Im BorgWarner-Produktionszentrum in Changnyeong, Südkorea, ist der weltweite Wandel hin zu Elektrofahrzeugen nicht nur ein Trend, sondern eine Chance für Innovationskraft in der Fertigung. Während Automobilhersteller weltweit ihre Anlagen für die EV-Produktion umrüsten, setzt BorgWarner, ein Automobilzulieferer mit Hauptsitz in Michigan, neue Maßstäbe für Präzision und Zuverlässigkeit bei der Montage von EV-Antriebssträngen.
„Ich freue mich, dass wir etwas Neues auf den Weg bringen, und stelle weiterhin Fragen“, erklärte Young-jun Lee, Leiter des Produktionstechnologieteams im BorgWarner-Werk in Changnyeong. „Die Herstellung, Montage und Prüfung aller Komponenten eines Elektroautos ist eine erfrischende Erfahrung. Es ist ein wirklich attraktiver Job.“
Für Lee und sein Team ist die Herausforderung klar: Elektroantriebe erfordern ein bisher unerreichtes Maß an Präzision bei der Montage und Prüfung. Obwohl menschliches Fachwissen für den komplexen Montageprozess nach wie vor unerlässlich ist, hat BorgWarner festgestellt, dass fortschrittliche Bildverarbeitungstechnologie die Qualitätskontrollmöglichkeiten erheblich verbessern kann.
Kombination von menschlichem Fachwissen mit fortschrittlichen Bildverarbeitungssystemen
Die Bereitstellung und Steuerung der in einem Elektrofahrzeug verwendeten Elektrizität ist ein komplexer Prozess, der verschiedene Komponenten umfasst, die perfekt zusammenarbeiten müssen. Der Motor wandelt elektrische Energie in mechanische Energie um. Der Motorregler steuert die vom Akku zum Motor fließende Energie, und der Wechselrichter wandelt Gleichstrom in Wechselstrom um.
Menschen sind für den Herstellungsprozess unerlässlich. Die Anzahl der komplexen Komponenten eines Elektrofahrzeugs, die zusammengebaut werden müssen, und die Anzahl der beteiligten Variablen machen eine Automatisierung nicht praktikabel.
„Nur Menschen können diese Komponenten präzise zusammenbauen, jedoch machen sie Fehler“, erklärte Daebeom Park, Senior Manager des Produktionstechnologieteams in Changyeong. „Um diese Fehler zu finden, sind Bildverarbeitungssysteme von entscheidender Bedeutung.“
Die Suche nach dem geeigneten Bildverarbeitungssystem für hochtechnische Anwendungen wie die Montage von Elektrofahrzeugen kann sich als komplex erweisen. Die Elektrofahrzeugindustrie erfordert leistungsfähigere Ausrüstung als Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor.
„Wenn Sie einen Sensor erwerben, sollten Sie einen hochwertigen Sensor wählen, und wenn Sie ein Bauteil erwerben, sollten Sie ein fortschrittlicheres Bauteil wählen, um die technischen Daten des Endbenutzers zu erfüllen“, erklärte Lee. Zunächst muss ich sicherstellen, dass das Bildverarbeitungssystem das Problem lösen kann. Wenn es das Problem nicht lösen kann – selbst wenn es 10 % oder 20 % günstiger ist – wird es nutzlos sein.“
„Sicherheit an erster Stelle“ in der Praxis mit der Erkennung von EV-Fehlern
Das Risiko, einen Defekt oder ein Teil in einem Elektromotor zu übersehen, übersteigt bei weitem die Kosten für ein Bildverarbeitungssystem, so Park. Die Sicherheit der Passagiere steht im Vordergrund. „Die Gewährleistung der Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Endmontageprüfung ist von größter Bedeutung“, sagte er. „Man kann nicht einfach irgendein Bildverarbeitungssystem verwenden, schließlich geht es um das Leben von Menschen. Man muss das Bildverarbeitungssystem einsetzen, das am zuverlässigsten und präzisesten arbeitet.“
Die Lösungen von Cognex helfen bei BorgWarner auch, das Leben der Mitarbeiter zu verbessern, sagte Park – einige Prüfprozesse erforderten bis zu fünf Personen. Durch den Einsatz eines Bildverarbeitungssystems von Cognex kann BorgWarner diese Mitarbeiter nun in anderen Bereichen einsetzen.
