eMobility: Công nghệ đo lường từ ZEISS cung cấp chìa khóa cho sản xuất hàng loạt

ZEISS và VW đã làm việc cùng nhau để phát triển một giải pháp đo lường mới cho cuộn stato hairpin

Nhà máy Volkswagen tại Salzgitter sản xuất các linh kiện quan trọng cho hệ thống dẫn động điện APP 310 mới, được thiết kế cho mẫu xe VW ID.3 – trong đó có một stato hairpin mang tính cải tiến. Để đảm bảo chất lượng của thiết kế động cơ tinh vi này, ZEISS đã hợp tác với VW để phát triển một giải pháp đo lường thuyết phục.

ZEISS LineScan số hóa toàn bộ đầu cuộn dây để so sánh đám mây điểm với mô hình CAD.

ZEISS LineScan số hóa toàn bộ đầu cuộn dây để so sánh đám mây điểm với mô hình CAD.

ZEISS và VW đã làm việc cùng nhau để phát triển một giải pháp đo lường mới cho cuộn stato hairpin

VW ID.3 là chiếc xe đầu tiên được thiết kế hoàn toàn như một chiếc xe điện. Mẫu xe nhỏ gọn này sẽ đi vào sản xuất trong năm nay, với dự kiến 500.000 chiếc sẽ được xuất xưởng tại nhà máy ở Đức. Và các kế hoạch đã được đưa ra để thiết lập thêm các nhà máy sản xuất ở các quốc gia khác. Các linh kiện thiết yếu của bộ truyền động điện được sản xuất tại nhà máy linh kiện của Volkswagen ở Salzgitter. Đối với stator, VW đã chọn một thiết kế sáng tạo sử dụng công nghệ hairpin.

Philip Kurz, người chịu trách nhiệm lập kế hoạch và thử nghiệm động cơ tại VW giải thích: "Cách tiếp cận này cho phép sản xuất hàng loạt khối lượng lớn, và nó cũng có nghĩa là động cơ có nhiều năng lượng hơn, trong khi nhẹ hơn đáng kể". Tuy nhiên, vẫn còn thách thức về đảm bảo chất lượng – bởi vì các tính chất vật lý của hairpin đẩy ranh giới của các phương pháp đo lường truyền thống được sử dụng trong chế độ động cơ. Đây là lý do tại sao trong năm qua, ZEISS đã làm việc với VW để phát triển một giải pháp đo lường cho phép nhà sản xuất ô tô này sản xuất xe điện hàng loạt với quy mô lớn.

Thách thức

Thách thức

Các hairpin trong stato của bộ truyền động điện mới, được làm từ đồng tráng, thay thế cuộn dây đồng truyền thống. Pascal Schmidt, thành viên của nhóm đảm bảo chất lượng, giải thích lý do tại sao đây là bài toán vượt tầm giải quyết của công nghệ đo lường truyền thống: "Đồng dễ bị biến dạng, đó là lý do tại sao chúng ta không thể sử dụng các phương pháp đo tiếp xúc. Thêm vào đó, đặc tính bóng và bán trong suốt của nó gây ra không ít trở ngại cho việc phát hiện bằng các cảm biến quang học." Thêm vào đó, cấu trúc hình học của các hairpin sau khi gia công không tương thích với hình dạng của vị trí lắp ráp. Và, với hơn 100 hairpin tích hợp, đầu quấn cần được quét toàn bộ bằng các cảm biến để đảm bảo rằng hairpin không chạm vào vỏ động cơ. VW cũng cần phát triển một chiến lược đo lường hiệu quả đáp ứng tất cả các yêu cầu về an toàn và chất lượng cho hệ truyền động điện.

Sau khi xác định rõ các yêu cầu về cảm biến của mình, chúng tôi nhận thấy rằng máy đo tọa độ đa năng ZEISS PRISMO chính là giải pháp tối ưu.

Philip Kurz Lập kế hoạch và thử nghiệm động cơ tại nhà máy VW Salzgitter

Đột phá

Vào đầu năm 2019, ZEISS và VW đã bắt đầu một dự án hợp tác với mục đích tìm giải pháp cho những thách thức này. Kurz giải thích: "Một khi chúng tôi đã xác định trong nội bộ các yêu cầu cảm biến của mình, chúng tôi nhận thấy rõ ràng là máy đo tọa độ đa cảm biến ZEISS PRISMO là giải pháp lý tưởng.“ Trong cấu hình đã chọn, máy đo tọa độ được trang bị đầu đo quét tiếp xúc ZEISS VAST XXT, cảm biến dạng quang học ZEISS LineScan và cảm biến ánh sáng trắng màu ZEISS DotScan, cũng như bộ phận xoay.

Nếu có thể, VW muốn sử dụng quy trình xúc giác để đo bó cán trên stato, vì đây là phương pháp chính xác nhất. ZEISS LineScan được sử dụng để kiểm tra đầu cuộn dây, vì điều này tạo ra dữ liệu kỹ thuật số dưới dạng đám mây điểm để cho phép hiệu chuẩn với mô hình CAD. Các hairpin được đo bằng ZEISS DotScan. Để kiểm tra các hairpin riêng lẻ trước khi lắp đặt trong stato, ZEISS đã phát triển một hệ thống đồ gá trong đó các hairpin có thể được lắp vào để đo lường trong một cấu hình phù hợp với cách cuối cùng chúng sẽ được lắp đặt trong stato. Ngoài ra, đối với bó cán, ZEISS đã phát triển một thiết bị kẹp cho phép bó được cố định để đo tiếp xúc nhiều lần.

Giải pháp đo lường toàn diện

Độ lệch so với mô hình CAD được hiển thị rõ ràng bằng màn hình màu giả.

Giải pháp đo lường toàn diện

Vì không phải bản thân các kỹ sư đo lường mà chính các công nhân sản xuất sẽ tiến hành kiểm tra ngẫu nhiên, sự thân thiện với người dùng cũng là một yếu tố quan trọng. Và theo ý kiến của Pascal Schmidt, các điều kiện tốt nhất đã được đưa ra để đáp ứng yêu cầu này: ”Với CALYPSO, ZEISS cung cấp một giao diện rõ ràng với hình ảnh và văn bản cho phép người vận hành chọn những gì anh ta muốn làm. Kỹ thuật viên tiến hành lắp đặt đối tượng đo, nhập liệu về nguồn gốc máy, lựa chọn chương trình đo tương ứng, và sau đó quy trình đo lường sẽ được tự động hóa hoàn toàn. Hầu như không có khả năng xảy ra sự cố nào.“

Và ZEISS PiWeb cũng rất thuyết phục với khả năng tạo các báo cáo đo lường có ý nghĩa một cách nhanh chóng và dễ dàng, đồng thời trực quan hóa rõ ràng dữ liệu đo lường – bao gồm chế độ xem CAD, biểu đồ mẫu, hiển thị màu sai và biểu đồ tần xuất. Philip Kurz rất vui mừng với gói giải pháp: "Trong kế hoạch của chúng tôi tại VW, chúng tôi không chỉ tìm kiếm một thiết bị đo lường cụ thể, mà luôn tìm kiếm một giải pháp đo lường toàn diện. ZEISS hiểu các sản phẩm và nhu cầu đo lường của chúng tôi, và có thể phát triển trong danh mục sản phẩm của họ giải pháp lý tưởng phù hợp nhất với yêu cầu của chúng tôi.“

Hãy nói về NEV

#measuringhero

Chia sẻ trang này