鋰電行業(yè)快速擴(kuò)張，帶動(dòng)產(chǎn)線自動(dòng)化和工業(yè)機(jī)器人導(dǎo)入需求提高，機(jī)器人在鋰電行業(yè)的銷(xiāo)量和滲透率快速增長(zhǎng)。本文分析了移動(dòng)機(jī)器人、多關(guān)節(jié)機(jī)器人、協(xié)作機(jī)器人等在鋰電制造前中后段、模組線、PACK線等工序中的具體應(yīng)用，為更好地理解機(jī)器人在鋰電生產(chǎn)中的應(yīng)用場(chǎng)景提供參考。

一、鋰電生產(chǎn)工序

鋰電制造流程劃分為前段工序（極片制造）、中段工序（電芯合成）、后段工序（化成封裝）。 ? 前段工序的目的是將原材料加工成為極片，核心工序?yàn)橥坎迹恢卸喂ば虻哪康氖菍O片加工成為未激活電芯，核心工序是卷繞或者疊片；后段工序的目的是激活電芯，檢測(cè)等級(jí)容量，核心工序是化成和分容，最后封裝出廠。 ? 在鋰電池生產(chǎn)工藝中，極片制作是基礎(chǔ)、電芯制作是核心，電池組裝則關(guān)系到鋰電池成品質(zhì)量。 ? 對(duì)于動(dòng)力和儲(chǔ)能電池而言，產(chǎn)品形態(tài)可分為電芯、模組和電池包。電芯是動(dòng)力電池產(chǎn)品的核心基礎(chǔ)構(gòu)成單元，由上述工藝制成電芯后，再通過(guò)模組生產(chǎn)線將一定數(shù)量的電芯組成模組，并進(jìn)一步通過(guò)PACK線封裝成套為電池包。 ?

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? 前段工序

前段工序示意圖

1、攪拌： ? 攪拌工序是極片制作的重要環(huán)節(jié)之一， 攪拌的質(zhì)量直接影響電池性能。攪拌過(guò)程在正極攪拌機(jī)和負(fù)極攪拌機(jī)中分別進(jìn)行：首先由人工與機(jī)器人配合將正極和負(fù)極對(duì)應(yīng)的原料分別倒入各自攪拌機(jī)的原料盒中，與此同時(shí)制備膠液，最終將膠液與原料攪拌混合均勻形成漿液，由漿液小車(chē)運(yùn)送至下一道工序。 ?

?正極攪拌過(guò)程

負(fù)極攪拌過(guò)程

2、涂布：

涂布工序的目的是將正負(fù)極漿體均勻涂抹在基材上，獲得涂布好的極片。一般而言，消費(fèi)類(lèi)鋰離子電池多采用輥涂轉(zhuǎn)移式，動(dòng)力電池多采用狹縫擠壓方式。??

輥涂轉(zhuǎn)移式方法依靠圓筒形的涂布輥實(shí)現(xiàn)，利用傳動(dòng)帶動(dòng)漿料，再通過(guò)涂布輥的轉(zhuǎn)動(dòng)將漿料均勻涂抹在基材（鋁箔/銅箔）正反面，再將已經(jīng)上漿的板材進(jìn)行烘干，形成涂布好的極片。

涂布過(guò)程示意圖

狹縫擠壓法的原理：涂布液在一定壓力一定流量下沿著涂布模具的縫隙擠壓噴出，轉(zhuǎn)移到基材上。圖示Q為涂布液注入方向，V為基材滾動(dòng)方向。

狹縫擠壓法原理示意圖

3、輥壓： ? 由兩臺(tái)高壓主電機(jī)分別帶動(dòng)兩只相向轉(zhuǎn)動(dòng)的磨輥，將附著有正負(fù)極材料的極片利用圓筒形的輥壓機(jī)進(jìn)行輥壓，一方面使得涂覆的材料更緊密，提升能量密度，保證厚度的一致性，另一方面也能夠進(jìn)一步管控極片中的粉塵含量和濕度。

