从摩天大楼般高大的风力涡轮机,到不超过笔帽大小的起搏器,人类需要各种尺寸和设计的高效、紧凑型电线圈——而且数量庞大。
CWIEMEBerlin线圈绕制展的投资组合总监克里斯·李(Chris Lee)探讨了自动化助力该行业满足需求的三大途径。
传统上,与几乎所有制造业一样,线圈都是手工绕制的。虽然依靠熟练工人制造线圈可以实现多种绕组结构,但该工艺容易出现不一致的情况,且容易造成劳动力瓶颈。这些缺点往往使得手工绕制无法满足现代的要求。
如今,电动汽车、可再生能源和电信等新兴行业都对高性能线圈有着迫切需求。这些行业的需求量激增,企业现在需要大量的高品质线圈。
自动化技术已开始弥合这一差距,在提供速度、一致性和设计灵活性的同时,还降低了成本。下面我们将深入探讨自动化技术如何重塑线圈绕制行业。
产量
2020年至2025年间,电动汽车销量大幅增长。据国际能源署(IEA)数据显示,2023年,每售出五辆汽车中就有一辆(占18%)是电动汽车或混合动力汽车,这使得2024年全球电动汽车保有量预计将达到约4000万辆。
每辆电动汽车最多配备四台电机,电动汽车的普及加速给供应链带来了重大挑战。如果没有自动化,电机生产中的线圈绕制工序可能会阻碍电动汽车的推广。
同样,在向可再生能源转型的过程中,对铜等线圈绕组用资源的需求也将增长。例如,据伍德麦肯兹(Wood Mackenzie)预测,全球风力发电机组预计将需要超过500万吨的铜。在此背景下,线圈绕组效率的提升将至关重要。更高效的线圈能帮助制造商制造出性能更优、能量转换率更高的发电机。
精密制造
自动化技术还有助于推广新型绕组技术。例如,发夹绕组是当前电动汽车应用中的一种常见绕组方式。发夹绕组能够提高槽填充率,这意味着可以在定子中容纳更多的铜线,从而降低电阻并改善散热效果。
与依赖连续绕线的传统线圈绕制工艺不同,发夹技术需要通过精确的成型、弯曲和插入来制造线圈——这些工序更适合由机器人自动化完成,而非人工操作。自动化能确保尺寸精确,从而减少误差并提升电气性能。
缺陷检测
在质量控制阶段应用人工智能和机器学习,也能优化制造流程。例如,自动机器视觉系统能够比人工更快、更准确地识别线圈的绕线错误。
在制造用于医疗技术或航空航天领域的微型线圈时,计算机视觉系统尤为有用。微型线圈的直径可能小于0.5毫米,且通常采用极细的导线,肉眼几乎无法看见。
若在整个制造流程中部署此类自动化检测系统,可帮助制造商更早地发现生产偏差,从而减少浪费并确保成品质量。
此外,实时分析结合对绕线速度和线材定位的自动调整,不仅能提高一致性,还能在缺陷变得严重之前及时加以解决。
自动化技术凭借更高的精度和重复性、更快的生产速度以及更高的材料利用率,正在推动多个领域的电气制造行业发生变革。对于那些希望在不牺牲质量的前提下实现规模化发展的企业而言,CWIEME柏林展会提供了一个与行业专家交流的机会,共同探讨线圈绕制技术的未来及其他诸多主题。您可以在CWIEME创新区探索最新的自动化技术。
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图片由ZHWindingMachine提供



















