引領(lǐng)創(chuàng)新：庫(kù)卡工業(yè)全自動(dòng)化電池組件生產(chǎn)系統(tǒng)

所周知，推廣電動(dòng)汽車的使用是當(dāng)前全球一大熱點(diǎn)，而現(xiàn)實(shí)這一目標(biāo)的先決條件，市場(chǎng)必須供應(yīng)足量的高品質(zhì)電池組件。基于這一原因，市場(chǎng)對(duì)電池組件大批量生產(chǎn)自動(dòng)化的需求也日益高漲。庫(kù)卡工業(yè)近期承接了一大相關(guān)項(xiàng)目，為一中國(guó)客戶提供一整套高品質(zhì)高性能的交鑰匙系統(tǒng)解決方案。通過(guò)這個(gè)成功的系統(tǒng)案例，庫(kù)卡工業(yè)充分證明了對(duì)該領(lǐng)域工藝技術(shù)的全面掌握。

電池組件是電動(dòng)汽車關(guān)鍵的存能系統(tǒng)，它們必須同時(shí)滿足各種不同要求，除了最大負(fù)荷，緊湊的結(jié)構(gòu)，最小化的重量，它們還必須在機(jī)械設(shè)計(jì)上要足夠安全，以避免撞擊引起的短路或震動(dòng)導(dǎo)致的缺陷，同時(shí)還得適用于車輛運(yùn)行中可能出現(xiàn)的所有苛刻條件。此外，那些高檔汽車制造商還會(huì)要求極高的可重復(fù)性和耐用性，也得可靈活適應(yīng)市場(chǎng)需求的柔性生產(chǎn)。而人工操作已經(jīng)達(dá)到了極限，已不能滿足這些要求。亞洲電池制造商目前在技術(shù)和業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)上占據(jù)了很大的優(yōu)勢(shì)，不過(guò)他們還是想從德國(guó)獲取最先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)來(lái)進(jìn)一步鞏固其領(lǐng)先地位。庫(kù)卡工業(yè)作為全球領(lǐng)先的電池制造商之一，以歐洲質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn)，為全球客戶提供最優(yōu)質(zhì)系統(tǒng)服務(wù)。

“可能令人非常驚訝，看似簡(jiǎn)單的動(dòng)力電池組生產(chǎn)，其實(shí)一點(diǎn)都不簡(jiǎn)單。它由單體的鋰電池組成。”庫(kù)卡工業(yè)電池部門資深項(xiàng)目經(jīng)理RüdigerFecher介紹道。“乍看之下，它的任務(wù)只是些搬運(yùn)，表面處理，拼接和焊接。實(shí)際上，將各種細(xì)微的工藝步驟無(wú)瑕集成于一個(gè)的完整系統(tǒng)，而且每一步都需要進(jìn)行詳細(xì)的跟蹤和記錄，這是相當(dāng)具有挑戰(zhàn)性的。也只有這樣卓越的系統(tǒng)，我們才可能生產(chǎn)出日常生活所需的最高品質(zhì)的電池組。

工藝技術(shù)

庫(kù)卡工業(yè)（徠斯）作為自動(dòng)化和新型工藝的領(lǐng)軍品牌已有幾十年的歷史。在電池生產(chǎn)工藝中，需要的不僅僅是必要的自動(dòng)化硬件，同時(shí)也需要最全面的系統(tǒng)解決方案。得益于在光伏組件生產(chǎn)系統(tǒng)多年的積累，庫(kù)卡工業(yè)擁有全面的工藝技術(shù)，甚至在某些特殊的電力技術(shù)領(lǐng)域也有著強(qiáng)勁的技術(shù)實(shí)力。在目前的項(xiàng)目中，庫(kù)卡工業(yè)將其全方位的工藝技術(shù)和自動(dòng)化經(jīng)驗(yàn)再次進(jìn)行了整合。

“在電池組件生產(chǎn)的全面自動(dòng)化過(guò)程中，出現(xiàn)了哪些挑戰(zhàn)呢？其實(shí)問(wèn)題的本質(zhì)在于優(yōu)化物流間歇和產(chǎn)品質(zhì)量。對(duì)于生產(chǎn)結(jié)果，我們絕不濫竽充數(shù)”，RüdigerFecher這樣補(bǔ)充。“因此，生產(chǎn)過(guò)程中的每一步，無(wú)論多么細(xì)小，我們都精心控制，記錄并永久存檔。雖然我們必須將整套系統(tǒng)設(shè)計(jì)的盡量緊湊，來(lái)適應(yīng)客戶現(xiàn)場(chǎng)的有限空間，但完善的傳感系統(tǒng)和質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)，使我們的系統(tǒng)解決方案卓而不群。從單體電池的上料開始，系統(tǒng)就實(shí)時(shí)進(jìn)行電池片的料物識(shí)別、質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)收集、電壓測(cè)試等。

精度至關(guān)重要，不僅包括電器精度，而且也包括機(jī)械精度。將幾組電池組成一個(gè)模組，每個(gè)單體電池的表面都用等離子預(yù)處理，再進(jìn)行涂膠。當(dāng)一個(gè)模組所需電池堆放好后，連同絕緣體、端板和側(cè)板，整個(gè)部件從相應(yīng)夾具取下，并提供給焊接工位。再將外殼焊接并罩住電池。完成后，再磨掉微量的煙渣殘留（這是不可避免的，即便是最先進(jìn)的CMT焊接也同樣如此）。接下來(lái)，需要再進(jìn)行一次質(zhì)量控制，來(lái)檢查所有電池單體的放置是否滿足機(jī)械和空間的公差范圍，同時(shí)確保電池單體間和外殼是否絕緣。

然后，對(duì)這一電池組進(jìn)行激光打標(biāo)，生成一組矩陣代碼。插入底板后，再將整塊交由激光焊接工作站。接著，再進(jìn)行一次檢測(cè)，如果電池組尺寸符合標(biāo)準(zhǔn)，那么就用遠(yuǎn)程激光焊來(lái)將單體電池電極線路進(jìn)行連接，這里的激光焊配置了庫(kù)卡工業(yè)Lasertec的遠(yuǎn)程激光焊接頭。最后，對(duì)成品電池組進(jìn)行最終檢測(cè)，以確?？稍谄嚿祥L(zhǎng)期無(wú)故障使用。

至于傳感器方面，除了電測(cè)（機(jī)械）質(zhì)量檢測(cè)外，庫(kù)卡工業(yè)還采用了最尖端的成像系統(tǒng)，用高科技相機(jī)檢驗(yàn)電極位置和尺寸。

結(jié)論

Rüdiger Fecher總結(jié)道：“這套系統(tǒng)將幫助我們客戶生產(chǎn)出最高品質(zhì)的產(chǎn)品，另外，他們的下游客戶正是德國(guó)高檔汽車制造商。最后我想說(shuō)的是：總和遠(yuǎn)大于個(gè)體之和，11套機(jī)器人在局限的空間里協(xié)調(diào)工作，可以完成令人驚嘆的任務(wù)。此外再值得一提的是，庫(kù)卡工業(yè)電池項(xiàng)目組由國(guó)際化技術(shù)團(tuán)隊(duì)組成，在項(xiàng)目管理和技術(shù)支持方面，可以靈活高效服務(wù)于不同區(qū)域市場(chǎng)。”