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柯馬成功向蔚來交付高柔性電驅動總成自動化裝配線

文/柯馬(上海)工程有限公司 高麗媛

【內容摘要】：以滿足蔚來新產品制造需求為目標，柯馬共設計部署了三條EDS電驅動生產線，覆蓋電機裝配線、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，市場對電驅動系統(tǒng)的需求持續(xù)攀升。在這一發(fā)展趨勢下，電動汽車領域的領軍企業(yè)——蔚來在其電驅動系統(tǒng)的市場布局和技術開發(fā)等方面取得了顯著進展。

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動系統(tǒng)，并進行大規(guī)模制造。通過持續(xù)的研發(fā)和創(chuàng)新，蔚來擴大了其EDS電驅動系統(tǒng)在國內外市場的影響力，并憑借在性能、可靠性和先進性方面的競爭優(yōu)勢，贏得了廣泛認可和良好聲譽。

“在實施前沿技術解決方案的過程中，豐富的經驗和技術專長是成功的關鍵。通過這次合作，我們深切感受到柯馬在電驅動系統(tǒng)的強大實力。其創(chuàng)新解決方案為項目提供了堅實支持，使得我們能夠克服各種挑戰(zhàn)，確保項目達到預期成果，” 蔚來高級副總裁兼蔚來驅動科技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，不僅為項目的進展和成本控制提供了有力保障，更保證了最終產品的質量和可靠性。”

挑戰(zhàn)

電驅動系統(tǒng)作為高度定制化產品，其創(chuàng)新正朝著高度集成化、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性能，這對電驅系統(tǒng)核心零部件的質量和裝配工藝提出了更嚴格的標準。蔚來對新一代自主開發(fā)的電機輸入軸齒進行了創(chuàng)新設計，優(yōu)化了電機的扭矩性能，以改善高速運行時的駕駛感受，同時也對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品迭代，因此，蔚來需要靈活調整生產線以適應新產品各種工藝參數?？埋R交付的生產線必須具備高度的柔性和可擴展性，以便快速適應不同產品的共線裝配要求。

與此同時，柯馬還需要充分利用自動化技術，實現客戶提出的高產能和高質量目標，包括機器人技術、各類自動化裝配設備和視覺系統(tǒng)等。然而，這也帶來了一系列后續(xù)挑戰(zhàn)，如設備集成、編程和調試等問題。

解決方案

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

為增強生產線的柔性，以應對兩種電驅動產品共線生產的需要，柯馬與蔚來電驅動團隊一起同步開發(fā)設計殼體定位適配器，并配置零點定位器Zero-Pin。該創(chuàng)新統(tǒng)一了設計、工藝和檢測基準，滿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后續(xù)產品的導入提供了柔性生產需求。新型定位方式的采用顯著地縮短了電驅動生產線的換型時間，從而提升了生產效率。

在優(yōu)化電驅動性能和產品質量方面，柯馬更注重在裝配過程中通過新工藝來實現產品性能優(yōu)化。例如，在齒輪裝配中，通過應用視覺棱鏡合像技術精準定位，旋轉伺服壓機配合機器人六軸力控糾偏系統(tǒng)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，采用了全自動齒輪動態(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，為客戶產品實現最佳的NVH性能。

此外，為確保設計的可靠性并縮短后續(xù)的現場調試時間，柯馬在設計的各個階段進行了離線仿真。利用工廠級的模擬仿真來確定產線物料的補充時間、物料流轉方向以及物料配送人員數量。同時，通過產線級的模擬仿真，確保了產線的生產節(jié)拍、設備利用率、緩沖區(qū)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(jié)拍、運動軌跡優(yōu)化以及設備干涉分析的預判。通過不同層面的綜合考慮和規(guī)劃，整線實現了最佳運行和協(xié)調。

成果

柯馬解決方案的成功實施實現了蔚來第三代感應電機和永磁同步電機兩種電驅動產品的共線生產。秉持柔性化、模塊化和數字化的設計理念，柯馬為客戶提供了一流的生產效率和穩(wěn)定的質量保證。

據計劃，三條生產線的EDS年產能將達到100萬套。其中兩條生產線于今年內啟動量產，而另外一條預計于2024年10月實現量產。這些電驅動系統(tǒng)將搭載在蔚來的電動轎車、轎跑、SUV，以及旗下子品牌ALPS（阿爾卑斯）的部分純電車型上。