工業(yè)機(jī)器人在鋰電行業(yè)應(yīng)用

7月8-10日，第二屆中國(guó)新能源新材料（寧德）峰會(huì)暨2021第十四屆高工鋰電產(chǎn)業(yè)峰會(huì)將在寧德富力萬(wàn)達(dá)嘉華酒店舉行，此次峰會(huì)主題為“開啟新能源新時(shí)代”。屆時(shí)，來(lái)自整車、材料、設(shè)備、回收等超500位企業(yè)鋰電產(chǎn)業(yè)鏈高層將匯聚一堂，共同探討碳中和目標(biāo)下新能源產(chǎn)業(yè)新時(shí)代。

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)企業(yè)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(jiàn)成效，從工業(yè)機(jī)器人到移動(dòng)機(jī)器人（AGV/AMR）均越來(lái)越多的出現(xiàn)在各大鋰電池廠商生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，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(lái)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提供助力。

目前工業(yè)機(jī)器人在鋰電行業(yè)應(yīng)用主要呈現(xiàn)以下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）以電池生產(chǎn)中后端工藝及PACK為主。

鋰電池生產(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(cè)、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(dòng)作。

鋰電池生產(chǎn)環(huán)節(jié)工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用情況

資料來(lái)源：高工產(chǎn)業(yè)研究院（GGII）

（2）數(shù)碼電池以SCARA為主，動(dòng)力電池以多關(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(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。

鋰電池生產(chǎn)環(huán)節(jié)機(jī)器人應(yīng)用種類及領(lǐng)域

資料來(lái)源：高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所（GGII）

（3）智能倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)提升生產(chǎn)及管理智能化。

鋰電池企業(yè)越來(lái)越重視其原料倉(cāng)、線邊倉(cāng)及成品倉(cāng)的智能化管理，因此越來(lái)越傾向于利用自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)提升廠區(qū)空間的利用率及電池的便捷存取，同時(shí)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(dòng)化物流系統(tǒng)完美結(jié)合，通過(guò)存儲(chǔ)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(guò)程的自動(dòng)化、智能化，達(dá)到生產(chǎn)企業(yè)預(yù)期的指標(biāo)。

（4）國(guó)外品牌主導(dǎo)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用，國(guó)產(chǎn)品牌主導(dǎo)移動(dòng)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(zhǎng)期可靠性的優(yōu)勢(shì)，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(guó)產(chǎn)品牌機(jī)器人。

鋰電行業(yè)的移動(dòng)機(jī)器人（AGV/AMR）應(yīng)用則是以國(guó)產(chǎn)廠商為主導(dǎo)，國(guó)產(chǎn)廠商基于高性價(jià)比、高穩(wěn)定性、高服務(wù)品質(zhì)的優(yōu)勢(shì)，不斷獲得鋰電廠商的認(rèn)可。此外，國(guó)產(chǎn)移動(dòng)機(jī)器人（AGV/AMR）企業(yè)還可針對(duì)鋰電行業(yè)特定場(chǎng)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(dòng)機(jī)器人（AGV/AMR）在產(chǎn)線工序銜接及線邊倉(cāng)的重要程度已經(jīng)無(wú)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(shì)：

1）AGV自身精度進(jìn)一步提升

對(duì)于電池生產(chǎn)線而言，前端工序涂布、輥壓、分切機(jī)臺(tái)自動(dòng)上下料的最大難點(diǎn)在于對(duì)接精度要求高，單純僅靠車體自身的定位精度/對(duì)接精度較難實(shí)現(xiàn)，一般會(huì)使用相機(jī)等來(lái)輔助定位提高精度，這就產(chǎn)生了時(shí)間成本，因此，提高AGV自身的精度對(duì)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(dòng)力電池制造柔性與協(xié)作性要求較高的工藝環(huán)節(jié)，采用無(wú)輔助定位標(biāo)識(shí)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(shí)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(lái)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(duì)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(duì)不同種類電池企業(yè)的產(chǎn)線差異，需要根據(jù)電池生產(chǎn)工藝做出定制化的AGV，同時(shí)，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(shí)結(jié)合5G進(jìn)行實(shí)施狀態(tài)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)上傳，提高數(shù)字化管理及大數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的智能化生產(chǎn)。

隨著鋰電池企業(yè)對(duì)生產(chǎn)效率、產(chǎn)品的穩(wěn)定性要求逐漸增加，同時(shí)市場(chǎng)對(duì)機(jī)器人認(rèn)可度逐漸增加，未來(lái)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(duì)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(wú)縫銜接，同時(shí)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(dòng)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(gè)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(duì)機(jī)器人高速高效的要求，同時(shí)保證人員、設(shè)備、產(chǎn)品的安全，而且其簡(jiǎn)單易部署的特點(diǎn)，可提高生產(chǎn)設(shè)備投資回報(bào)率。

此外，目前協(xié)作機(jī)器人+AI的功能越來(lái)越多，這將帶動(dòng)AI在生產(chǎn)中的應(yīng)用水平，提升企業(yè)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(duì)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(shí)為日后的運(yùn)營(yíng)維護(hù)帶來(lái)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(jué)、力傳感器的集成能力，同時(shí)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(wú)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(cè)及生產(chǎn)情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，都要求工業(yè)機(jī)器人提高其數(shù)字化和智能化的水平。

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