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商用車領域中的輕量化設計： EMAG LaserTec針對卡車差速器開發整體生產解決方案

2020-3-26 來源：埃馬克作者：-

當“輕量（liàng）化設計”一詞被用於汽車生產時，其通常與乘用車有關，很（hěn）少會指商用車。然而，卡車傳動係統中（zhōng）所需的大型（xíng）和重型部件均有減輕重量，降低成本的潛（qián）力。最近，一家北美供（gòng）應商展示了 EMAG LaserTec公司的激光焊接整體生產（chǎn）係統可（kě）提供的可能性和優勢。針對卡車差速器的生產，該商用車供應商目前（qián）正在使用EMAG生產係統，將三個獨立部件焊接在一起，由此可省去大約40處昂貴的（de）螺栓連接成本（běn）。那麽（me）這條生產線都涉及10 哪些工藝（yì）？

激光焊接生產線 3D_差速器

基（jī）於激光焊接開發的（de）整體生產係（xì）統（tǒng）使 EMAG LaserTec 在市場上具有獨特的

優勢（shì）

來（lái）自殼牌對商用車的研究預測，在 2040 年之前，上路的商用車數量仍會繼續快速增長。該研究稱，德（dé）國每年新登記的商用車數量會從現今的290000 輛增至（zhì） 344000 輛，到 2040 年車輛總數將近 350 萬輛（現今：290 萬輛（liàng））。同（tóng）時，我們還將繼（jì）續看到為實現氣候目標而推動節能（néng）的努力，以及要求製造商開發更經濟的汽車的政治壓力。對此（cǐ），一個能讓製造商（shāng）在商用車領域（yù）實現輕（qīng）量化設計的係統將會（huì）改變遊戲規則。許（xǔ）多卡車製造商很自然地把重點（diǎn）放在成熟的乘用車輕量化係統上，這些係統使得（dé）生（shēng）產成本大幅降低，重量大幅減輕，而（ér）這正是激光焊接（jiē）發揮作用的地方。多年20 來，激光焊接在乘用（yòng）車傳動係組件的生產中一（yī）直不可或缺。如（rú）今，焊接連接已在許多地方取代了螺（luó）栓連接。即使無法減輕工件的重量，也可以通過（guò）省（shěng）去昂貴的螺（luó）紋連接來提高成本效益。例如，一些先進的雙離合變速器上已使用的激（jī）光焊接焊縫數量總（zǒng）數不少於（yú） 16 條，分別用（yòng）在各種齒輪、雙離合器和差（chà）速器。在此背景下，該北美商用車供應商會委托 EMAG LaserTec 也不足（zú）為奇，因為（wéi）激光焊接整體生產係統（tǒng）的相關開（kāi）發正是這家位於施瓦本格明德 (Schwäbisch Gmünd) 附近霍伊巴赫 (Heubach) 的企業的強項。“客（kè）戶之（zhī）所以了解我們，是因為（wéi）他（tā）在（zài）其他（tā）應用領（lǐng）域使用（yòng）了 EMAG機床。他的目標是生產一種更（gèng）輕、更經濟（jì）的卡車差速器。對我（wǒ）們來說這是一項理想的任務，即（jí）使我們是首次在卡車領（lǐng）域完成此類項目”，EMAG 30 LaserTec 總經理 Dr. Andreas Mootz 博士解釋說。“對客戶而言，最為至關重要的一點就（jiù）是作為（wéi）係統供應商，我們是否（fǒu）具備高水平的專業知識（shí）和能力。我們研發的激光焊接工藝鏈，可從根本上簡（jiǎn）化客戶方規劃（huá）工作，並同時確保安全高效的工藝進（jìn）程。”

該生產線（xiàn）確保了卡車差速器生產的（de）完美節拍流程

清洗、壓裝、焊接和檢測集（jí）成在一條生產（chǎn）線內

該部件重達 130 公（gōng）斤，直徑最大可達 600 毫米

該生產線展示（shì）了卡車差速器生產的完美（měi）節拍流程，差速器總共包（bāo）括三個獨立部件：兩個殼體部件和（hé）一個（gè）齒輪。這些部件各重達 130 公斤，直徑最大可達600 毫米。詳細工藝流程如（rú）下：

