柯馬成功向蔚來(lái)交付高柔性電驅動(dòng)總成自動(dòng)化裝配線(xiàn)

文/柯馬(上海)工程有限公司 高麗媛

【內容摘要】：以滿(mǎn)足蔚來(lái)新產(chǎn)品制造需求為目標，柯馬共設計部署了三條EDS電驅動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)，覆蓋電機裝配線(xiàn)、減速箱總裝配線(xiàn)、逆變器總裝配線(xiàn)、EOL測試線(xiàn)等主要線(xiàn)體。

作為新能源汽車(chē)的核心部件之一，市場(chǎng)對電驅動(dòng)系統的需求持續攀升。在這一發(fā)展趨勢下，電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)——蔚來(lái)在其電驅動(dòng)系統的市場(chǎng)布局和技術(shù)開(kāi)發(fā)等方面取得了顯著(zhù)進(jìn)展。

總部位于上海的中國跨國汽車(chē)制造商蔚來(lái)，于 2015 年開(kāi)始研制其專(zhuān)有的電驅動(dòng)系統，并進(jìn)行大規模制造。通過(guò)持續的研發(fā)和創(chuàng )新，蔚來(lái)擴大了其EDS電驅動(dòng)系統在國內外市場(chǎng)的影響力，并憑借在性能、可靠性和先進(jìn)性方面的競爭優(yōu)勢，贏(yíng)得了廣泛認可和良好聲譽(yù)。

“在實(shí)施前沿技術(shù)解決方案的過(guò)程中，豐富的經(jīng)驗和技術(shù)專(zhuān)長(cháng)是成功的關(guān)鍵。通過(guò)這次合作，我們深切感受到柯馬在電驅動(dòng)系統的強大實(shí)力。其創(chuàng )新解決方案為項目提供了堅實(shí)支持，使得我們能夠克服各種挑戰，確保項目達到預期成果，” 蔚來(lái)高級副總裁兼蔚來(lái)驅動(dòng)科技CEO曾澍湘表示。“我們采取了同步工程的開(kāi)發(fā)方法，這一方式在雙方緊密協(xié)作下得到了高效推進(jìn)，不僅為項目的進(jìn)展和成本控制提供了有力保障，更保證了最終產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。”

挑戰

電驅動(dòng)系統作為高度定制化產(chǎn)品，其創(chuàng )新正朝著(zhù)高度集成化、標準化和模塊化的方向發(fā)展，以提升效率、降低成本并增強整車(chē)性能，這對電驅系統核心零部件的質(zhì)量和裝配工藝提出了更嚴格的標準。蔚來(lái)對新一代自主開(kāi)發(fā)的電機輸入軸齒進(jìn)行了創(chuàng )新設計，優(yōu)化了電機的扭矩性能，以改善高速運行時(shí)的駕駛感受，同時(shí)也對噪聲控制提出了更高的要求。

快速變化的市場(chǎng)需求加速了產(chǎn)品迭代，因此，蔚來(lái)需要靈活調整生產(chǎn)線(xiàn)以適應新產(chǎn)品各種工藝參數?？埋R交付的生產(chǎn)線(xiàn)必須具備高度的柔性和可擴展性，以便快速適應不同產(chǎn)品的共線(xiàn)裝配要求。

與此同時(shí)，柯馬還需要充分利用自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現客戶(hù)提出的高產(chǎn)能和高質(zhì)量目標，包括機器人技術(shù)、各類(lèi)自動(dòng)化裝配設備和視覺(jué)系統等。然而，這也帶來(lái)了一系列后續挑戰，如設備集成、編程和調試等問(wèn)題。

