電動汽車的銷量正在不斷攀升,而且在全球范圍內(nèi)增速迅猛。例如,據(jù)國際能源機構(gòu)(IEA)估計,今年將售出 1400 萬輛電動汽車,與前一年相比,銷量增長了 35%。
因此,電動汽車在整個汽車市場的份額已接近五分之一。
因此,轉(zhuǎn)子軸等電機核心部件的生產(chǎn)正成為生產(chǎn)計劃人員關(guān)注的焦點。
他們正在尋找 "來自單一來源 "的創(chuàng)新解決方案,通過這些解決方案,可以特別高效、可靠地加工出更多數(shù)量的部件。
埃馬克激光技術(shù)公司目前正在以其 ELC 6 激光焊接機在市場上樹立榜樣:在這臺機床中,緊湊地集成了轉(zhuǎn)子軸的壓裝、預熱和焊接工藝,其轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)確保了最佳的節(jié)拍時間。
由于采用中空結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)子軸重量輕,材料成本低,因此組件設(shè)計自由度高,在這些因素的支持下,裝配式轉(zhuǎn)子軸在電動汽車領(lǐng)域取得了進步。同時,由于現(xiàn)在的轉(zhuǎn)速可高達 20,000 rpm,因此電機的 "心臟 "必須承受特別高的負荷。例如,與內(nèi)燃機的凸輪軸相比,這一數(shù)值要高出許多倍!因此,裝配轉(zhuǎn)子軸的生產(chǎn)始終與制造公差有關(guān),即使是最小的不平衡也必須不惜一切代價避免,因為這會危及電機的使用壽命。此外,生產(chǎn)過程還必須保證部件的高度穩(wěn)定性。
在這樣的背景下,面對不斷擴大的市場,如何才能建立起高效的生產(chǎn),并在保證工藝安全的情況下實現(xiàn)數(shù)量的增長呢?這個問題的答案之一就是埃馬克激光技術(shù)公司的創(chuàng)新技術(shù),因為這家位于阿倫附近 霍伊巴赫市 的公司已經(jīng)在激光焊接方面取得了令人印象深刻的成功,而激光焊接在 "制造 "兩部分轉(zhuǎn)子軸時是不可或缺的。所有領(lǐng)先的汽車制造商都在不同的應(yīng)用領(lǐng)域使用了縮寫為 "ELC"(埃馬克激光焊接單元)的相關(guān)系統(tǒng)。成功的關(guān)鍵在于作為系統(tǒng)供應(yīng)商的高水平能力:埃馬克激光技術(shù)公司了解相關(guān)部件的整個生產(chǎn)流程,并在此基礎(chǔ)上開發(fā)完整的工藝鏈。因此,在客戶方面,新建或擴建現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)施的規(guī)劃工作大大簡化。此外,整個工藝流程以埃馬克的模塊化設(shè)備結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),其中包括大量經(jīng)過驗證的組件。這就是為什么這些設(shè)備及其工藝在每個細節(jié)上都異常穩(wěn)定和高效的原因。
快速變化中的所有流程
一段時間以來,德國南部的激光專家們正是將這種品質(zhì)帶入了裝配轉(zhuǎn)子軸的生產(chǎn)中。ELC 6 設(shè)備是這一過程的核心,它是連接兩半部件的高效解決方案,工件抓取、預熱、壓裝以及焊接都是通過轉(zhuǎn)臺快速、完美地進行的。激光束能量精確、集中,焊接速度快,焊接部件變形小。該設(shè)備專為帶有圓周焊縫的動力總成部件而開發(fā),從細節(jié)中就能看出其性能:
? 在將單個工件裝入 ELC 6 之前,要對工件進行激光清洗。為此,埃馬克激光技術(shù)公司提供了 LC 4 激光清洗機,它可以與 ELC 6 完美連接,從而確保生產(chǎn)線的無縫集成。
? 在 ELC 6 的下一步(預熱和壓裝)中,感應(yīng)技術(shù)首先要確保部件達到理想的加工溫度,然后再將兩個部件連接在一起。
? 焊接前,要檢查焊縫位置并重新調(diào)整部件位置。對輪廓進行精確掃描,并將數(shù)據(jù)傳送給焊接光學系統(tǒng)和數(shù)控軸。
? 在隨后的焊接過程中,垂直布置的工件會旋轉(zhuǎn),而激光光學鏡組只向工件徑向移動。因此,聚焦能量的焊接過程實際上是從側(cè)面在圓周焊縫處進行的。高溫測溫計可控制焊接過程的溫度。
? 焊接完成后,通過轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)運動將工件運出機床,并由機器人下料。
總之,這種解決方案具有極高的生產(chǎn)速度--這主要是因為帶有旋轉(zhuǎn)工作臺的機床在焊接過程中進行上料和下料(因此與生產(chǎn)時間同步)。此外,各個子過程完全同步。固定光學鏡組/移動工件 "原則確保了高水平的運行可靠性。此外,埃馬克激光技術(shù)公司在技術(shù)、輸出和自動化方面為客戶設(shè)計了非常靈活的解決方案,在 ELC 6 中可以加工最大高度為 300 毫米的工件。
一站式整體解決方案
原則上,埃馬克在這一應(yīng)用領(lǐng)域擁有全面的技術(shù)組合,因為機床制造商已經(jīng)開發(fā)出了各種解決方案,例如轉(zhuǎn)子軸和轉(zhuǎn)子包組件的后續(xù)裝配,以及該組件的高精度車削。這同樣適用于在焊接前對兩個單獨的轉(zhuǎn)子軸部件進行車削、齒形加工和磨削。在自動化技術(shù)方面,埃馬克可根據(jù)客戶的要求確保機床之間的運輸。例如,可以使用桁架機械手、料倉、輸送料道或埃馬克自己的 TrackMotion 搬運系統(tǒng)。最終為客戶提供完整的解決方案。埃馬克是客戶在規(guī)劃、實施和服務(wù)過程中唯一需要聯(lián)系的合作伙伴。技術(shù)能力和經(jīng)驗保證了完美的工藝鏈,速度極快,安全性高。
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圖1:ELC 6 是專為轉(zhuǎn)子軸的高性能生產(chǎn)而開發(fā)的。
圖2:裝載 LC 4 激光清洗機,對部件進行激光清洗可確保焊接的完美條件。
圖3:桁架機械手從自動化系統(tǒng)中取出單個零件,并將其放置在 ELC 6 的轉(zhuǎn)臺上。
圖4:在焊接過程中,垂直排列的工件會旋轉(zhuǎn)。精確計量的激光束能量可實現(xiàn)高速焊接。
圖5:內(nèi)置轉(zhuǎn)子軸為開發(fā)人員提供了極大的設(shè)計自由度。