繞組的樹脂澆注工藝對確保電機的性能與耐用性有著舉足輕重的意義。這正是眾多汽車制造商青睞并選擇 bdtronic 浸漬系統的原因所在。這家來自魏克斯海姆的工藝解決方案供應商將其在點膠、等離子、浸漬和熱鉚接技術領域的深厚工藝優勢與倍福基于 PC 的控制技術深度融合，精心打造出定制化、周期時間高度優化的系統。
定子/轉子槽中浸漬樹脂的填充程度越高，電機繞組的散熱性和機械穩定性便會越好，進而全面提升電力驅動系統的性能。因此，為了開發出高性能的浸漬系統，系統供應商必須在材料制備、樹脂點膠以及固化工藝方面擁有深厚的專業知識。自上世紀七十年代，bdtronic 公司起就深耕點膠與浸漬系統的研發和生產，目前在全球擁有八個服務和銷售分支機構。公司匯聚的 580 多名員工全身心投入到電子工業、電動汽車電池制造以及自動駕駛傳感器技術領域使用的設備與系統的研發與生產中。這些先進的工藝解決方案可廣泛應用于單組分和雙組分點膠、等離子體預處理、熱鉚接以及電驅動浸漬。“幾乎所有全球領先的原始設備制造商都信賴并采用 bdtronic 的浸漬技術生產電機。”bdtronic 渠道銷售與市場總監 Markus Rieger 自豪地說道。
從浸漬到高效滴流
倍福 XTS 磁驅柔性輸送系統應用于電子外殼熱鉚接的生產單元。
在浸漬過程中，電機定子/轉子被浸入一個裝有樹脂的容器中，直至樹脂填滿所有空隙。隨后，還需經過一道復雜的工序，去除電機疊片中多余的樹脂。“這種方法不僅成本高昂，而且從材料消耗、環保和操作人員個人防護角度來看，都顯現出不可持續性問題。”bdtronic 公司 DACH 地區銷售經理 Florian Schütz 解釋道。
相比之下，滴流工藝是浸漬技術中一種更為高效的方式：系統能夠在預設定的位置精確無誤地按照既定的量涂抹浸漬材料。樹脂在定子外殼和繞組之間流動，并依據規定的工藝條件進行固化。“我們開發并優化了滴流工藝，旨在將其打造為一種既可持續又具成本效益的解決方案，以替代傳統的浸漬工藝。”bdtronic 公司總經理 Andreas Olkus 強調道。
可為客戶應用帶來哪些優勢？bdtronic 設有自己的技術中心，專注于研發適用于大規模生產的工藝。該中心確定的各項參數將轉用于大規模生產流程中，以確保制造的系統滿足生產需求。
我們憑借深厚的專業技術實力，成功實現了生產流程的自動化轉型，確保其在各種復雜多變的生產條件下都能穩定、高效地運行，并展現出了出色的可重復性。
—— 全球研發主管 André Hellinger
復雜而精密的運動控制
在整個加工過程的初始階段，機器人精準拾取三個定子/轉子，并將它們固定在工具架上。然后，這些工具架通過傳輸鏈被引導穿過約 13 米長的系統。首先將定子/轉子預熱至約 100 °C，隨后，將預熱完成后的定子/轉子送入一個由約 50 個伺服控制的滴流工站進行滴注作業。然后再進入溫度高達 180 °C 的凝膠與固化區以及最后的冷卻區。在系統的末端，另一個機器人將定子/轉子取出，為下一道工序做好準備。
為了確保所有凹槽都完全填滿，避免樹脂滴落造成浪費，定子/轉子在穿過系統時必須保持連續旋轉。僅從鏈條上密集分布的點膠泵與旋轉工具架的數量，即可窺見采用倍福 TwinCAT 3 軟件所編排的運動序列之高度復雜性。其中一個挑戰性的因素是，鏈條在不同溫區下膨脹程度會不斷變化。點膠針頭與旋轉定子/轉子的定位精度高達 ±0.1 mm。此外，浸漬工站的伺服泵必須與運動控制同步。甚至對定子/轉子的旋轉也要精確控制，以確保其能夠緊跟輸送鏈的曲線軌跡，維持恒定的旋轉速度。“我們在軟件和運動曲線的優化上投入了大量的時間和精力，以實現與鏈條相關的定位控制以及部件旋轉的完美同步。”軟件和電氣設計主管 Karsten Bauer 強調道。
為了進一步減少浸漬系統所需的布線工作量，bdtronic 未來將繼續使用 EtherCAT 端子盒實現分布式設計，這一設計與點膠技術業務部當前的系統架構相類似。
關鍵詞：追蹤與追溯