輥壓示意圖

4、分切（分條/模切）：

極片有分條和模切兩種分切方式，分條對(duì)應(yīng)中段工序中的卷繞，模切則對(duì)應(yīng)中段工序中的疊片工藝。分條工藝把大的極片分切成相應(yīng)電池尺寸大小的條形極片再進(jìn)行卷繞，由人工配合機(jī)器人將輥壓后的極片上料，分切機(jī)的刀片對(duì)極片進(jìn)行分切，再將分切好的小條形極片下料；模切通過(guò)模具對(duì)極片沖壓，形成相應(yīng)電池規(guī)格大小的極片進(jìn)行疊片。

分條示意圖

模切示意圖

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? 中段工序

中段工序示意圖

1、卷繞或疊片：

電芯按照制作工藝可分為卷繞工藝和疊片工藝。卷繞將制片工序或收卷式模切機(jī)制作的極片卷繞成鋰離子電池的電芯，主要用于方形、圓形鋰電池生產(chǎn)；疊片將模切工序中制作的單體極片疊成鋰離子電池的電芯，主要用于軟包電池生產(chǎn)。

卷繞與疊片原理對(duì)比圖

卷繞電池（左）與疊片電池（右）結(jié)構(gòu)對(duì)比

卷繞過(guò)程示意圖

疊片過(guò)程示意圖

2、入殼：

卷芯入殼前需要進(jìn)行Hi-Pot測(cè)試電壓200～500V（測(cè)試是否存在高壓短路），吸塵處理（入殼前進(jìn)一步控制粉塵），之后才能將卷芯放入殼體中。

入殼原理示意圖

3、點(diǎn)焊： ? ? ? 將圓柱/方形電池的極耳與外殼相應(yīng)端口焊接到位，軟包電池則主要是將多層極片與極耳引腳焊接到位。

軟包電池極耳示意圖

4、注液： ? ? ? ? ? ? ? ? 注液機(jī)將電池的電解液定量注入電芯中。 ?

注液原理示意圖

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? 后段工序

后段工序示意圖

1、化成： ? 通過(guò)充放電機(jī)進(jìn)行充電，使電芯激活，在此過(guò)程中負(fù)極表面生成有效鈍化膜（SEI 膜），以實(shí)現(xiàn)鋰電池的“初始化”。

化成原理示意圖

2、分容：

即“分析容量”，將化成后的電芯按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行充放電，以測(cè)量電芯的電容量。對(duì)電芯進(jìn)行充放電貫穿化成、分容工藝過(guò)程，因此充放電機(jī)是最常用的后段核心設(shè)備。

3、OCV檢測(cè)：

OCV（open circuit voltage，開(kāi)路電壓），指的是電池不放電開(kāi)路時(shí)，兩極之間的電位差。通過(guò)進(jìn)行OCV1和OCV2兩次測(cè)量，檢測(cè)電池的性能參數(shù)和電池的內(nèi)部狀態(tài)，兩次測(cè)量間需常溫靜置。

4、組裝：

經(jīng)過(guò)外觀全檢、噴碼、等級(jí)檢查、包裝等工序，完成成品電芯的組裝。外包裝方式包括熱縮機(jī)封口以及超聲波封口兩種，其中熱縮機(jī)封口主要用于PVC包裝的電池組。

組裝過(guò)程示意圖

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? 模組工序

模組工序示意圖

鋰電池模組是由幾顆到數(shù)百顆電池芯經(jīng)由并聯(lián)及串聯(lián)所組成的多個(gè)模組，動(dòng)力電池組系統(tǒng)是將眾多單個(gè)的電芯通過(guò)串、并聯(lián)的方式連接起來(lái)的電池組。經(jīng)過(guò)前中后段工序制成電芯后，需要通過(guò)模組線將一定數(shù)量的電芯組成模組。

1、電芯上料

一般而言，不管是軟包、方形、圓柱還是18650型電池，模組的自動(dòng)化組裝工藝流程都是從電芯上料開(kāi)始。來(lái)料可以是原供應(yīng)商提供的包裝，也可以是廠家經(jīng)過(guò)檢測(cè)后統(tǒng)一整理好的專(zhuān)用托盤(pán)。上料過(guò)程可以是人工操作，也可以通過(guò)傳送帶自動(dòng)上料，然后通過(guò)機(jī)器人經(jīng)由抓手抓取。

2、電芯堆疊

將檢測(cè)合格后的成品電芯與側(cè)板、端板、蓋板、連接片等組件進(jìn)行配對(duì)上線，然后將電芯根據(jù)一定的串并聯(lián)順序進(jìn)行堆疊。

