08/01/2023 - Oliver Hagenlocher - Press

EMAG LaserTec의 ELC 6: 제작 로터 샤프트의 용접 공정 완벽화

전 세계적으로 전기 자동차의 판매는 엄청난 속도로 증가하고 있습니다. 예를 들어, 국제 에너지 기구(IEA)는 올해 전기 자동차가 1,400만 대 판매될 것으로 예상하고 있으며, 이는 전년 대비 35% 증가한 수치에 해당합니다. 따라서 전체 자동차 시장에서 차지하는 비중은 이미 거의 5분의 1에 달합니다. 이에 따라 로터 샤프트와 같은 전기 모터의 핵심 부품 생산이 생산 기획자들의 관심사로 떠오르고 있습니다. 이들은 부품을 더욱 효율적이고 안정적으로 대량으로 가공할 수 있는 혁신적인 솔루션을 "단일 소스에서" 찾고 있습니다. EMAG LaserTec은 현재 레이저 용접기 ELC 6을 통해 시장에서 모범을 보이고 있습니다: 이 기계에서는 접합, 예열 및 용접 공정이 조립된 로터 샤프트에 컴팩트하게 결합되어 있으며, 로터리 테이블 시스템은 최적의 사이클 시간을 보장합니다. 9월 18일부터 23일까지 하노버에서 개최되는 EMO 박람회를 방문하시면 17번 홀 C 34에 위치한 EMAG 그룹 부스에서 이 제조 시스템이 어떻게 생겼는지, 그리고 어떤 가능성을 제공하는지 확인할 수 있습니다.

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LC 4 레이저 클리닝 머신을 로드합니다. 부품의 레이저 클리닝은 용접을 위한 완벽한 조건을 보장합니다.

용접 공정 중에 수직으로 배열된 공작물이 회전합니다. 레이저 빔의 정밀한 에너지로 인해 용접 속도가 빨라집니다.

갠트리 로더는 자동화 시스템에서 개별 부품을 가져와 ELC 6의 로터리 테이블에 배치합니다.

ELC 6은 로터 샤프트의 생산성 높은 생산을 위해 특별히 개발되었습니다.

부품 설계의 자유도가 높고 중공 구조로 인해 무게가 특히 가벼우며 재료비가 절감되는 등, 조립식 로터 샤프트는 e-모빌리티의 발전에 큰 기여를 하고 있습니다. 동시에 전기 모터의 '심장'인 로터 샤프트는 최대 20,000rpm의 속도가 가능하기 때문에 특히 높은 부하를 견뎌야 합니다. 예를 들어 내연 기관의 캠샤프트와 비교하면 이 수치는 몇 배나 높습니다! 따라서 조립된 로터 샤프트의 생산은 항상 제조 공차에 관한 문제이며, 최소한의 불균형도 엔진의 수명을 위태롭게 할 수 있으므로 어떤 대가를 치르더라도 피해야 합니다. 또한 이 공정은 매우 안정적인 부품을 만들어야 합니다.

이러한 배경에서 어떻게 하면 점점 더 커지는 시장에서 공정 안전성을 유지하면서 증가하는 수량을 실현하는 효율적인 생산을 확립할 수 있을까요? 이 질문에 대한 한 가지 해답은 바로 EMAG LaserTec의 혁신적인 기술에서 찾을 수 있습니다. 알렌 근교 호이바흐에 위치한 이 회사는 이미 두 부분으로 구성된 로터 샤프트의 "제작"에 필수적인 레이저 용접에 관한 인상적인 성공 사례를 가지고 있기 때문입니다. 모든 주요 자동차 제조사는 다양한 응용 분야에서 "ELC"(EMAG 레이저 셀)라는 약어가 붙은 관련 시스템을 사용하고 있습니다. 성공의 열쇠는 시스템 공급업체로서 높은 수준의 역량입니다: EMAG LaserTec은 각 구성품의 전체 생산 순서를 알고 있으며, 이를 바탕으로 전체 프로세스 체인을 개발합니다. 따라서 고객의 입장에서는 새로운 생산 설비 또는 기존 생산 설비의 확장을 위한 계획이 크게 간소화됩니다. 또한 전체 공정은 검증된 다수의 부품이 포함된 EMAG의 모듈식 기계 구조를 기반으로 합니다. 따라서 이 플랜트와 그 공정은 모든 면에서 매우 안정적이고 효율적입니다.

