Au centre de production de BorgWarner à Changnyeong (Corée du Sud), le virage mondial vers les véhicules électriques n’est pas seulement une tendance, c’est une opportunité d’innovation dans la fabrication. Alors que les constructeurs automobiles du monde entier réorganisent leurs installations pour la production de véhicules électriques, BorgWarner, un fournisseur automobile basé dans le Michigan, établit de nouvelles normes en matière de précision et de fiabilité dans l’assemblage de groupes motopropulseurs de véhicules électriques.
« Je suis ravi que nous fassions quelque chose de nouveau, et je pose toujours des questions », a déclaré Young-jun Lee, qui dirige l’équipe de technologie de production de l’usine de BorgWarner à Changnyeong. « La fabrication, l’assemblage et l’inspection de tous les composants d’une voiture électrique sont rafraîchissants. C’est un travail vraiment attrayant. »
Pour Lee et son équipe, le défi est clair : Les variateurs de puissance des véhicules électriques exigent des niveaux de précision sans précédent pendant l’assemblage et l’inspection. Bien que l’expertise humaine reste essentielle pour le processus d’assemblage complexe, BorgWarner a découvert que la technologie de vision industrielle avancée peut considérablement améliorer leurs capacités de contrôle qualité.
Combiner l’expertise humaine avec des systèmes de vision avancés
La fourniture et le contrôle de la quantité d’électricité utilisée dans un entraînement électrique de VE sont un processus complexe impliquant divers composants qui doivent fonctionner ensemble en parfaite harmonie. Le moteur convertit l’énergie électrique en énergie mécanique ; le contrôleur du moteur gère la puissance circulant de la batterie au moteur, et l’onduleur convertit le courant continu en courant alternatif.
Les personnes sont essentielles au processus de fabrication. Le nombre de composants pour VE complexes à assembler et la quantité de variables impliquées ne se prêtent pas à l’automatisation.
« Seules des personnes peuvent assembler ces composants avec précision, mais elles commettent des erreurs », a déclaré Daebeom Park, directeur principal de l’équipe de technologie de production à Changyeong. « Pour trouver ces erreurs, les systèmes de vision industrielle sont vraiment importants. »
Trouver le bon système de vision pour des applications hautement techniques telles que l’assemblage de véhicules électriques peut être une route sinueuse. L’industrie des véhicules électriques nécessite un équipement plus performant que les véhicules à moteur à combustion interne.
« Si vous achetez un capteur, vous devez en acheter un bon, et si vous achetez une pièce, vous devez acheter une pièce plus avancée pour répondre aux spécifications de l’utilisateur final », a déclaré Lee. « Tout d’abord, je dois m’assurer que le système de vision industrielle peut résoudre le problème. S’il ne peut pas résoudre le problème, même s’il est 10 % ou 20 % moins cher, il ne sert à rien ».
Mettre en pratique la « sécurité avant tout » grâce à la détection des défauts de VE
Selon Dr Park, le risque de manquer un défaut ou une pièce dans un moteur de VE dépasse largement le coût d’un système de vision ; la sécurité des passagers est la principale préoccupation. « Il est de la plus haute importance d’assurer la précision et la fiabilité de l’inspection de l’assemblage final », a-t-il déclaré. « Il ne suffit pas d’utiliser un système de vision parce qu’il s’agit de la vie des gens, il faut utiliser la vision qui fonctionne de la manière la plus fiable et la plus précise. »
Les solutions Cognex contribuent également à améliorer la vie des employés chez BorgWarner, a déclaré M. Park. Certains processus d’inspection nécessitaient jusqu’à cinq personnes. L’utilisation d’un système de vision industrielle de Cognex permet à BorgWarner d’affecter ces employés à d’autres services.
Dans l’application d’assemblage de l’entraînement électrique des VE de BorgWarner, l’équipe technologique de production devait détecter les pièces manquantes sur une surface très plane. Certains systèmes de vision industrielle ne pouvaient pas détecter les défauts à cause du faible contraste de l’image même si les solutions ont été repositionnées ou qu’une autre partie de l’entraînement électrique a été examinée.
Inspection avancée avec un seul système de vision industrielle
Les systèmes de vision industrielle et d’automatisation Cognex aident également les opérateurs humains dans la fabrication d’électronique automobile. La colle silicone vulcanisante à température ambiante (RTV) est utilisée tout au long de la fabrication électronique pour protéger les circuits imprimés, les connecteurs, les capteurs et les autres composants contre les contraintes et les fluctuations de température.
La confirmation de la forme du gel de silicone RTV est une application difficile qui présente de nombreuses possibilités d’erreurs. Le gel peut être surappliqué ou sous-appliqué, et la forme du gel doit être uniforme sans bulles ni défauts. Ces défauts peuvent exposer les composants électroniques à la poussière et aux vibrations ou provoquer un court-circuit.
BorgWarner a essayé des solutions de différents fournisseurs de vision industrielle avant de tomber sur un autre système de vision industrielle 3D de Cognex.
« Nous sommes très satisfaits du fait que nous avons construit la solution avec une caméra et un système, et je pense que c'est probablement le plus grand avantage de Cognex », a déclaré M. Park.
Inspection alimentée par l’IA pour les composants de sécurité critiques
Le système Park-Lock de BorgWarner est un mécanisme de sécurité courant dans les véhicules électriques et hybrides. L’appareil verrouille la transmission d’une voiture lorsqu’elle est stationnée, l’empêchant de rouler ou de se déplacer par erreur. Le système comprend jusqu’à 20 pièces, y compris des mécanismes de verrouillage, des systèmes électromécaniques et hydrauliques, des capteurs et des composants électroniques.
Park-Lock est également produit par des opérateurs manuels qui serrent les boulons et assemblent les pièces. BorgWarner utilise le système de vision industrielle Cognex In-Sight 2800 avec l’Edge learning, une technologie d’IA facile à utiliser, pour vérifier que tous les composants Park-Lock sont installés correctement.
« Il y a des ressorts, des écrous fins, donc de nombreuses erreurs d’assemblage [potentielles] », a déclaré Park. « Lorsque vous placez un boulon dans une pièce fine et plate, il est difficile de savoir s’il est affleurant et répond à la tolérance requise avec la plupart des systèmes de vision. Mais depuis que nous avons le In-Sight 2800, nous avons pu détecter tous ces défauts, et cela a résolu 100 % de nos problèmes. »
Façonner aujourd’hui la fabrication des véhicules électriques de demain
De l’assemblage du variateur à la vérification du système Park-Lock, l’intégration des systèmes de vision 3D et l’inspection alimentée par l’IA ont permis à BorgWarner d’atteindre de nouveaux niveaux de précision tout en optimisant le déploiement de ses effectifs.
Alors que l’industrie automobile poursuit sa transformation électrique, l’expérience de BorgWarner montre que la réussite réside dans la recherche du bon équilibre entre l’expertise humaine et la technologie d’inspection avancée. Leur approche ne consiste pas seulement à détecter les défauts, mais aussi à renforcer la confiance dans chaque composant qui quitte leur installation.
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