3、子模塊電芯極耳焊接

將堆疊好的子模塊，通過(guò)激光技術(shù)將正極耳和負(fù)極耳按照技術(shù)要求分別焊接在回流排上，并在子模塊間進(jìn)行極耳的串聯(lián)連接。

4、子模塊入殼

將子模塊自動(dòng)放入殼體中形成模組。

5、采樣線連接

通過(guò)激光技術(shù)將采樣板采樣端子按照技術(shù)要求焊接在回流排上。

6、模組組裝

通過(guò)機(jī)器人將端板和側(cè)板自動(dòng)組裝至模塊上，通過(guò)激光技術(shù)，按照技術(shù)要求完成焊接。

7、測(cè)試、入庫(kù)

對(duì)成品模組進(jìn)行性能檢驗(yàn)，完成后將合格的成品模組包裝入庫(kù)。

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? PACK工序

模組再加上電池管理系統(tǒng)和熱管理系統(tǒng)就可組成一個(gè)較完整的鋰電池包系統(tǒng)，因此需要將組裝完畢的模組進(jìn)一步通過(guò)PACK線封裝成套為電池包。

PACK工序示意圖

?1、電芯分組

進(jìn)行電芯的分選配組，自動(dòng)分選機(jī)上設(shè)置配組的參數(shù)應(yīng)為：電壓差5mV；內(nèi)阻差3mΩ(如果一致性要求嚴(yán)格可以設(shè)置1-2mΩ)。容量差無(wú)法在自動(dòng)分選機(jī)上進(jìn)行篩選，需要上、通過(guò)分容老化柜進(jìn)行分容配組。

2、點(diǎn)焊

電芯裝夾具時(shí)，務(wù)必按照電芯正負(fù)極順序進(jìn)行裝配，順序顛倒會(huì)造成電芯短路。設(shè)置好自動(dòng)電焊機(jī)程序后，將夾具電芯放進(jìn)，開(kāi)始自動(dòng)點(diǎn)焊。完成自動(dòng)點(diǎn)焊后，品質(zhì)需要對(duì)自動(dòng)點(diǎn)焊的電池組進(jìn)行點(diǎn)檢，漏點(diǎn)炸點(diǎn)處，需要補(bǔ)焊。

3、絕緣處理

對(duì)電壓采集線、導(dǎo)線、正負(fù)極輸出線，進(jìn)行必要固定與絕緣。輔料常規(guī)為高溫膠布、青稞紙、環(huán)氧板、扎帶等。

4、測(cè)試

常規(guī)測(cè)試包括：簡(jiǎn)單充放電測(cè)試、整組內(nèi)阻測(cè)試、整組容量測(cè)試、整組過(guò)充測(cè)試、整組過(guò)放測(cè)試、短路測(cè)試、過(guò)流測(cè)試。如有特殊要求需進(jìn)行高溫低溫測(cè)試、針刺測(cè)試、跌落測(cè)試、鹽霧測(cè)試等。

5、包裝并裝箱入庫(kù)

用PVC等材料對(duì)電池組進(jìn)行外部包裝，并裝箱入庫(kù)。

PACK裝配過(guò)程中存在很多柔性線路及壓裝擰緊，要自動(dòng)化的難度較高及投入產(chǎn)出比不高，所以后段設(shè)備的自動(dòng)化程度相對(duì)于前段和中段會(huì)比較低，但是可兼容圓柱、方殼及軟包三種PACK電池包裝配。 ? PACK線量產(chǎn)設(shè)備的主要有兩種運(yùn)轉(zhuǎn)類(lèi)型：