Bei der Anwendung von BorgWarner für EV-Antriebsstrangbaugruppen musste das Produktionstechnologieteam fehlende Teile auf einer sehr ebenen Oberfläche erkennen. Einige Bildverarbeitungssysteme konnten aufgrund des geringen Bildkontrasts keine Fehler erkennen, selbst wenn die Lösungen neu positioniert wurden oder ein anderer Teil des Antriebs betrachtet wurde.
Erweiterte Prüfung mit einem einzigen Bildverarbeitungssystem
Die Bildverarbeitungs- und Automatisierungssysteme von Cognex unterstützen auch menschliche Bediener in der Automobilelektronikfertigung. Bei der Herstellung elektronischer Geräte wird häufig Raumtemperatur-vulkanisierender (RTV) Silikonkleber eingesetzt, um Leiterplatten, Steckverbinder, Sensoren und andere Komponenten vor Belastungen und Temperaturschwankungen zu schützen.
Die Bestätigung der Form von RTV-Silikongel stellt eine anspruchsvolle Aufgabe dar, bei der es zahlreiche Fehlerquellen gibt. Das Gel kann zu dick oder zu dünn aufgetragen werden, und seine Form muss gleichmäßig sein, ohne Blasen oder Mängel. Diese Mängel können elektronische Komponenten Staub und Vibrationen aussetzen oder einen Kurzschluss verursachen.
BorgWarner hat Lösungen verschiedener Anbieter von Bildverarbeitungssystemen getestet, bevor es sich für ein weiteres 3D-Bildverarbeitungssystem von Cognex entschieden hat.
„Wir sind sehr zufrieden damit, dass wir die Lösung mit einer Kamera und einem System entwickelt haben, und ich denke, das ist wahrscheinlich der größte Vorteil, den Cognex hat“, sagte Park.
KI-gestützte Prüfungen für wesentliche Sicherheitskomponenten
Das Park-Lock-System von BorgWarner ist ein gängiger Sicherheitsmechanismus in Elektro- und Hybridfahrzeugen. Das Gerät blockiert das Getriebe eines Autos beim Parken und verhindert so ein unbeabsichtigtes Rollen oder Bewegen. Das System besteht aus bis zu 20 Teilen, darunter Verriegelungsmechanismen, elektromechanische und hydraulische Systeme, Sensoren und Elektronik.
Park-Lock wird auch von manuellen Bedienern hergestellt, die Schrauben anziehen und Teile zusammenbauen. BorgWarner verwendet das Cognex In-Sight 2800 Bildverarbeitungssystem mit Edge Learning, einer benutzerfreundlichen KI-Technologie, um zu überprüfen, ob alle Park-Lock-Komponenten korrekt installiert sind.
„Es gibt Federn, es gibt dünne Muttern, es gibt viele [potenzielle] Montagefehler“, so Park. „Wenn man eine Schraube in ein dünnes, flaches Teil steckt, ist es mit den meisten Bildverarbeitungssystemen schwierig festzustellen, ob sie bündig sitzt und die erforderliche Toleranz erfüllt. Aber seit wir den In-Sight 2800 haben, konnten wir all diese Defekte auffangen, und er hat 100 % unserer Probleme gelöst.“
Die Herstellung der Elektrofahrzeuge von morgen heute gestalten
Von der Antriebsbaugruppe bis zur Überprüfung des Park-Lock-Systems hat die Integration von 3D-Bildverarbeitungssystemen und KI-gestützten Inspektionen es BorgWarner ermöglicht, ein neues Maß an Präzision zu erreichen und gleichzeitig den Personaleinsatz zu optimieren.
Während die Automobilindustrie ihre Elektromobilitätsumstellung fortsetzt, zeigt die Erfahrung von BorgWarner, dass der Erfolg darin liegt, das richtige Gleichgewicht zwischen menschlichem Fachwissen und fortschrittlicher Prüftechnologie zu finden. Ihr Ansatz zielt nicht nur darauf ab, Defekte zu erkennen – es geht darum, Vertrauen in jedes Bauteil aufzubauen, das die Einrichtung verlässt.
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