Moderne Messtechnik für die E-Motoren-Produktion – Erwin Enns, Marposs

Marposs begann einst in der taktilen Messtechnik für Schleifmaschinen. Heute treibt das Unternehmen die Transformation zur E-Mobilität voran. „Auch wir haben uns in Richtung Elektromobilität erweitert und sind dabei, immer mehr Lösungen zu schaffen“, so Enns. Dabei widmet sich Marposs den Herausforderungen in der E-Motoren-Produktion und setzt bereits beim Hairpin-Forming an: Dabei können Maßabweichungen gravierende Folgen haben. Denn passt ein Hairpin – ein vorgeformter, meist rechteckiger Kupferdraht für die Wicklungen – nicht exakt in die schmalen Stator-Nuten des Elektromotors, drohen Produktionsstopps und teurer Ausschuss. „Das ist nicht nur ein Verlust der Wertschöpfung, sondern verursacht auch zusätzliche Kosten für das Recycling“, erklärt Enns.

Entlang der Fertigungskette bietet Marposs Lösungen – von der Drahtabmessung über optische Geometriemessungen der Hairpins bis hin zu elektrischen Tests von Wicklungen und Rotoren. Den größten Sprung in Sachen Effizienz verspricht Marposs dabei mit seiner OptoCloud-Technologie.

3D-Vermessung in unter 30 Sekunden

Das Ziel: Eine vollständige geometrische Erfassung aller relevanten Merkmale eines Hairpin-Stators – und das in einer Taktzeit von rund 30 Sekunden. Klassische Koordinatenmessgeräte benötigen dafür bis zu 45 Minuten. Die OptoCloud setzt auf ein optisches Messprinzip mit Linienlaser und Kamerasensor in fester Position. Durch Triangulation wird zunächst ein 2D-Profil der Oberfläche erzeugt, das durch den Einsatz mehrerer Sensoren und die Drehung des Stators um 360 Grad zu einer detaillierten 3D-Punktewolke zusammengesetzt wird.

Je nach Ausbaustufe – Standard (Edu), EduMax oder Inline – kommen vier bis zwölf Lasersensoren zum Einsatz. Die Inline-Version ist vollständig kundenspezifisch anpassbar und erreicht Taktzeiten unter 30 Sekunden.
„Für eine 100-Prozent-Kontrolle mit herkömmlicher Messtechnik wäre der Aufwand unrealistisch. Unser optischer 3D-Scan macht das wirtschaftlich möglich“, fasst Enns zusammen.

Software als Herzstück der Messlösung

Die eigens entwickelte App verarbeitet pro Laser bis zu 12,8 Millionen Messpunkte. Aus diesen Daten werden nicht nur Bauteilgeometrien rekonstruiert, sondern auch Fehler wie fehlerhafte Schweißpunkte oder beschädigte Isolationspapiere erkannt.

Die Software filtert unerwünschte Reflexionen, ohne relevante Geometrien zu glätten, und bietet vielfältige Auswertungsmöglichkeiten: von numerischen Messwerten über grafische Darstellungen bis zu statistischen Analysen. Die Ergebnisse können im MES-System eingebunden oder als PDF und DFQ exportiert werden.

Ein Beispiel aus der Praxis: Gut- und Schlecht-Pins werden in der Punktewolke farblich markiert. „Dadurch kann der Werker sehen, wo die Fehler sind und ob eine Nacharbeit sinnvoll ist“, so Erwin Enns.

Hohe Flexibilität bei den Prüfmerkmalen

Zu den typischen Messmerkmalen zählen Außen- und Innendurchmesser von Wicklung und Blechpaket, Wicklungshöhen, Überstände von Nut-Isolationen, Abstände von Pins, Bohrungen oder Anschlüssen sowie die Qualität der Schweißperlen – geprüft mit klassischen Algorithmen und KI-Unterstützung.
Grenzen hat das Verfahren bei stark spiegelnden oder durchsichtigen Oberflächen. „Bei Blechen oder Peak-Beschichtungen ist das komplett problemlos. Aufpassen muss man bei durchsichtigen Beschichtungen – da muss man im Einzelfall prüfen, wo die Grenzen der Technik sind“, erläutert Enns.
Sein Fazit während des Vortrags fiel entsprechend pragmatisch aus: „Wir sind offen für neue Prüfmerkmale, weil die Lernkurve in diesem Bereich immer noch steil ist.“

Möchten Sie sich den Vortrag von Erwin Enns über die Messtechnik für E-Motoren-Produktion in voller Länge anschauen? Dann nutzen Sie gern den Videoplayer oberhalb des Beitrags.