1、AGV+裝配臺(tái)車(chē)；

2、輸送線（滾筒線/倍數(shù)鏈）+托盤(pán)的模式。

二、移動(dòng)機(jī)器人在鋰電生產(chǎn)工序的應(yīng)用

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移動(dòng)機(jī)器人簡(jiǎn)介

移動(dòng)機(jī)器人整體上可以分為AGV和AMR兩大類(lèi)。AGV（Autonomous Guided Vehicle），指裝備有電磁或光學(xué)等自動(dòng)導(dǎo)航裝置，能夠沿規(guī)定的導(dǎo)航路徑行駛，具有安全保護(hù)以及各種移載功能的運(yùn)輸車(chē)。AMR（Autonomous Mobile Robot），即自主移動(dòng)機(jī)器人，是一個(gè)集環(huán)境感知、動(dòng)態(tài)決策規(guī)劃、行為控制與執(zhí)行等多功能于一體的綜合系統(tǒng)。 ? 由于鋰電生產(chǎn)線以離散式居多，盡管生產(chǎn)過(guò)程中己使用了大量的自動(dòng)化專(zhuān)機(jī)，但各生產(chǎn)環(huán)節(jié)之問(wèn)的銜接仍然是以人工為主，成本高、效率低，已難以支撐行業(yè)快速增長(zhǎng)的體量，頻繁的換線轉(zhuǎn)運(yùn)以及對(duì)產(chǎn)線效率和連貫性的更高追求，為移動(dòng)機(jī)器人滲透帶來(lái)空間。在此機(jī)遇下，移動(dòng)機(jī)器人企業(yè)快速入局，目前進(jìn)軍鋰電行業(yè)的主要移動(dòng)機(jī)器人企業(yè)包括斯坦德機(jī)器人、華睿科技、優(yōu)艾智合、海康機(jī)器人、佳順智能、迦智科技等。 ?

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? 移動(dòng)機(jī)器人主要形態(tài)

移動(dòng)機(jī)器人在鋰電生產(chǎn)線的主要形態(tài)有叉取機(jī)器人、潛伏式機(jī)器人、背負(fù)移載機(jī)器人等。

1、叉取機(jī)器人

叉取式移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)載能力強(qiáng)可以直接叉取物料（托盤(pán)）進(jìn)行運(yùn)輸，主要用于生產(chǎn)線上的原材料配送及半成品、成品的運(yùn)輸和工廠倉(cāng)庫(kù)原料碼垛等，在生產(chǎn)中能代替人完成一些單調(diào)、頻繁、勞動(dòng)強(qiáng)度大且重復(fù)長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)或是危險(xiǎn)、惡劣環(huán)境下的作業(yè)。目前市場(chǎng)上主力叉取型AGV/AMR負(fù)載能力在0.8-1.5噸，舉升高度可達(dá)到1.6-4.5米。

2、潛伏式機(jī)器人

潛伏牽引系列移動(dòng)機(jī)器人，可潛伏到料車(chē)下，利用牽引棒自動(dòng)升降，掛接或脫落料車(chē)，實(shí)現(xiàn)物料端對(duì)端轉(zhuǎn)運(yùn)，打造柔性化生產(chǎn)線。

3、背負(fù)移載機(jī)器人

背負(fù)移載移動(dòng)機(jī)器人可根據(jù)調(diào)度任務(wù)自主導(dǎo)航至對(duì)接線體處，實(shí)現(xiàn)物料在生產(chǎn)線間的全自動(dòng)化轉(zhuǎn)運(yùn)。

移載機(jī)器人頂部可根據(jù)廠家需求，安置輥筒、皮帶、鏈條等多種形狀的傳輸模組，自動(dòng)與機(jī)臺(tái)、輸送線等三方設(shè)備對(duì)接，完成托盤(pán)、料箱、成品搬運(yùn)工作，實(shí)現(xiàn)全智能化流水線生產(chǎn)。

背負(fù)機(jī)器人可以頂起貨架或者牽引料架，完成貨物的轉(zhuǎn)運(yùn)；此外，模組的頂板可以旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)同步旋轉(zhuǎn)的功能，即在頂起料架的狀態(tài)，機(jī)器人原地旋轉(zhuǎn)，但保持料架不旋轉(zhuǎn)，滿足極限空間下的料架轉(zhuǎn)運(yùn)。

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? 移動(dòng)機(jī)器人在鋰電生產(chǎn)工序的應(yīng)用

