通快电机一站式激光加工解决方案亮相CWIEME上海国际线圈展

 

　　—— 通快(中国)有限公司

 

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　　行业热点、发展趋势、技术创新
 

　　受益于新能源汽车的蓬勃发展，驱动电机产业链迎来了巨大发展机遇。当前比较主流的发展方向是扁线驱动电机，其在性能方面主要体现在功率密度高、调速范围宽、起动转矩大、高效区间广等优势。目前，采用扁线电机的车型越来越多，主要有丰田普锐斯、大众 ID4、比亚迪秦 PLUS DMI、吉利极氪、国产特斯拉 Model 3/Model Y 等，同时一辆车上也可能会部署多个电机(双电机、三电机和四电机)。这些都为电机制造商提供了巨大的增量市场。随着电机制造商的增加，技术也在不断变化。x型pin 和无稀土电机的话题也被越来愈多的厂商讨论和评估。作为扁线电机的重要设备供应商，通快也正积极参与其中，提供多种针对性的解决方案。
 

马瑞利 eAxles 电机产品，为某豪华电动跑车前置电机
 

　　02
 

 

　　不同于传统圆线电机较为简单和成熟的生产工艺，扁线电机制造商在设备端的需求更为复杂和严苛。更高产能、更高加工质量、更高程度自动化是扁线电机制造商目前面临的较大挑战。
 

　　激光技术已被证明是可以用于扁线电机定子生产的关键工艺，特别是去漆与焊接的高质量生产过程中。通快激光在2023年重点推出电机一站式激光加工解决方案。在去漆工艺环节，我们建议采用脉冲激光去除常见的绝缘材料。与机械加工(如刨削和铣削)相比，激光加工的生产率可提高 80%以上；在扁铜线焊接工艺段中，我们推荐基于图像定位的激光高速振镜焊接。这个方案已在加工速度和安装空间使用方面被证明是一种高效的方案。
 

使用激光去漆和焊接的扁铜线
 

　　扁铜线去漆
 

　　目前常用的绝缘漆材料有聚酰胺酰亚胺漆(PAI)、聚酰亚胺漆(PI)、聚酯亚胺漆(PEI)、聚醚醚酮(PEEK)。使用脉冲激光消融工艺将铜表面的绝缘涂层清洁、高效地剥离。激光聚焦到绝缘层中，在纳秒时间内输入能量并将其消融。PEEK对激光的吸收率较高；对于PAI和PAI+FEP，建议使用激光脉冲预先处理以增加吸收率。在高效的消融过程中，我们推荐使用通快 TruMicro 7070 和 TruMicro 7060 短脉冲激光器。以下是理想的工艺参数参考：
 

　　• 频率: > 20 kHz
 

　　• 脉冲重叠: > 40%
 

　　• 光斑重叠: > 40%
 

　　• 脉冲能量: > 40 mJ
 

 

通快 TruMicro 7000 短脉冲激光器是扁铜线去漆利器
 

　　取决于绝缘层的材质，使用 TruMicro 系列产品，PAI 涂层扁铜线可以达到最高13 cm2/s (平均7 cm2/s) 的去漆效率。
 

　　使用激光可以进行单根扁铜线去漆，也可以基于整条铜线进行去漆，例如可使用连续进料方式进行在线工艺。根据切线机的进料速度，可编程聚焦光学振镜(PFOs)必须进行不同的位置配置，以保持去漆位置位于 PFOs 工作区域。

 

　　扁铜线焊接
 

　　在 X Pin 制程之后，定子上的扁铜线凸起端必须被一对一对地焊接在一起以实现最佳的物理接触。在焊接准备过程中，切线机将扁铜线切割分离，在铜线端口形成剪切后的光滑表面，接着被扭到一起或者被固定到位。这存在相当大的位置公差：扁铜线不可能总是被完美地互相对齐。涉及到高度偏移和间隙宽度的公差可能会对焊接过程产生负面影响，公差过大将减小有效连接面。这些挑战必须在焊接过程中解决。
 

　　需焊接的每对扁铜线位置、方向、对齐程度并非总是符合标准焊接参数所接受的公差，我们使用通快PFO高速振镜并通过图像处理系统（VisionLine）进行定位。基于图像处理获取的位置信息与 PFO 振镜自动实时校准，从而使扁铜线中的小间隙和定位偏差可以通过补正来继续完成焊接工艺。
 

集成化的高速振镜与  VisionLine  图像捕捉系统
 进行高度和平面位置检测

 

接深度2到3mm的焊接好的扁铜线
 每一对都有不同的方向和对齐，
 因此用有图像识别的扫描光学元件是有必要的
 

　　为了进一步提高图像处理的效率和精度，通快激光率先将 AI 技术应用于激光焊接过程中。基于我们对于激光激光焊接振镜、激光焊接过程和图像处理的整体理解。采用 AI 技术之后可以显著提升图像处理的良率。
 

　　在提高效率方面，通快激光新推出双振镜焊接方案。这可以允许一个振镜进行焊接的时候，另外一个振镜同时进行图像处理，这将进一步减少等待时间，提高生产效率。
 

基于摄像头的 VisionLine 图像处理系统,
 用于监测焊接对象位置，并相应校准焊接工艺
 

　　总结
 

　　在扁铜线去漆工艺中，脉冲激光消融是非常高效可靠的工艺方案，与机械工艺相比，激光去漆效率最高可以提升80%。在扁铜线焊接工艺中，搭载高速振镜PFO与图像捕捉系统(VisionLine)的通快 TruDisk 激光器系列可实现高效、高质量焊接。激光器、高速光学扫描振镜和图像处理系统的结合同时满足了电机扁铜线焊接的高质量(低飞溅和气孔)与高产能需求。此外，光学扫描振镜也为目标工件多样的焊缝外形提供了极为灵活的解决方案。
 

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　　6月28-30日，通快激光将带着电机一站式激光加工解决方案亮相2023 CWIEME 上海国际线圈展。期待大家可以面对面交流，在忙碌的展馆里握手言谈。
 

　　展会期间，我们安排了有关通快激光产品和电机一站式解决方案的技术分享演讲，并准备了精美小礼品。您也可扫描下方二维码，预约直播活动，实时收看精彩内容！
 

　　2023 CWIEME上海国际线圈展-1H21号展位，通快激光期待您的莅临！