La solution d’automatisation extrêmement flexible de Comau est au cœur de la production efficace des systèmes de propulsion électrique dernière génération de NIO

Défi

Étant donné l’évolution rapide de la demande des marchés, NIO avait besoin d’intégrer divers nouveaux paramètres de processus dans ses chaînes de production. L’entreprise recherchait un haut niveau de flexibilité et d’évolutivité, ainsi que la possibilité d’une adaptation rapide aux exigences d’assemblage des différents produits sur une même chaîne. 

Parallèlement, NIO avait des attentes très précises sur le plan de la qualité et de l’amélioration de la productivité, ce qui obligeait Comau à ajouter de nouvelles technologies d’automatisation, telles que la robotique avancée, les machines d’assemblage automatisé et les systèmes de vision. Tout cela amenait différents problèmes d’intégration, de programmation et de mise en service de l’équipement. 

La tendance de l’industrie à imposer des exigences plus strictes en matière de qualité et d’assemblage des éléments centraux de l’EDS était un autre défi à relever. Ces exigences découlent directement de l’intégration, de la standardisation et de la modularité croissantes des systèmes de propulsion électrique dans le secteur automobile, l’objectif étant d’améliorer le rendement, réduire les coûts et renforcer les performances des véhicules.  

Enfin, la solution de Comau devait pleinement soutenir la stratégie d’innovation de NIO, reposant en partie sur l’optimisation des performances de couple et l’amélioration de l’expérience de conduite à grande vitesse grâce à la nouvelle génération d’engrenages (propres à NIO) de l’arbre d’entraînement du moteur. Une plus grande réduction du niveau sonore devenait par conséquent nécessaire.

Solution

Comau a déployé trois chaînes de production d’EDS, consacrées à l’assemblage de moteurs électriques et à l’assemblage de boîtes de vitesses et d’inverseurs, et mis en place des essais en bout de chaîne pour répondre aux besoins de NIO. La solution clé en main intègre également diverses techniques automatisées, telles que des robots guidés par vision en 3D, des AGV pour l’approvisionnement autonome en matières et le chargement automatique des outils. 

La combinaison de ces mesures a créé un environnement de production très automatisé et a fortement accentué l’efficacité de production du client. De surcroît, l’utilisation de nombreuses caméras quadnoculaires de vision stéréoscopique en 3D a permis à Comau de surmonter les obstacles de la technologie de guidage par vision, en termes de champ de vision et de plage de préhension, et a ouvert la voie non seulement à un positionnement et un assemblage automatiques des pièces, mais à une excellente répétabilité. 

Dans le but d’accroître encore la flexibilité de la chaîne de production et permettre la production des deux systèmes d’entraînement électrique sur la même chaîne, Comau a conçu, avec l’équipe de propulsion électrique de NIO, un adaptateur de positionnement de coque, appelé Zero-Pin. Cet adaptateur personnalisé répond aux normes de conception, de processus et de contrôle tout en prenant en charge différentes exigences d’assemblage – force de verrouillage, écart de position, répétabilité, etc. Il garantit également une flexibilité maximale en vue des futurs véhicules électriques de NIO. Par ailleurs, la nouvelle méthode de positionnement réduit efficacement le temps de changement d’outil et augmente l’efficacité de la production.

S’agissant de l’optimisation des performances de la propulsion électrique et de la qualité du produit, Comau a mis l’accent sur l’amélioration du fonctionnement, au moyen de processus innovants en phase d’assemblage. Par exemple, pendant l’assemblage des engrenages, la force de collision de l’engrènement est strictement maîtrisée à l’aide de la technologie d’holographie prismatique et d’un système à six axes qui régule la force et corrige les écarts. Cela évite efficacement d’endommager la surface des engrenages. En outre, pour l’assemblage de la boîte de vitesses, l’équipe a adopté une simulation dynamique entièrement automatisée qui mesure l’épaisseur des cales, équipée d’une fonction de double vérification pour minimiser l’écart de hauteur des engrenages après la pose du moteur. La hauteur et la position de montage de l’engrenage sont ainsi maîtrisées avec précision, ce qui se traduit par une réduction du bruit de l’engrenage et des vibrations et secousses du produit final.

Afin de garantir la fiabilité de la conception et raccourcir la mise en service sur place, Comau a effectué des simulations hors ligne à chaque étape du processus de conception. Les simulations à l’échelle de l’usine ont déterminé le meilleur moment de réapprovisionnement, le sens du flux de matières et la main-d’œuvre nécessaire pour distribuer les matières sur la chaîne de production. Simultanément, on a réalisé une simulation au niveau de la chaîne pour garantir le programme de production, l’utilisation de l’équipement, l’étendue de la zone de stockage temporaire et la logique de reprise des non-conformités. Enfin, la simulation au niveau de l’équipement a permis d’optimiser les temps de cycle de l’équipement et les trajectoires de mouvement et de prédire les interférences. Cette réflexion et cette planification exhaustives à différents niveaux assurent un fonctionnement optimal et une coordination transparente dans l’ensemble de la chaîne.