移動(dòng)機(jī)器人在鋰電生產(chǎn)中主要用于物料搬運(yùn)、上下料、工序間轉(zhuǎn)運(yùn)，前段可應(yīng)用于除制漿外所有工序的自動(dòng)上下料卷需求，并能夠應(yīng)用于前段拆包取料、涂布收放卷、輥壓收放卷、分切放料、疊片機(jī)放料等工序；中后段能夠滿足卷繞/疊片工序中的上下料，以及生產(chǎn)場(chǎng)地對(duì)線邊倉(cāng)的臨時(shí)儲(chǔ)存、搬運(yùn)，模組&PACK上下線搬運(yùn)等需求。 ? 前段工序中，移動(dòng)機(jī)器人主要應(yīng)用于來(lái)料的開(kāi)包、搬運(yùn)、換卷及線邊轉(zhuǎn)運(yùn)流程。在鋰電原材料倉(cāng)庫(kù)中，原料以噸袋或大體積卷料的形式存儲(chǔ)，構(gòu)成了大載重的物料運(yùn)輸場(chǎng)景，即便是應(yīng)用半自動(dòng)設(shè)備，工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度依然很大，并且部分場(chǎng)景存在的機(jī)械傷害風(fēng)險(xiǎn)，移動(dòng)機(jī)器人對(duì)繁重、重復(fù)的人工勞動(dòng)進(jìn)行了有效替代；各工藝間通過(guò)AGV/AMR機(jī)器人無(wú)縫銜接，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)串聯(lián)，提高工廠智能化、自動(dòng)化程度；機(jī)器人的應(yīng)用也可以減少搬運(yùn)過(guò)程中的物料損壞，提高運(yùn)輸準(zhǔn)確率，更好地滿足全線滿產(chǎn)峰值需求。 ? 中段工序，移動(dòng)機(jī)器人主要應(yīng)用于卷繞/疊片工序中的上下料。在制芯過(guò)程中，傳統(tǒng)模式是由人工進(jìn)行上下料與卷繞疊片機(jī)對(duì)接，不僅效率無(wú)法保證，還會(huì)存在安全風(fēng)險(xiǎn)，更重要的是柔性化不足。采用移動(dòng)機(jī)器人自動(dòng)搬運(yùn)和對(duì)接，不僅可以滿足精準(zhǔn)對(duì)接的要求，還能夠適應(yīng)高潔凈環(huán)境，跨區(qū)域、跨樓層工作，助力無(wú)人化上下料、搬運(yùn)自動(dòng)化、包裝自動(dòng)化及倉(cāng)儲(chǔ)物流智能化。 ? 后段、模組及PACK工序，主要應(yīng)用在封裝、化成分容、測(cè)試分選、模塊裝配、PACK組裝以及成品入庫(kù)等環(huán)節(jié)。后段、模組及PACK涉及工序較多、存在較多柔性線路，移動(dòng)機(jī)器人可以起到不同工序間的轉(zhuǎn)運(yùn)和接駁，讓各工序可以更有序高效流轉(zhuǎn)。尤其是Pack線及成品入庫(kù)環(huán)節(jié)，叉取式和負(fù)載式移動(dòng)機(jī)器人在這個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)揮重要作用，大大降低了人工壓力。

三、SCARA機(jī)器人在鋰電生產(chǎn)工序的應(yīng)用

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? SCARA機(jī)器人簡(jiǎn)介

SCARA機(jī)器人是多關(guān)節(jié)機(jī)器人中較簡(jiǎn)單的機(jī)型，具有4個(gè)自由度，在平面上具有較好的靈活性，同時(shí)在與平面垂直的方向具有較高的剛性，適合裝配、分揀作業(yè)等任務(wù)。此外，由于SCARA機(jī)器人可以做到結(jié)構(gòu)緊湊、動(dòng)作靈活、速度快、位置精度高，SCARA的使用可提高機(jī)器人對(duì)復(fù)雜裝配任務(wù)的適應(yīng)性，同時(shí)有效降低成本，提高工作空間利用率。

SCARA在鋰電池行業(yè)使用的主要工序則包含裝配、焊接上下料、貼標(biāo)、檢測(cè)、化成分容、包裝組裝上下料等。

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? SCARA機(jī)器人在鋰電各工序的應(yīng)用

SCARA目前主要應(yīng)用于鋰電生產(chǎn)的中段和后段階段，在前段工序應(yīng)用較少。在中段工序，SCARA機(jī)器人應(yīng)用集中于焊接領(lǐng)域，具體體現(xiàn)為極耳超聲波焊工藝。在軟包電池進(jìn)行制作中，需要使用超聲波焊接機(jī)對(duì)其極耳進(jìn)行預(yù)焊，再將極耳引片和預(yù)焊后的極耳焊接在一起。預(yù)焊可以起到整形的作用，有利于蓋板極耳引片與極耳之間的焊接，同時(shí)在其焊接前后與流水線的銜接中，會(huì)涉及到使用SCARA機(jī)器人對(duì)其進(jìn)行上下料的操作。 ? 在后段工序，SCARA主要應(yīng)用于注液流程中。注液是將電芯和外殼之間的空隙用電解液填滿這樣就形成一個(gè)可充放電的電芯，注液可以由SCARA負(fù)責(zé)傳送帶拾取，再搭配專(zhuān)用設(shè)備完成。