급변하는 모든 프로세스

독일 남부의 레이저 전문가들이 조립된 로터 샤프트 생산에 오랫동안 제공해 온 것은 바로 이러한 품질입니다. 그 중심에는 부품의 두 반쪽을 접합하는 고효율 솔루션인 ELC 6 기계가 있으며, 부품 취급, 예열 및 접합, 용접이 로터리 테이블을 통해 완벽하게 타이밍에 맞춰 빠르게 연속적으로 이루어집니다. 레이저 빔의 정밀하고 집중된 에너지는 용접 부품의 왜곡을 최소화하면서 빠른 용접 속도를 가능하게 합니다. 세부 사항을 살펴보면 원주 이음새가 있는 파워트레인 부품을 위해 특별히 개발된 장비의 성능을 알 수 있습니다:

개별 부품을 ELC 6에 로딩하기 전에 공작물을 레이저로 세척합니다. 이를 위해 EMAG LaserTec은 레이저 세척기 LC 4를 제공하며, 이 레이저 세척기는 ELC 6과 최적으로 연동되어 원활한 라인 통합을 보장합니다.
ELC 6의 다음 단계(예열 및 접합)에서 유도 기술은 먼저 두 부품을 접합하기 전에 부품의 이상적인 가공 온도를 보장합니다.
용접 전에 용접 심의 위치를 확인하고 부품 위치를 재조정합니다. 윤곽이 정밀하게 스캔되고 데이터가 용접 광학장치와 NC 축으로 전달됩니다.
후속 용접 프로세스 동안 수직으로 배열된 공작물은 회전하는 반면 레이저 광학장치는 공작물을 향해 방사형으로만 이동합니다. 따라서 에너지가 집중된 용접 공정은 원주 이음새의 측면에서 가상으로 진행됩니다. 고온계가 공정 온도를 제어합니다.
용접 후 로터리 테이블의 회전 운동을 통해 부품을 기계 밖으로 이송하고 로봇이 언로딩합니다.

이 솔루션은 무엇보다도 로터리 테이블이 있는 기계가 용접 중에 로딩 및 언로딩되기 때문에(따라서 생산 시간과 병행하여) 생산 속도가 매우 빠릅니다. 또한 개별 하위 공정이 완벽하게 동기화됩니다. "고정된 광학장치/이동하는 공작물" 원리는 높은 수준의 작동 안정성을 보장합니다. 또한 EMAG LaserTec은 기술, 출력 및 자동화 측면에서 고객을 위해 이 솔루션을 매우 유연하게 설계하여 최대 300mm 높이의 공작물까지 ELC 6에서 가공할 수 있습니다.

단일 소스에서 제공하는 전체 솔루션

예를 들어 로터 샤프트와 로터 시트 패키지의 후속 결합 및 이 패키지의 고정밀 뒤집기를 위한 다양한 솔루션이 이미 개발되어 있기 때문에 EMAG은 원칙적으로 이 분야에서 포괄적인 기술 포트폴리오로 높은 평가를 받고 있습니다. 용접 전 두 개의 개별 로터 샤프트 부품의 선삭, 기어 절단 및 연삭에도 동일하게 적용됩니다. 기계 간 이송을 보장하는 자동화 기술에 있어서 EMAG은 고객의 아이디어에 맞춰 조정합니다. 예를 들어 라인 갠트리, 스태킹 셀, 어큐뮬레이팅 컨베이어 또는 EMAG의 자체 트랙모션 시스템이 사용됩니다 - 어떤 경우든 전체 시스템은 최적화된 인터페이스를 갖춘 기계의 균일성을 통해 이점을 누릴 수 있습니다. 최종 결과는 고객을 위한 완벽한 솔루션입니다. 계획, 구현 및 서비스 과정에서 필요한 유일한 접촉은 EMAG입니다. 기술 역량과 경험은 빠른 속도와 높은 안전성을 갖춘 완벽한 프로세스 체인을 보장합니다.