Verbundprojekt: Agile Produktionssysteme und modulare Produktbaukästen für elektrische Traktionsmotoren (AgiloDrive2); Teilvorhaben: Intelligente Laserprozesse für die Produktion elektrischer Traktionsmotoren KoPa35c

Abstract

Im Projekt Agilo Drive 2 wurden die Lasersysteme für die Statorfertigung für Elektromotoren für eine variantenflexible Fertigung weiterentwickelt. Für die Materialvorbereitung kommen Kurzpulslaser zum Abisolieren der später zu kontaktierenden Hairpinenden als Schweißvorbereitung zum Einsatz und wurden mit den Projektpartnern auf die neuen Anforderungen hin geplant und durch Versuche hinsichtlich flexibler Einsetzbarkeit verifiziert. Für das Laserkontaktieren, einem zentralen Prozessschritt in der Fertigungskette, wurde vor allem die Sensorik sowie die Prozessführung signifikant weiterentwickelt und in eine KI gestützte Betriebsumgebung eingebettet. Für die variantenflexible Fertigung wurden im Hinblick auf die Prozessführung Methoden der effizienten, schweißtechnischen Qualifizierung sowie eine allgemeingültige Skalierungssystematik grundlegend erarbeitet. Das Gesamtlasersystem wurde signifikant weiterentwickelt. Die Bildverarbeitungsaufgaben sowie die Messungen mit dem im Projekt erstmals zum Einsatz kommenden Sensor mit direktmessender optischer Kohärenztomographie (OCT) wurden in ein KI gestütztes Ablaufsystem integriert und ermöglichen nun volladaptive Schweißprozesse effizienter Operabilität für beliebige Produktvarianten aus flexiblen Vorprozessen. In the Agilo Drive 2 project, the laser systems for stator manufacturing for electric motors were further developed to meet the novel demands of fully flexible production systems. Short-pulse lasers are used for material preparation to strip the ends of the hairpins that will later be contacted and act as a preparation for welding. In collaboration with the project partners this process was reviewed to comply with the new requirements and verified through trials regarding flexible applicability. For laser contacting, a central process step in the manufacturing chain, the sensor technology and process control have been significantly advanced and embedded in an AI-supported operational environment. For variant-flexible manufacturing and with regards to process control, methods for efficient welding qualification as well as a universally applicable scaling systematics have been developed from the ground up. The overall laser system has been significantly advanced. The image processing tasks as well as the measurements with a novel sensor technology, which is being used for the first time in this project and utilizing direct measurements by optical coherence tomography (OCT), have been integrated into an AI-supported process system, enabling fully adaptive welding processes with an efficient operability for any product variants from flexible pre-processes.