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? SCARA機(jī)器人鋰電領(lǐng)域的發(fā)展方向

在鋰電行業(yè)，機(jī)器人企業(yè)們的爭(zhēng)奪重點(diǎn)之一是重負(fù)載SCARA。50KG及以上負(fù)載的SCARA機(jī)器人可以有效滿足后段PACK工藝段鋰電模組重量大、節(jié)拍快、裝配精度高的況需求。目前大負(fù)載SCARA的應(yīng)用90%集中在鋰電制造，需求旺盛，根據(jù)MIR DATABANK數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)2022全年50kg SCARA出貨量可以超過(guò)1600臺(tái)，同比增長(zhǎng)近140%。 ? 但與此同時(shí)，重負(fù)載SCARA機(jī)器人存在較高技術(shù)門(mén)檻，無(wú)論是機(jī)械設(shè)計(jì)的重新調(diào)整還是核心零部件的整體替換，都對(duì)廠商提出了更高要求，同時(shí)如何在提升負(fù)載之后平衡速度與效率也是推動(dòng)重負(fù)載SCARA機(jī)器人應(yīng)用的關(guān)鍵。

重負(fù)載SCARA在裝配線應(yīng)用的示意圖

四、除SCARA以外其他多關(guān)節(jié)機(jī)器人

在鋰電生產(chǎn)工序的應(yīng)用

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? 多關(guān)節(jié)機(jī)器人簡(jiǎn)介

多關(guān)節(jié)機(jī)器人定義為臂部有多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)的機(jī)器人，一般由立柱和大小臂組成，其軸數(shù)（關(guān)節(jié)）越多，自由度越高，超過(guò)6軸為冗余自由度，其中以 4-6 軸最常見(jiàn)。具體來(lái)看，多關(guān)節(jié)機(jī)器人主要有兩個(gè)特點(diǎn)：一是負(fù)載范圍大，從不足1KG到2-3噸不等，能夠滿足多種任務(wù)的負(fù)載要求；二是作業(yè)范圍大，可以適合于幾乎任何軌跡或角度的工作。

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? 多關(guān)節(jié)機(jī)器人在鋰電領(lǐng)域的應(yīng)用

目前而言，多關(guān)節(jié)機(jī)器人在鋰電池生產(chǎn)環(huán)節(jié)中涉足的工序主要集中在中后段工序中，以模組、 PACK環(huán)節(jié)用量最大，包含搬運(yùn)、上下料、涂膠、堆疊、焊接、分揀、清洗、入箱、鎖緊、測(cè)試、包裝等環(huán)節(jié)。 ? 從應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)看，動(dòng)力鋰電池領(lǐng)域是多關(guān)節(jié)機(jī)器人在鋰電行業(yè)應(yīng)用的“高地”，已在電芯上下料、電芯分選、電芯焊接、電芯烘烤、電芯組裝、模塊檢測(cè)、模塊組裝、模塊緊固等具體的應(yīng)用工序落地。 ?

多關(guān)節(jié)機(jī)器人應(yīng)用環(huán)節(jié)

在動(dòng)力鋰電池生產(chǎn)線中，應(yīng)用最多的為六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人。六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人內(nèi)置有六個(gè)伺服電機(jī)，直接通過(guò)減速器、同步帶輪等驅(qū)動(dòng)六個(gè)關(guān)節(jié)軸的旋轉(zhuǎn)。六軸工業(yè)機(jī)器人一般有6個(gè)自由度，包含旋轉(zhuǎn)（S軸），下臂（L軸）、上臂（U軸）、手腕旋轉(zhuǎn)（R軸）、手腕擺動(dòng)（B軸）和手腕回轉(zhuǎn)（T軸）；6個(gè)關(guān)節(jié)合成實(shí)現(xiàn)末端的6自由度動(dòng)作，具有高靈活性、超大負(fù)載、高定位精度等眾多優(yōu)點(diǎn)。 ? 六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人可用于自動(dòng)裝配、噴漆、搬運(yùn)、焊接及后處理等工作，可以做出靈活得像人類(lèi)一樣的動(dòng)作，機(jī)器人可以執(zhí)行操作人員的指令。鋰電生產(chǎn)工序中段最早使用的機(jī)型就是六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人，承擔(dān)包含搬運(yùn)、上下料、涂膠、堆疊、焊接、分揀、清洗、入箱、鎖緊、測(cè)試、包裝等工作，技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)相對(duì)成熟。模組＆PACK段之前屬于人工密集的工作場(chǎng)景，隨著企業(yè)自動(dòng)化需求的提升，六軸機(jī)器人的使用也逐漸開(kāi)始滲透。