· 通過（guò）兩個獨（dú）立上料工位進料之（zhī）後，兩個殼體部（bù）件和（hé）齒（chǐ）輪會經過40 EMAG 激光清洗設備–這是一套自主（zhǔ）研發（fā）的新（xīn）型係統，已具有標準化機床的特性。清洗過程非（fēi）常快捷，采用激光束（shù）除去所有殘留物，例如（rú）冷卻劑或防腐劑。

· 然後機器人會從（cóng）激光清洗機中取出部件。通過感應加熱將齒輪預（yù）熱，之後將其送入壓裝工位（wèi）（使用 EMAG eldec 的（de）低頻（pín）感應電源進行（háng）預熱）。兩個殼體被直（zhí）接送入壓裝工位，與齒輪壓裝在（zài）一起。該過程配有力/位移監控。

· 此（cǐ）時部件已準備好進行焊（hàn）接–機器人會將其送至 EMAGELC 600機床。軸向夾緊（jǐn）之後，通（tōng）過兩（liǎng）次焊接把殼體封（fēng）閉，並將齒輪與殼體連接。

· 埃馬克超聲波檢測係統會自（zì）動檢查焊接接頭質量–這是焊接過程中的關鍵（jiàn）步驟，對於專家們來說這和工件加工同等重要。

殼體部件（jiàn）以（yǐ）及齒輪均會（huì）在新研發的 EMAG 激光清（qīng）洗機上（shàng）進行清洗以便後

續加工（gōng）

該（gāi）工藝研發在短短 12 個月內就已完成！這段時間（jiān）裏，EMAG LaserTec的專家必須克（kè）服一些工藝技術上的難題，，畢竟，焊縫兩側材料分別為鑄鐵和滲碳鋼且焊接深度需要很深，這裏我們采用 8KW 的固體激光器並添加焊絲來（lái）對其進行焊接。此外，生產係（xì）統的規模也令（lìng）人印象深刻：整個係統由兩個激光（guāng）清洗（xǐ）工位（wèi）、一（yī）個加熱工位、一個壓裝工位、ELC 600機床和超聲（shēng）波檢（jiǎn）測工位構成，它們與複雜的進料裝置以及兩台（tái）工業機器（qì）人相連。

市場上的獨特優勢

“這個項目的開發完美地闡釋了我們是（shì）如何（hé）工作的”，Mootz 先生談（tán）到激光焊接（jiē）整體生產係統時說道。“我們始終會從部件及其組（zǔ）件出發（fā），開發加工節拍與控製均具有競爭（zhēng）力的工藝流程（chéng）。最終交付高生產效率和工藝（yì）穩定的‘客戶定製解決方案’。”EMAG LaserTec 憑借其在傳動驅動組件領域的豐富的經驗和知識而出類拔萃–已累計（jì）交付超過 160 套 ELC係統。EMAG是激光焊接差速器領域的全球市場引（yǐn）領者。另一決定性因素是基（jī）於模塊化的埃馬克工程開發，它依賴於各種已經驗證的部件（jiàn）。最後還有重要的（de）一點（diǎn），在機床自動化中獲（huò）得的經驗在設計和生產此類係統時也提供了更多（duō）的優勢。霍伊巴赫 (Heubach) 的專家們確（què）信這是商用車70 領（lǐng）域的技術發展方向，因為生產（chǎn）中的總體成本壓力和對經濟型車輛的需求將會持續增（zēng）長（zhǎng）。“無論如何，我們（men）認（rèn）為自己在這一領域處於有利位置（zhì）”，Mootz 先生最（zuì）後強調。

機器人負責給 EMAG ELC 160 上料。殼體的封閉、殼體（tǐ）與（yǔ）齒輪（lún）的連接通110 過兩條焊縫得以實現

“激光（guāng）焊接整體生產係統的開發展現出 EMAG LaserTec 在市場上真正獨特的優勢。”

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