Kontrola wymiarowa zespołu statora z drutami typu Hairpin

Stator jest to nieruchomy element silnika elektrycznego z magnesami stałymi, który zawiera przewodnik. Stator stanowi kluczowy element zespołu napędowego hybrydowych i elektrycznych pojazdów oraz pojazdów zasilanych ogniwami paliwowymi - podczas wytwarzania tej części należy przedsięwziąć specjalne środki, by proces produkcji był wydajny. Produkcja statora jako części stałej silnika trakcyjnego wymaga podjęcia dużego wysiłku związanego wytwarzaniem i kontrolą pomiarową, aby móc sprostać wymaganiom branży motoryzacyjnej odnośnie jakości, kosztów i czasu cyklu.   

Przewodnik najnowszej generacji silników pojazdów elektrycznych zbudowany jest z cienkich miedzianych drutów w kształcie płaskiej spinki do włosów (ang. Hairpin). Tego rodzaju drutami wypełniany jest stator. Uzwojenie z drutów typu Hairpin może wytrzymać większe naprężenia termiczne, przy czym druty są ułożone ciasno obok siebie. Dzięki temu, w porównaniu ze statorami, w których stosowano cieńsze zwoje drutów, miedzi jest więcej, co zapewnia silnikowi większą sprawność. Sam stator składa się z cienkich stalowych laminatów, które są grupowane w stosy zwane stosami statora. Druty typu Hairpin umieszczane są w stosach statora, a następnie skręcane i spajane laserowo na końcach, aby utworzyć gęsto splecione zwoje drutów miedzianych biegnących przez cały zespół statora. 

Jakość zespołu statora z drutami typu Hairpin jest niezwykle ważna dla głównej funkcji silnika elektrycznego jaką jest konwersja energii elektrycznej na ruch poprzez generowanie siły obrotowej przy zachowaniu określonej zależności między szybkością a momentem obrotowym. Aby zapewnić optymalną wydajność i uniknąć awarii wskutek zwarcia elektrycznego producenci muszą przeprowadzić kontrolę kilku kluczowych charakterystyk, w tym: 

• Izolacja elektryczna drutów typu Hairpin w szczelinach statora 
• Dokładne umiejscowienie każdego drutu typu Hairpin względem podstawy statora 
• Odpowiedniego zastosowania lakieru elektroizolacyjnego na końcach spajanych drutów typu Hairpin 
• Geometrii i odległości punktu spawania  
• Ogólnej geometrii statora i drutów typu Hairpin

Pomiar tych wszystkich kluczowych elementów zespołu statora z drutami typu Hairpin jest skomplikowany, szczególnie podczas kontroli dużej liczy punktów spawania i cech izolacji na każdym statorze.  
 
Proces pomiarowy wymaga przeprowadzenia kontroli wymiarowej, włącznie z wielkością, kształtem i umiejscowieniem zespołu statora z drutami typu Hairpin - kontrola obejmuje dowolne formy 3D i standardowe geometrie. Należy przeprowadzić pomiar takich istotnych cech jak kształt profilu zginanych końcówek drutów typu Hairpin, umiejscowienie końcówek drutów względem elementów bazowych statora, geometria punktów spawania, minimalna odległość osiowa i radialna między punktami spawania oraz maksymalna wysokość punktów spawania w odniesieniu do podstawy statora. Wysokość i grubość izolacji wokół drutów typu Hairpin również musi zostać zmierzona, podobnie jak wielkość i koncentryczność samego statora. 
 
Liczba i rodzaj cech mierzonych na standardowym statorze z drutami typu Hairpin wymaga zastosowania wszechstronnego i elastycznego rozwiązania, aby osiągnąć wymaganą dokładność, bez negatywnego wpływu na czas cyklu. Współrzędnościowa maszyna pomiarowa zapewniająca wielosensorowe pomiary i 4-osiowe ustawienia wraz ze stołem obrotowym stanowi idealne rozwiązanie dla wszechstronnych pomiarów złożonych zespołów takich jak statory silnika elektrycznego wykorzystujące technologię Hairpin. Dzięki połączeniu możliwości pomiarowych dokładnej stałej sondy stykowej, liniowego skanera laserowego i optycznego sensora światła białego w jednej maszynie w sposób szybki i całkowicie automatyczny można przeprowadzić kontrolę pomiarową wszystkich istotnych cech zespołu statora z drutami typu Hairpin.