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柯馬成功向蔚來交付高柔性電驅(qū)動(dòng)總成自動(dòng)化裝配線

文/柯馬(上海)工程有限公司 高麗媛

【內(nèi)容摘要】：以滿足蔚來新產(chǎn)品制造需求為目標(biāo)，柯馬共設(shè)計(jì)部署了三條EDS電驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)線，覆蓋電機(jī)裝配線、減速箱總裝配線、逆變器總裝配線、EOL測試線等主要線體。

作為新能源汽車的核心部件之一，市場對(duì)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的需求持續(xù)攀升。在這一發(fā)展趨勢下，電動(dòng)汽車領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)——蔚來在其電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的市場布局和技術(shù)開發(fā)等方面取得了顯著進(jìn)展。

總部位于上海的中國跨國汽車制造商蔚來，于 2015 年開始研制其專有的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，并進(jìn)行大規(guī)模制造。通過持續(xù)的研發(fā)和創(chuàng)新，蔚來擴(kuò)大了其EDS電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在國內(nèi)外市場的影響力，并憑借在性能、可靠性和先進(jìn)性方面的競爭優(yōu)勢，贏得了廣泛認(rèn)可和良好聲譽(yù)。

“在實(shí)施前沿技術(shù)解決方案的過程中，豐富的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)專長是成功的關(guān)鍵。通過這次合作，我們深切感受到柯馬在電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的強(qiáng)大實(shí)力。其創(chuàng)新解決方案為項(xiàng)目提供了堅(jiān)實(shí)支持，使得我們能夠克服各種挑戰(zhàn)，確保項(xiàng)目達(dá)到預(yù)期成果，” 蔚來高級(jí)副總裁兼蔚來驅(qū)動(dòng)科技CEO曾澍湘表示。“我們采取了同步工程的開發(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(xiàng)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(zhàn)

電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作為高度定制化產(chǎn)品，其創(chuàng)新正朝著高度集成化、標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化的方向發(fā)展，以提升效率、降低成本并增強(qiáng)整車性能，這對(duì)電驅(qū)系統(tǒng)核心零部件的質(zhì)量和裝配工藝提出了更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。蔚來對(duì)新一代自主開發(fā)的電機(jī)輸入軸齒進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)，優(yōu)化了電機(jī)的扭矩性能，以改善高速運(yùn)行時(shí)的駕駛感受，同時(shí)也對(duì)噪聲控制提出了更高的要求。

快速變化的市場需求加速了產(chǎn)品迭代，因此，蔚來需要靈活調(diào)整生產(chǎn)線以適應(yīng)新產(chǎn)品各種工藝參數(shù)。柯馬交付的生產(chǎn)線必須具備高度的柔性和可擴(kuò)展性，以便快速適應(yīng)不同產(chǎn)品的共線裝配要求。

與此同時(shí)，柯馬還需要充分利用自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)客戶提出的高產(chǎn)能和高質(zhì)量目標(biāo)，包括機(jī)器人技術(shù)、各類自動(dòng)化裝配設(shè)備和視覺系統(tǒng)等。然而，這也帶來了一系列后續(xù)挑戰(zhàn)，如設(shè)備集成、編程和調(diào)試等問題。

解決方案

以滿足蔚來新產(chǎn)品制造需求為目標(biāo)，柯馬共設(shè)計(jì)部署了三條EDS電驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)線，覆蓋電機(jī)裝配線、減速箱總裝配線、逆變器總裝配線、EOL測試線等主要線體。在提高生產(chǎn)效率方面，全線采用3D視覺引導(dǎo)機(jī)器人，AGV小車自動(dòng)供料，以及自動(dòng)工具端裝載等自動(dòng)化手段，以實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化的生產(chǎn)流程。借助四目立體視覺3D相機(jī)的廣泛應(yīng)用，成功克服了視覺引導(dǎo)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(xiàn)了出色的重復(fù)精度。

為增強(qiáng)生產(chǎn)線的柔性，以應(yīng)對(duì)兩種電驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品共線生產(chǎn)的需要，柯馬與蔚來電驅(qū)動(dòng)團(tuán)隊(duì)一起同步開發(fā)設(shè)計(jì)殼體定位適配器，并配置零點(diǎn)定位器Zero-Pin。該創(chuàng)新統(tǒng)一了設(shè)計(jì)、工藝和檢測基準(zhǔn)，滿足了多方面的裝配要求，包括鎖緊力、位置偏差和重復(fù)精度等，并最大程度地為蔚來后續(xù)產(chǎn)品的導(dǎo)入提供了柔性生產(chǎn)需求。新型定位方式的采用顯著地縮短了電驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)線的換型時(shí)間，從而提升了生產(chǎn)效率。

在優(yōu)化電驅(qū)動(dòng)性能和產(chǎn)品質(zhì)量方面，柯馬更注重在裝配過程中通過新工藝來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品性能優(yōu)化。例如，在齒輪裝配中，通過應(yīng)用視覺棱鏡合像技術(shù)精準(zhǔn)定位，旋轉(zhuǎn)伺服壓機(jī)配合機(jī)器人六軸力控糾偏系統(tǒng)嚴(yán)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(jí)，并配備了復(fù)檢功能，降低電機(jī)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，為客戶產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)最佳的NVH性能。

此外，為確保設(shè)計(jì)的可靠性并縮短后續(xù)的現(xiàn)場調(diào)試時(shí)間，柯馬在設(shè)計(jì)的各個(gè)階段進(jìn)行了離線仿真。利用工廠級(jí)的模擬仿真來確定產(chǎn)線物料的補(bǔ)充時(shí)間、物料流轉(zhuǎn)方向以及物料配送人員數(shù)量。同時(shí)，通過產(chǎn)線級(jí)的模擬仿真，確保了產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍、設(shè)備利用率、緩沖區(qū)域范圍以及返修邏輯。最后，運(yùn)用設(shè)備級(jí)的模擬仿真，以保證設(shè)備的節(jié)拍、運(yùn)動(dòng)軌跡優(yōu)化以及設(shè)備干涉分析的預(yù)判。通過不同層面的綜合考慮和規(guī)劃，整線實(shí)現(xiàn)了最佳運(yùn)行和協(xié)調(diào)。

成果

柯馬解決方案的成功實(shí)施實(shí)現(xiàn)了蔚來第三代感應(yīng)電機(jī)和永磁同步電機(jī)兩種電驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品的共線生產(chǎn)。秉持柔性化、模塊化和數(shù)字化的設(shè)計(jì)理念，柯馬為客戶提供了一流的生產(chǎn)效率和穩(wěn)定的質(zhì)量保證。

據(jù)計(jì)劃，三條生產(chǎn)線的EDS年產(chǎn)能將達(dá)到100萬套。其中兩條生產(chǎn)線于今年內(nèi)啟動(dòng)量產(chǎn)，而另外一條預(yù)計(jì)于2024年10月實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。這些電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將搭載在蔚來的電動(dòng)轎車、轎跑、SUV，以及旗下子品牌ALPS（阿爾卑斯）的部分純電車型上。