巨力自动化章日平:量产实绩Max1秒/根Hairpin成型技术一巨力自动化发卡成型技术的发展和迭代

NE时代新能源

阅读 2332    更新于2022-09-30 13:47:00

2022年9月21-22日,由NE时代主办,巨力自动化总冠名,巨一动力、中车时代电气、华域电动、上海电驱动战略合作,华为数字能源、智新科技生态合作的“2022(第二届)全球xEV驱动系统技术暨产业大会”在上海嘉定圆满召开。

扁线电机存在产线投入大的问题,此次主论坛也提到了怎么降低投资成本,其中提升生产效率是一个非常有效的措施。在22日的分论坛上,巨力自动化设备(浙江)有限公司总经理章日平分享了量产实绩Max 1秒/根Hairpin成型技术——巨力自动化发卡成型技术的发展和迭代,介绍了巨力自动化三十多年的技术积累,也展现了对扁线成型新技术和效率的不断追求。

以下为现场实录:

非常荣幸,这次我们巨力公司受邀作为本次会议的总冠名单位,并由我向大家介绍我们公司以及我们公司线成型相关技术的发展过程。

首先我介绍一下我们公司的整体情况。巨力公司主要是做电机制造设备,已经做了三十来年。很多汽车上的电机我们都有相应的设备对应,但我们近两年大概95%以上的业务主要还是来源于新能源驱动电机,也就是扁线电机的这个领域。从2017年开始研发,18年交付首条产线给客户,截止到今天关于定子线以及定子线相对应的绝缘处理产线,已经交付了20多条。我们公司的核心能力,主要还是基于定子产线生产自动化的能力,17年我们研发,18年交付的第一条产线就是一条自动化的发卡电机生产线。目前关于新能源发卡电机产线,我们已经拥有80多项发展专利。目前我们公司员工有500多人,其中研发团队有100多人。年销售产值5亿多人民币。

因为电机始终都涉及绝缘处理的需求,所以我们从1996年就开始生产和涂覆相关的设备,2000初由于客户需求,乘用车和柴油车里起动机转子也需要发卡成型和组装工艺,所以那个时候我们开始生产发卡的成型设备。那个时候的设备比较简单,主要供给有发卡需求的客户。第一条发卡的转子生产线是2007年,我们当时供应给法雷奥的,但那个时候插发卡到转子里的时候还是手动,除了这道工序,其他都是自动实现。2012年,我们掌握了自动把发卡插到转子里的能力,那条线我们是提供给雷米公司。2017年开始研发,2018年第一条我们生产的给汽车驱动电机的发卡的定子生产线提供给客户。同时2018年、2019年也生产了相应的涂覆和滴漆设备给客户。

这张图片我相信大家看到过,这是我们生产的第一条2018年交付的发卡自动化生产线。96秒的节拍。只有三个工位是手动的,一个是插ipin的工位,一个是焊端子的,还有捆绑NTC温度传感器的,其他都是自动实现的。

发卡电机生产工序流程。大家应该非常熟悉,我就不多讲了。

我们公司为了方便客户研发电机产品,协助客户做工艺过程验证,我们专门建立了实验室。从发卡成型开始,对发卡可以做机械/激光去漆,扩口,扭头,也可以进行TIG/激光焊接,包括滴漆和涂覆绝缘。客户可以到我们公司、借助于我们的实验室来验证他的设计是否合理,并且看是不是有优化的空间。

同步我们也做一些新的工艺的开发和验证。因为有时候客户产品开发设计有特殊性,以前常规的工艺工序过程我们不能应对,这样的情况下我们还有一个对制造工艺的新的方式方法的验证。这块我们也有自己的一些实验项目和课题,建立了相关验证的能力。我们实验室可以帮助客户对他的设计、产品、制造过程进行验证,同时也可以协助客户、一起配合开发一些新的制造工艺,满足产品的设计需求。

验证过程中,每道过程我们都会对生产品质加以控制。如发卡成型以后,对发卡要做高压验证,焊接后对焊接形状要做形状上的分析,绝缘处理以后用荧光法检查每个槽滴漆以后的填充率,包括涂覆后厚薄程度和均匀性。按客户对产品品质的综合要求,我们实验室也建立了相应的能力。我们实验室这两年已经帮助客户做了100多种不同的产品设计验证和定制。

接下来,介绍我们公司关于发卡成型的发展过程。

首先是第一代,2017年开始研发的。当时用的方法是2步成型法。当时每根pin生产时间效率3.5s/pin,直接形成U形,再3D冲压,形成发卡。2019年到2020年,研发出第二代,比第一代多了一步,3步冲压成型,能做到3s/pin。目前我们交付的一些产线是3代产品,先平面折U,再3D冲压,目前能做到2.5s/pin。我们3.5代的产品,综合效率能达到1s/pin。采用的成型方法还是类似于三代,但成型效率和柔性增加了很多。四代也在同步思考和研究,期待形成更高效率的产线成型能力。

先介绍第一代。2步冲压成型,基本一个机器只能对一种线型,如果要换型,换型时间会比较久。研发时间是在2017年。当时研发出来的机器还可以自动组合线杯。

2019年、2020年设计研发了二代机,3步冲压成型。这样的成型准确度更高,效率也比原先高一些。同样成型好以后组线杯。整体来讲,它的效率和换型时间都有所提升,但不足还是一种机器只对一种线型。

2020年、2021年我们开始针对之前的不足进行突破,今年交付出去的几条线都是三代机,2.5s/pin,一台机器能对应多种线型,甚至七八种都可以对应。在这个基础上我们想再往上迭代升级。

再接下来是今年下半年开始交付的,1s/pin的机器,效率会高很多,而且一台机器能对十几种不同的线型,效率、柔性度高很多。这个机器我们已经申请了相应的专利。

举个例子,我们曾经有个日本客户给了我们一个项目需求,是10层的一个定子,要求45s的节拍。当时我们还没有现在这样一个成型的设备方案,所以当时拿的还是2.5s的效率对应的机器。那时候13台线成型机器才能满足这个需求。如果换到现在,6台线成型机就能解决了,从产线投资规模来讲,可以节约很多,场地也可以节约很多。主要还是单机生产效率、能力提升了。很可惜,当时我们没有最后拿到客户的订单,因为跟我们竞争的日本的竞争对手当时能做到1.5s/pin,比我们快1s。所以后来我们一直在思考,怎样做得更快。我们也一直不断在突破和进步。

新技术给我们带来的提升还是非常大的,线成型机可以从13台减少到6台,占地面积可以从500到300多平方,pin对应的线型原先可能只有4种,现在能对应到十几种。

现在我们跟主机厂合作,主要是华域电动,蜂巢易创,中国一汽,吉利等,其他的也有很多正在合作的国际Tier1客户。

谢谢大家!

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