03

? SCARA機(jī)器人和六軸機(jī)器人的對(duì)比

而在同等負(fù)載水平下，六軸機(jī)器人的成本明顯高于SCARA機(jī)器人，同時(shí)在運(yùn)動(dòng)節(jié)拍、占地空間等要求上，SCARA的優(yōu)勢(shì)也更明顯。以匯川技術(shù)S50為例，其標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)節(jié)拍為0.89秒，更加靈活高效，能夠助力終端用戶快速提升產(chǎn)能，同時(shí)S50首次采用四軸快速歸零，降低現(xiàn)場(chǎng)操作難度，讓?xiě)?yīng)用更高效。 ? SCARA機(jī)器人在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的快速轉(zhuǎn)型以及取代直線滑臺(tái)上具有優(yōu)勢(shì)。在數(shù)碼電池的生產(chǎn)過(guò)程中，因?yàn)殡姵禺a(chǎn)品種類(lèi)多，需要頻繁換型，SCARA使用量比較大；而動(dòng)力電池產(chǎn)品相對(duì)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。

五、協(xié)作機(jī)器人在鋰電生產(chǎn)工序的應(yīng)用

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? 協(xié)作機(jī)器人簡(jiǎn)介

協(xié)作機(jī)器人（Collaborative robot)，是一種被設(shè)計(jì)成能與人類(lèi)在共同工作空間中進(jìn)行近距離互動(dòng)的機(jī)器人，其優(yōu)勢(shì)在于可以適應(yīng)空間狹小和行程多變的不同工作平臺(tái)，同時(shí)可適應(yīng)柔性化生產(chǎn)，在進(jìn)行產(chǎn)線切換時(shí)，可在較短時(shí)間內(nèi)快速作業(yè)，且較好地保證生產(chǎn)的安全性。協(xié)作機(jī)器人作為更加安全的多關(guān)節(jié)機(jī)器人衍生品，在鋰電池行業(yè)的應(yīng)用主要是在數(shù)碼電池領(lǐng)域。

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? 協(xié)作機(jī)器人在鋰電領(lǐng)域的應(yīng)用

在鋰電行業(yè)的應(yīng)用方面，針對(duì)當(dāng)下鋰電池行業(yè)生產(chǎn)存在的單機(jī)自動(dòng)化、人工切換產(chǎn)品、交付周期長(zhǎng)、產(chǎn)線智能化低等問(wèn)題，協(xié)作機(jī)器人可以進(jìn)行快速的部署，實(shí)現(xiàn)柔性化生產(chǎn)，并縮短單工位自動(dòng)化升級(jí)的投資回報(bào)周期。 ? 但受限于自身負(fù)載和節(jié)拍的限制，協(xié)作機(jī)器人主要應(yīng)用在數(shù)碼電池（小電池）的生產(chǎn)，而在動(dòng)力電池生產(chǎn)中應(yīng)用較少。具體來(lái)看，在數(shù)碼電池的生產(chǎn)過(guò)程中，因?yàn)殡姵禺a(chǎn)品種類(lèi)多，需要頻繁換型，SCARA 使用量比較大，但部分場(chǎng)景也開(kāi)始導(dǎo)入?yún)f(xié)作機(jī)器人，目前協(xié)作機(jī)器人主要適用于消費(fèi)類(lèi)軟包電池的需求，可實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、側(cè)燙、涂膠、貼標(biāo)、焊接、上下料、碼垛等工序。

六、各類(lèi)機(jī)器人在鋰電生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用總結(jié)

編輯：黃飛

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