工藝介紹 

扁線電機(jī)，是定子繞組中采用扁銅線，先把繞組做成類(lèi)似發(fā)卡一樣的形狀，穿進(jìn)定子槽內(nèi)，再在另外一端把發(fā)卡的端部焊接起來(lái)。

目前常規(guī)的8層扁線電機(jī)，總體的工藝流程：一、切頭，完成后進(jìn)入焊接工位；二、視覺(jué)引導(dǎo)，通過(guò)視覺(jué)確定具體的焊接位置；三、激光焊接，通過(guò)激光頭，對(duì)鎖定的位置進(jìn)行精確焊接；四、焊點(diǎn)檢測(cè)，最終，再通過(guò)視覺(jué)對(duì)焊點(diǎn)進(jìn)行品質(zhì)測(cè)量。

 課題 

平均每臺(tái)電機(jī)焊接耗時(shí)>3min

由于激光焊接設(shè)備的成本是TIG焊接設(shè)備成本的5至10倍，因而僅考慮采用單臺(tái)激光來(lái)完成，隨之而來(lái)的問(wèn)題是，焊點(diǎn)數(shù)量多，單臺(tái)激光焊接的整體時(shí)間冗長(zhǎng)。我們拿當(dāng)前主流的8層Hairpin電機(jī)舉例，每臺(tái)電機(jī)的發(fā)夾數(shù)量約200pcs，理想狀況下總焊接完成時(shí)間大于3min。

1) 焊接動(dòng)作耗時(shí)約2min

按照0.5s/焊點(diǎn)的節(jié)拍來(lái)計(jì)算：200pcs * 0.5s/pcs=100s，也就是說(shuō)，要接近2min/臺(tái)。

2) 振鏡運(yùn)動(dòng)耗時(shí)約40s

單振鏡的情況下，需要電機(jī)做位置移動(dòng)，以便于激光頭能夠覆蓋至每個(gè)焊點(diǎn)。按照移動(dòng)每個(gè)點(diǎn)0.2s計(jì)算：200pcs * 0.2s/pcs=40s，也就是說(shuō)，整個(gè)振鏡運(yùn)動(dòng)時(shí)間，要高達(dá)40s。

3) 無(wú)同步運(yùn)動(dòng)控制功能，移動(dòng)耗時(shí)約48s

振鏡和電機(jī)的運(yùn)動(dòng)為邏輯運(yùn)動(dòng)，會(huì)有間歇停頓時(shí)間，按照48槽，每個(gè)槽1s的時(shí)間來(lái)計(jì)算：48pcs * 1s/pcs=48s，也就是說(shuō)，整個(gè)移動(dòng)時(shí)長(zhǎng)，要長(zhǎng)達(dá)48s。

解決方案

分裂激光束，

將四個(gè)激光頭共用一個(gè)激光光源

From：一個(gè)激光光源，對(duì)應(yīng)一個(gè)激光頭

To：一個(gè)激光光源，對(duì)應(yīng)四個(gè)激光頭

整體的成本下降為之前的四分之一。

振鏡激光與工作臺(tái)同步聯(lián)動(dòng)，

提升設(shè)備產(chǎn)能

以往，工作臺(tái)停下后才可以加工，移動(dòng)期間無(wú)法同時(shí)加工，待機(jī)時(shí)間導(dǎo)致產(chǎn)能下降。

現(xiàn)在，歐姆龍的運(yùn)動(dòng)控制器采用On The Fly控制方式，可以在工作臺(tái)移動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行激光加工。因此，相比工作臺(tái)移動(dòng)中無(wú)法同時(shí)加工的傳統(tǒng)方式，可以消除以往工作臺(tái)移動(dòng)中的待機(jī)時(shí)間，從而令產(chǎn)能提高約35%。

同步運(yùn)動(dòng)控制，

減少電機(jī)單獨(dú)移動(dòng)時(shí)間

由于控制器內(nèi)的偏差，加工時(shí)機(jī)也不同，因此我們把控每個(gè)激光頭的加工時(shí)間，與移栽機(jī)構(gòu)進(jìn)行高精度的同步控制。

 實(shí)現(xiàn)價(jià)值 

1.  速度：以主流的8層Hairpin電機(jī)為例，每臺(tái)電機(jī)發(fā)夾數(shù)量約為200pcs，原來(lái)完成所有點(diǎn)的焊接用時(shí)>3min，現(xiàn)在用時(shí)<2min，最快98s完成。

2.  成本：相比原系統(tǒng)，現(xiàn)方案成本降低為1/4

【經(jīng)營(yíng)層】

■ 通過(guò)對(duì)前沿運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的引入，使產(chǎn)品本身設(shè)計(jì)和制造工藝上得到歷史性的突破，可適用于大批量高效率的生產(chǎn)需求，進(jìn)一步鞏固自身高端品牌的地位。

【管理層】

■ 通過(guò)分裂激光束，多激光頭共享同光源來(lái)提升產(chǎn)能，將成本降低為原系統(tǒng)的1/4。

■ 通過(guò)多激光頭與移栽機(jī)構(gòu)的同步運(yùn)動(dòng)控制，大幅提升了設(shè)備的性能指標(biāo)與自動(dòng)化水平。

【工程師層】

■ 僅需設(shè)定激光ON/OFF時(shí)機(jī)的目標(biāo)值，大幅縮短設(shè)備的引入時(shí)間

■ 歐姆龍工程師全程參與指導(dǎo)，后期項(xiàng)目調(diào)整，只需自行修改參數(shù)即可。