%检测
内部油路通气检测，确保通畅
螺纹孔通止规检测
重量抽检，偏差≤±3g
硬质阳极氧化膜厚检测 25-40μm
材质证明随货交付
08
RESULT · 交付结果
最终重量142g，满足≤150g要求
尺寸合格率100%
内部油路全部通畅
阳极氧化均匀无色差
5个工作日交付
BUSINESS IMPACT · 商业价值
成本优化
相比压铸方案，节省模具费约¥80,000
周期缩短
从设计修改到交付仅用8天，相比压铸缩短70%
风险降低
提前发现3处设计缺陷，避免量产阶段返工
产品实拍
交付产品展示
制造流程
从需求到交付的全流程
步骤 1 4小时
需求评估
工程师分析3D模型，识别薄壁和内部油路的加工风险
步骤 2 30分钟
AI DFM分析
AI检测壁厚不足、悬垂角度、最小特征，输出3处优化建议
步骤 3 4小时
工艺方案
确定五轴CNC联动加工方案，7075-T6铝合金，阳极氧化后处理
步骤 4 3天
五轴加工
DMG MORI五轴加工中心，一次装夹完成全部特征加工
步骤 5 1天
检测交付
CMM全尺寸检测+材质证明，包装发货
技术规格
| 制造工艺 | 五轴CNC加工 |
| 核心材料 | 7075-T6铝合金 |
| 交付数量 | 20件验证件 |
| 制造周期 | 5个工作日 |
| 尺寸精度 | ±0.02mm |
| 表面处理 | 硬质阳极氧化 |
质量控制
| 尺寸精度 | ±0.02mm |
| 表面粗糙度 | Ra 0.8 |
| 材料认证 | 7075-T6材质证明 |
| 检测方式 | CMM三坐标全检 |
| 合格率 | 100% |
| 质量体系 | ISO 9001:2015 |
项目成果
节省模具费¥80,000
通过VANMEE的工程能力和AI辅助制造，客户成功完成项目验证，为后续量产奠定坚实基础。
100%
一次验收通过
5天
准时交付
ISO 9001
质量体系
