鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1398次 | 2021年06月22日
鋰離子電池生產(chǎn)環(huán)節(jié)機(jī)器人的應(yīng)用現(xiàn)狀及趨勢
為了適應(yīng)鋰電行業(yè)的高速發(fā)展,鋰電設(shè)備及電池生產(chǎn)公司在智能制造方面大力部署。
機(jī)器人作為智能設(shè)備的典型代表,在鋰電行業(yè)的應(yīng)用已經(jīng)初見成效,從工業(yè)機(jī)器人到移動機(jī)器人(AGV/AMR)均越來越多的出現(xiàn)在各大鋰離子電池廠商生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場,并且認(rèn)可度持續(xù)提升。
一方面,鋰電行業(yè)的擴(kuò)產(chǎn)潮為機(jī)器人應(yīng)用帶來了新的需求;另一方面,機(jī)器人可以更好的滿足鋰電柔性制造的需求,隨著5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的逐漸成熟與應(yīng)用,5G+機(jī)器人、5G+AMR的應(yīng)用開始成熟落地,加上工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的加持,有望為鋰電智能制造水平提升供應(yīng)助力。
目前工業(yè)機(jī)器人在鋰電行業(yè)應(yīng)用重要呈現(xiàn)以下幾個特點(diǎn):
(1)以電池生產(chǎn)中后端工藝及PACK為主。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
鋰離子電池生產(chǎn)工藝中端環(huán)節(jié)的疊片、焊接、封裝等工序涉及工業(yè)機(jī)器人較多,因?yàn)橐WC生產(chǎn)效率及產(chǎn)品一致性;后端檢測、組裝和PACK涉及的工業(yè)機(jī)器人也較多,因?yàn)闄C(jī)器人能滿足較大負(fù)載的抓取、搬運(yùn)動作。
鋰離子電池生產(chǎn)環(huán)節(jié)工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用情況
(2)數(shù)碼電池以SCARA為主,動力鋰電池以多關(guān)節(jié)機(jī)器人為主。
SCARA在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的快速轉(zhuǎn)型以及取代直線滑臺上具有優(yōu)勢。在數(shù)碼電池的生產(chǎn)過程中,因?yàn)殡姵禺a(chǎn)品種類多,要頻繁換型,SCARA使用量比較大;而動力鋰電池產(chǎn)品相對單一且體積和重量較大,在產(chǎn)線后端的搬運(yùn)和裝箱上使用大負(fù)載的多關(guān)節(jié)機(jī)器人更方便。
鋰離子電池生產(chǎn)環(huán)節(jié)機(jī)器人應(yīng)用種類及領(lǐng)域
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
(3)智能倉儲物流系統(tǒng)提升生產(chǎn)及管理智能化。
鋰離子電池公司越來越重視其原料倉、線邊倉及成品倉的智能化管理,因此越來越傾向于利用自動化立體倉庫提升廠區(qū)空間的利用率及電池的便捷存取,同時使用AGV/AMR實(shí)現(xiàn)工藝之間的物料、半成品的運(yùn)輸,便于生產(chǎn)物料的監(jiān)管。此外,將電池生產(chǎn)工藝與自動化物流系統(tǒng)完美結(jié)合,通過存儲設(shè)備、輸送設(shè)備、裝盤區(qū)設(shè)備、NG站等專機(jī),實(shí)現(xiàn)電池生產(chǎn)全工藝過程的自動化、智能化,達(dá)到生產(chǎn)公司預(yù)期的指標(biāo)。
(4)國外品牌主導(dǎo)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用,國產(chǎn)品牌主導(dǎo)移動機(jī)器人應(yīng)用。
鋰電行業(yè)使用較多的工業(yè)機(jī)器人是多關(guān)節(jié)機(jī)器人與SCARA機(jī)器人,外資品牌基于品牌與產(chǎn)品長期可靠性的優(yōu)勢,在鋰電行業(yè)占據(jù)一定的主導(dǎo)地位,大部分鋰電廠商均采用外資品牌機(jī)器人為主,少量試用國產(chǎn)品牌機(jī)器人。
鋰電行業(yè)的移動機(jī)器人(AGV/AMR)應(yīng)用則是以國產(chǎn)廠商為主導(dǎo),國產(chǎn)廠商基于高性價比、高穩(wěn)定性、高服務(wù)品質(zhì)的優(yōu)勢,不斷獲得鋰電廠商的認(rèn)可。此外,國產(chǎn)移動機(jī)器人(AGV/AMR)公司還可針對鋰電行業(yè)特定場景專門開發(fā)定制類產(chǎn)品,在一定程度上解決了鋰電廠商的痛點(diǎn),并獲得持續(xù)訂單需求。
