蔡司方案:缔造第三次汽车产业进化,大众ID.3批量生产的关键测量解决方案

国际金属加工网 2020年08月04日

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位于Salzgitter的大众汽车工厂为VW ID.3的新型APP 310驱动电机生产重要组,其中包括一种创新型发卡电机定子。为了确保这种精密电机的设计质量,ZEISS和VW合作开发了令人信服的测量解决方案。

ZEISS和VW一直合作致力于开发

用于发卡电机定子的新型测量解决方案

没有任何一家汽车制造商能够像大众集团那样始终不遗余力地实现电动化。VW ID.3是款纯电动汽车。这款紧凑型汽车将于今年投入生产,预计将在德国出厂达500,000辆。此外,也制定在其他国家建立更多生产工厂的计划。驱动电机的主要组件在位于Salzgitter的大众组件工厂生产。对于电机定子,VW选择采用一种发卡创新型技术设计。

“这种方法可以实现大批量生产,同时也意味着电机具有更大的功率,而明显更轻盈。”VW负责电机规划和测试的Philip Kurz解释道。然而,在质量保证方面仍然存在挑战,因为发卡电机的物理特性打破了电机结构中所用传统测量方法的界限。这就是为何在过去的一年里,ZEISS一直与VW合作,以开发一种有助于汽车制造商大规模批量生产电动汽车的测量解决方案。

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挑战

这种新型驱动电机定子内的发卡由镀铜制成,取代了传统的铜线线圈。质量保证团队成员Pascal Schmidt解释了为什么这对于传统测量技术而言极具挑战性:“铜很容易变形,导致我们不能使用接触式测量方法。而且它有光泽且半透明,使得光学测头难以检测到。”最重要的是,成品发卡的形状与安装位置的形状不相匹配。另外,对于100多根集成发卡而言,需要测头对绕组头进行全面扫描,才能确保发卡不会接触到电机壳体。VW还需开发一种高效的测量策略,以满足驱动电机的所有安全和质量要求。

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完全组装的定子可重复地固定在ZEISS设备上。

Philip Kurz VW Salzgitter工厂电机规划与测试

在VW的规划中,我们不仅仅在寻找一种特定的测量设备,还始终在探索全面的测量解决方案。ZEISS了解我们的产品及测量需求,并能够在其产品组合中开发出最符合我们要求的理想解决方案。

突破

2019年初,ZEISS和VW开始了一项合作项目,旨在寻找面对这些挑战的解决方案。Kurz解释道:“一旦我们确定了测头的内部要求,很明显ZEISS PRISMO多测头三坐标测量机就成为了我们理想的解决方案。”在选定的配置中,三坐标测量机配备了ZEISS VAST XXT接触式扫描测量头、ZEISS LineScan光学测头和ZEISS DotScan共聚焦白光测头,以及转台。

在可能的情况下,VW更倾向于使用接触式方法来测量定子上的叠片束,因为这是最为精确的方法。ZEISS LineScan用于检查绕组头,因为它会以点云的形式生成数字化数据,从而可以使用CAD模型进行校准。发卡使用ZEISS DotScan进行测量。为了在定子内安装前检查单根发卡,ZEISS开发了一种可以将发卡插入其中进行测量的设备,其配置与最终将发卡安装在定子内的方式相匹配。此外,ZEISS还开发了一种用于固定叠片束的夹紧装置,以便实现可重复的接触式测量。

全面的测量解决方案

由于不是测量工程师本人而是由生产工人来进行随机检查,用户友好性也是一项重要因素。Pascal Schmidt认为,满足此要求的最佳条件是:“借助CALYPSO,ZEISS提供了清晰的图像及文本界面,使操作员可以选择自己想进行的操作。操作员插入要测量的部件,输入部件所属机器,选择测量程序,后续操作可以自动运行。这样几乎不太可能出错。”

ZEISS PiWeb因其能快速、容易地生成有意义的测量报告以及清晰地可视化测量数据而令人信服,其中包括CAD视图、表格图、彩色偏差图以及直方图。Philip Kurz对解决方案包感到满意:“在VW的规划中,我们不仅在寻找一种特定的测量设备,更是始终在探索全面的测量解决方案。ZEISS了解我们的产品及测量需求,并能够在其产品组合中开发出最符合我们要求的理想解决方案。”

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通过彩色偏差图可以清楚地看到与CAD模型的偏差。

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(蔡司工业测量 )

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