“精確的溫度和點膠量是影響點膠和滴注工藝質量的關鍵因素。”點膠系統產品經理 Antonia Anetzberger 強調道。bdtronic 高度重視工藝鏈的全面追溯，致力于提供工藝穩定性和可靠性，這樣，用戶便能夠隨時掌握每個定子/轉子在系統中的當前位置及其所處的浸漬條件。此外，每個定子/轉子在浸漬前后都要進行精確稱重，以準確記錄樹脂的吸收量，以進一步確保產品達到質量標準。
客戶可以靈活使用各種接口輕松訪問這些生產數據，也可以將數據庫直接連接到自己的質量管理系統。
這正是基于 PC 的控制技術的開放性和靈活性所展現出來的巨大優勢。
—— 倍福馬克海登費爾德銷售辦事處負責人
Mirko Ammersbach
現場專家（從左到右）：Antonia Anetzberger（bdtronic 點膠系統產品經理）、Jörg Rottkord（倍福汽車行業經理）、Markus Rieger（渠道銷售和市場總監）、Karsten Bauer（軟件和電氣設計主管）、Andreas Olkus（技術部總經理，均來自 bdtronic）、Mirko Ammersbach（倍福馬克海登費爾德銷售辦事處負責人）、Florian Schütz（DACH 區域銷售經理）和 André Hellinger（全球研發主管，均來自 bdtronic）。
硬件和軟件具有高可擴展性
機械制造商 bdtronic 在其各個系統中廣泛采用了倍福的全系列組件，并根據性能需求對控制硬件精心進行了擴展。CX2033 嵌入式控制器，C6930 控制柜工業 PC 和 C6040 超緊湊型工業 PC 等組件被無縫集成到點膠、等離子、熱鉚接和浸漬系統中。為了最大限度地減少系統的占地面積，bdtronic 使用了大量 EtherCAT 端子盒和 EtherCAT 端子模塊。“目前，系統布線工作仍然需要占用相對較大的空間，并且需要耗費較長的時間。”Andreas Olkus 說道。倍福通過可插拔式 MX-System 無控制柜系解決方案以及 AMP8000 分布式伺服驅動器系統、AMI8100 驅控一體伺服電機和 EP 系列 EtherCAT 端子盒，全面支持靈活高效的分布式布局。
同樣引人注目的還有用于實現前沿設備方案的 XPlanar 平面磁懸浮輸送系統以及倍福的機器視覺解決方案和 ATRO 模塊化機器人。“我們可以在需要時輕松地將這些組件集成到我們的控制生態系統中，并根據我們的實際需求精確配備性能最為匹配的工業 PC。”Karsten Bauer 在強調基于 PC 的控制技術的優勢時說道。
關于德國倍福
倍福（Beckhoff）是一家專注于自動化新技術的德資企業，創立于 1980 年，總部位于德國威爾市。作為全球自動化技術的驅動者，倍福定義了自動化領域的許多標準，是國際標準的制定者和推動者。公司所生產的工業 PC、現場總線模塊、驅動產品和 TwinCAT 自動化軟件構成了一套完整的、相互兼容的控制系統，可為各個工控領域提供開放式自動化系統和完整的解決方案。經過 40 年的發展和努力，倍福已在世界各地設立 30 多家分支機構，加上全球的合作伙伴，業務遍及 70 多個國家和地區。
倍福于 1997 年進入中國市場，中國區總部落戶于上海市北高新產業園區，現有員工 300 人，辦事處遍及國內 30 座大中城市。創新產品和解決方案廣泛應用于風力發電、半導體、光伏太陽能、電子制造、金屬加工、包裝機械、印刷機械、塑料加工、輪胎加工、木材加工、玻璃機械、物流輸送以及樓宇自動化等眾多領域。
公司傾力推廣的 EtherCAT 實時工業以太網于 2014 年成為中國國家推薦性標準，并已入編工信部的《國家智能制造標準體系建設指南》。作為一家技術驅動型公司，倍福一直注重在技術上尋求突破創新，在業內享有“創新引擎”的美譽。倍福基于 PC 的控制技術具有良好的開放性，它支持所有主流的工業通信協議，將 IT 技術、互聯網和自動化技術完美融合在一起，為實現工業 4.0 和智能制造奠定了堅實的技術基礎。
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