2020年4月30日 8 分鐘閱讀

电动汽车：蔡司测量技术是批量生产的关键

蔡司和大众汽车在合作开发一款新型发夹式定子的测量解决方案

完全组装好的定子可重复地固定在蔡司设备上。

大众汽车在萨尔茨吉特的工厂为大众ID.3的新型APP 310电驱动装置生产重要部件，其中包括一款创新的发夹式定子。为确保这种精密电机的设计质量，蔡司与大众汽车合作开发了令人信服的测量解决方案。

蔡司LineScan将整个绕组头数字化，以便将点云与CAD模型进行对比。

蔡司和大众汽车在合作开发一款新型发夹式定子的测量解决方案

大众ID.3是首款纯电动汽车。这款紧凑型汽车今年投入生产，预计将在德国工厂生产多达50万辆。并且已经计划在其他国家建立更多的生产工厂。电力驱动的主要组件在位于萨尔茨吉特的大众汽车部件工厂生产。对于定子，大众选择采用一种发夹创新型技术设计。

“这种方法可以实现大批量生产，同时也意味着电机具有更强的动力，而且重量明显更轻。”大众负责发动机规划和测试的Philip Kurz解释道。但是，在质量保证方面仍然存在挑战，因为发夹的物理特性突破了传统上用于发动机制造的测量方法的界限。这就是为何在过去的一年里，蔡司一直与大众合作，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。

挑战

这款新型电力驱动装置定子内的发夹由镀铜材料制成，取代了传统的铜线圈。作为质量保证团队的一员，Pascal Schmidt解释了为什么传统的测量技术无法应对这种情况：“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，成品发夹的形状与安装位置的形状不相匹配。另外，由于有100多个集成发夹，传感器需要完全扫描绕线头，以确保发夹不接触到发动机外壳。大众公司还需要开发一种高效的测量策略，以满足电力驱动的所有安全和质量要求。

Philip Kurz Engine planning and testing at VW Salzgitter plant
当我们在公司内部确定了我们对传感器的要求，就发现蔡司PRISMO多传感器三坐标测量机是我们理想的解决方案。

突破

2019年初，蔡司与大众开始了一项合作项目，旨在寻找应对这些挑战的解决方案。Kurz解释道：“当我们在公司内部确定了我们对传感器的要求，就发现蔡司PRISMO多传感器三坐标测量机是我们理想的解决方案。” 在选定的配置中，该坐标测量机配备了蔡司VAST XXT接触式扫描测头、蔡司LineScan光学传感器和蔡司DotScan共聚焦白光传感器，以及一个旋转装置。

在可能的情况下，大众更倾向于使用接触式程序来测量定子上的叠片束，因为这是准确合适的方法。蔡司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。发夹使用蔡司DotScan进行测量。为了在安装到定子之前检查单个发夹，蔡司开发了一种可以将发夹插入其中进行测量的夹具系统，其配置与最终将发夹安装在定子内的方式相匹配。另外，蔡司还开发了一种用于固定叠片束的夹持装置，以便实现可重复的接触式测量。

通过伪彩色图可以清楚地看到与CAD模型的偏差。

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，用户友好性也是一个重要因素。在Pascal Schmidt看来，满足这一要求的最佳条件已经具备：“借助CALYPSO，蔡司提供了一个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，输入该部件所属机器，选择测量程序，后续操作即可自动运行。这样几乎不太可能出错。”

而蔡司PiWeb也因其能快速、方便地生成有意义的测量报告，以及能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、伪彩色图和直方图。Philip Kurz对这套解决方案感到满意：“在大众的规划中，我们不仅在寻找一种特定的测量设备，更是始终在探索一个全面的测量解决方案。蔡司了解我们的产品和我们的测量需求，并能够在其产品组合中开发出符合我们要求的适合解决方案。”