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AUTOMOTIVE & NEV

Elektrischer Antrieb

Effiziente Qualitätssicherung von E-Motorteilen bei GROB

Fertigungstechnik von GROB kommt bei über zwei Dritteln aller Hersteller von Elektrofahrzeugen zum Einsatz. Diese Marktführerrolle hat sich das Familienunternehmen auch durch hohe Qualitätsansprüche verdient.

Das Unternehmen GROB, Zulieferer von Produktions- und Automatisierungssystemen, hat schon früh das Potenzial von E-Antrieben erkannt. Gemeinsam mit seinen Kunden entwickelt und produziert das deutsche Unternehmen Maschinen und Systeme für die Großserienfertigung von Statoren und Rotoren für alle bekannten OEMs. Um die Qualität und Präzision der Prototypen sicherzustellen, die mit diesen Systemen hergestellt werden, setzt GROB im gesamten Produktionsprozess auf mikroskopische, taktile und optische Technologien von ZEISS – vom Wareneingang bis zum fertig montierten Teil. So stellt das Unternehmen sicher, dass alle Elektromotorteile strengste Qualitätsstandards erfüllen.

Stator: simpler Aufbau, komplexe Fertigung

Der Motor eines E-Autos ist bestechend simpel aufgebaut: Ein drehbarer Elektromagnet (Rotor) dreht sich im Magnetfeld eines unbeweglichen Dauermagneten (Stator). Der Stator besteht nur aus einem Blechstahl-Gehäuse, dem Blechpaket, und Induktionsspulen aus beschichtetem Kupfer – wobei heute statt Wickeldraht-Spulen zunehmend Hairpins zum Einsatz kommen.

„So vorteilhaft Hairpins als fertiges Produkt sind, so anspruchsvoll ist ihre Herstellung, gerade was das Biegen und Schweißen angeht“, erklärt Georg Knoll, Schweißfachingenieur bei GROB und Leiter des Werkstatt-Prüflabors.

Quality Assurance for High-Performance E-Motors

Erfahren Sie mehr über Qualitätssicherung für E-Motoren

Um die maximale Leistung zu erreichen, muss die Qualität aller E-Motor-Komponenten genau geprüft werden. Von Hairpins bis hin zu Rotoren und Wellen: Erfahren Sie, was für jedes Teil wichtig ist und wie das ZEISS Portfolio anwendungsübergreifend Qualität gewährleistet.

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Durchgehende Prüfung erfordert Kombination von Technologien

Die Qualitätssicherung eines Stators beginnt mit der Wareneingangskontrolle: Der Kupferdraht für die Hairpins wird unter dem Mikroskop ZEISS Axio Imager analysiert, um den Zustand der Isolationsbeschichtungen zu prüfen. Die Software ZEISS ZEN core unterstützt die Materialanalyse und die Messung der Beschichtungsdicke. Anschließend werden die Drähte in Form gebogen. GROB beurteilt das Biegeverhalten mit dem Multi-Sensor-Koordinatenmessgerät ZEISS PRISMO verity, um die Maßhaltigkeit und Homogenität zu sichern. 

Sobald die Hairpins im Blechpaket montiert sind, werden die geschweißten Enden der Hairpins mit einem Computertomografen inspiziert. GROB prüft dann erneut die Position der Schweißnähte am Stator mit dem KMG. Abschließend prüft das Team die gesamte Baugruppe mit der optischen 3D-Messmaschine ZEISS ScanBox und der Auswertesoftware ZEISS INSPECT auf Maßhaltigkeit und Oberflächendefekte.

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Lösungen von ZEISS machen Qualitätssicherung 30 % produktiver

„Wir kombinieren mikroskopische, taktile und optische Messtechnik und erreichen damit optimale Ergebnisse“, erklärt Martin Negele, Bereichsleiter der Qualitätssicherung. Und das Unternehmen hat mit ZEISS einen Partner für alle Lösungen. Negele betont: „Das einheitliche Ökosystem erspart uns Schulungsaufwand und erleichtert unseren Mitarbeitern die Bedienung. Und es macht die Planung der Auslastung flexibler und effizienter. Dadurch hat sich unsere Produktivität um 30 Prozent erhöht.“

KI verbessert Inspektionsqualität von Statoren

Die Integration der KI in die Inspektion von Statoren erhöht die Prozesseffizienz. Die KI-gestützte Software ZEISS ZEN core erkennt kleinste Defekte, beispielsweise in Beschichtungen oder Porositäten in einzelnen Hairpin-Mikroskopbildern. Zusätzlich liefert die Computertomografie eine zerstörungsfreie 3D-Visualisierung der inneren Strukturen, anhand derer sich die Hairpin-Integrität auf dem gesamten Stator genau beurteilen lässt. Die Software ZEISS INSPECT überzeugt durch die automatisierte Defekterkennung, selbst bei schnellen Scans ganzer Statoren mit Artefakten. Vortrainierte Modelle – beispielsweise für Hairpin-Inspektionen – fügen sich nahtlos ein und lassen sich an spezielle Anforderungen anpassen. Dadurch lässt sich die optimale Qualitätskontrolle der Statoren für Elektrofahrzeuge gewährleisten. 

The automotive battery separately on the white background.

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