其中,移動機(jī)器人(AGV/AMR)在產(chǎn)線工序銜接及線邊倉的重要程度已經(jīng)無可替代,根據(jù)AGV在鋰電行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀得出如下趨勢:
1)AGV自身精度進(jìn)一步提升
關(guān)于電池生產(chǎn)線而言,前端工序涂布、輥壓、分切機(jī)臺自動上下料的最大難點(diǎn)在于對接精度要求高,單純僅靠車體自身的定位精度/對接精度較難實(shí)現(xiàn),一般會使用相機(jī)等來輔助定位提高精度,這就出現(xiàn)了時間成本,因此,提高AGV自身的精度對產(chǎn)品應(yīng)用及生產(chǎn)效率都至關(guān)重要。
2)AMR替代傳統(tǒng)AGV
基于動力鋰電池制造柔性與協(xié)作性要求較高的工藝環(huán)節(jié),采用無輔助定位標(biāo)識的SLAM導(dǎo)航的AGV(或AMR),可以更快的實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)部署,同時更加靈活的路徑規(guī)劃及避障算法將節(jié)省運(yùn)輸效率。這種技術(shù)給部分替代傳統(tǒng)AGV帶來了可能性。此外,也可進(jìn)一步解決極卷輸送頻次高、料架精準(zhǔn)對接、車間空間復(fù)雜和人車混流等應(yīng)用難題。
3)AGV定制化需求提升
針對不同種類電池公司的產(chǎn)線差異,要根據(jù)電池生產(chǎn)工藝做出定制化的AGV,同時,還要考慮電池生產(chǎn)線的空間及布局,以便能夠較快速的進(jìn)行自轉(zhuǎn)、繞行等路徑的規(guī)劃,從而提升定制化AGV的易用性。
此外,應(yīng)更加深化AGV自身在智能制造體系中的利用率,保證與鋰電行業(yè)設(shè)備所需的通信、抗干擾等能力,同時結(jié)合5G進(jìn)行執(zhí)行狀態(tài)監(jiān)測和數(shù)據(jù)上傳,提高數(shù)字化管理及大數(shù)據(jù)監(jiān)測的智能化生產(chǎn)。
隨著鋰離子電池公司對生產(chǎn)效率、產(chǎn)品的穩(wěn)定性要求逐漸新增,同時市場對機(jī)器人認(rèn)可度逐漸新增,未來機(jī)器人的使用領(lǐng)域也將逐漸增多。
1)行業(yè)專用的工業(yè)機(jī)器人
針對鋰電行業(yè)中,工業(yè)機(jī)器人還未滲透的工序,開發(fā)專用工業(yè)機(jī)器人,不僅與生產(chǎn)設(shè)備無縫銜接,同時提高工業(yè)機(jī)器人的可集成能力,保證生產(chǎn)的柔性,提高產(chǎn)品的一致性。如移動機(jī)器人為例,已經(jīng)專門開發(fā)出可用于收放卷的單臂搬運(yùn)、背負(fù)搬運(yùn)AGV。
2)協(xié)作機(jī)器人逐步滲透各個環(huán)節(jié)
協(xié)作機(jī)器人以安全為保障,而且其負(fù)載、速度、精度也提升到一定水平,這樣不僅可以滿足鋰電行業(yè)對機(jī)器人高速高效的要求,同時保證人員、設(shè)備、產(chǎn)品的安全,而且其簡單易部署的特點(diǎn),可提高生產(chǎn)設(shè)備投資回報率。
此外,目前協(xié)作機(jī)器人+AI的功能越來越多,這將帶動AI在生產(chǎn)中的應(yīng)用水平,提升公司智能制造發(fā)展水平。
3)集成度更高的工業(yè)機(jī)器人
由于鋰電行業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備屬于高度集成的,生產(chǎn)線對生產(chǎn)節(jié)拍、生產(chǎn)安全、生產(chǎn)信息化等的要求也較高,因此,提高工業(yè)機(jī)器人的集成能力,將大大縮短擴(kuò)產(chǎn)建廠的周期,同時為日后的運(yùn)營維護(hù)帶來便捷。
首先,保證工業(yè)機(jī)器人自身使用的集成程度,即其配套的夾具、吸盤、視覺、力傳感器的集成能力,同時保障其通信的穩(wěn)定性、抗干擾能力及維護(hù)便捷性。其次,提高工業(yè)機(jī)器人與鋰電生產(chǎn)設(shè)備的高度集成能力及易于操作能力,鋰離子電池的生產(chǎn)有較多的專用生產(chǎn)設(shè)備,根據(jù)不同工藝的需求,可以無縫和自由的集成到生產(chǎn)線上,有利于工業(yè)機(jī)器人的靈活使用。最后,隨著智能制造的發(fā)展,工業(yè)機(jī)器人自身的狀態(tài)監(jiān)測及生產(chǎn)情況的實(shí)時監(jiān)測,都要求工業(yè)機(jī)器人提高其數(shù)字化和智能化的水平。