解決方案

以滿(mǎn)足蔚來(lái)新產(chǎn)品制造需求為目標，柯馬共設計部署了三條EDS電驅動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)，覆蓋電機裝配線(xiàn)、減速箱總裝配線(xiàn)、逆變器總裝配線(xiàn)、EOL測試線(xiàn)等主要線(xiàn)體。在提高生產(chǎn)效率方面，全線(xiàn)采用3D視覺(jué)引導機器人，AGV小車(chē)自動(dòng)供料，以及自動(dòng)工具端裝載等自動(dòng)化手段，以實(shí)現高度自動(dòng)化的生產(chǎn)流程。借助四目立體視覺(jué)3D相機的廣泛應用，成功克服了視覺(jué)引導技術(shù)在視野和抓取范圍方面的局限，確保了零件的自動(dòng)定位和裝配，實(shí)現了出色的重復精度。

為增強生產(chǎn)線(xiàn)的柔性，以應對兩種電驅動(dòng)產(chǎn)品共線(xiàn)生產(chǎn)的需要，柯馬與蔚來(lái)電驅動(dòng)團隊一起同步開(kāi)發(fā)設計殼體定位適配器，并配置零點(diǎn)定位器Zero-Pin。該創(chuàng )新統一了設計、工藝和檢測基準，滿(mǎn)足了多方面的裝配要求，包括鎖緊力、位置偏差和重復精度等，并最大程度地為蔚來(lái)后續產(chǎn)品的導入提供了柔性生產(chǎn)需求。新型定位方式的采用顯著(zhù)地縮短了電驅動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)的換型時(shí)間，從而提升了生產(chǎn)效率。

在優(yōu)化電驅動(dòng)性能和產(chǎn)品質(zhì)量方面，柯馬更注重在裝配過(guò)程中通過(guò)新工藝來(lái)實(shí)現產(chǎn)品性能優(yōu)化。例如，在齒輪裝配中，通過(guò)應用視覺(jué)棱鏡合像技術(shù)精準定位，旋轉伺服壓機配合機器人六軸力控糾偏系統嚴格控制齒輪嚙合的行程和接觸力，有效避免損壞齒輪的表面。在減速箱合裝時(shí)，采用了全自動(dòng)齒輪動(dòng)態(tài)模擬測量墊片等級，并配備了復檢功能，降低電機安裝后齒輪的高度偏差，使齒輪安裝高度和位置得到精確的控制，從而有助于有效減小齒輪噪聲，為客戶(hù)產(chǎn)品實(shí)現最佳的NVH性能。

此外，為確保設計的可靠性并縮短后續的現場(chǎng)調試時(shí)間，柯馬在設計的各個(gè)階段進(jìn)行了離線(xiàn)仿真。利用工廠(chǎng)級的模擬仿真來(lái)確定產(chǎn)線(xiàn)物料的補充時(shí)間、物料流轉方向以及物料配送人員數量。同時(shí)，通過(guò)產(chǎn)線(xiàn)級的模擬仿真，確保了產(chǎn)線(xiàn)的生產(chǎn)節拍、設備利用率、緩沖區域范圍以及返修邏輯。最后，運用設備級的模擬仿真，以保證設備的節拍、運動(dòng)軌跡優(yōu)化以及設備干涉分析的預判。通過(guò)不同層面的綜合考慮和規劃，整線(xiàn)實(shí)現了最佳運行和協(xié)調。

成果

柯馬解決方案的成功實(shí)施實(shí)現了蔚來(lái)第三代感應電機和永磁同步電機兩種電驅動(dòng)產(chǎn)品的共線(xiàn)生產(chǎn)。秉持柔性化、模塊化和數字化的設計理念，柯馬為客戶(hù)提供了一流的生產(chǎn)效率和穩定的質(zhì)量保證。

據計劃，三條生產(chǎn)線(xiàn)的EDS年產(chǎn)能將達到100萬(wàn)套。其中兩條生產(chǎn)線(xiàn)于今年內啟動(dòng)量產(chǎn)，而另外一條預計于2024年10月實(shí)現量產(chǎn)。這些電驅動(dòng)系統將搭載在蔚來(lái)的電動(dòng)轎車(chē)、轎跑、SUV，以及旗下子品牌ALPS（阿爾卑斯）的部分純電車(chē)型上。