2021年10月,國務院印發《2030年前碳達峰行動方案》,鋰電企業產能加速投放,行業增長趨勢明確;2022年5月,國家發改委和國家能源局聯合出臺《關于促進新時代新能源高質量發展的實施方案》,6月又發布了《“十四五”可再生能源發展規劃》。多政策助力新能源迎來發展高峰,應用效率更高、促進規模化生產及應用,帶來設備的需求放量,從而帶動工業自動化產品及工業機器人的應用提升。
其中,新能源汽車已進入高速增長期,市場需求強勁,驅動動力鋰電池產業快速增長。高標準車規級動力電池,對生產效率、產品一致性、產品質量提出更高要求,同時新能源汽車類型眾多,對應多種多樣的鋰電池規格和尺寸,鋰電池生產企業亟待高柔性、高效率、高質量的數字化產線,確保充足的產能滿足市場需求。
未來隨著補貼逐年退坡,鋰電池企業對生產效率和產品的穩定性的要求逐漸提高,對機器人的使用也將逐漸增多。鋰電行業在機器人眾多應用行業中的份額比例將持續擴大,很大程度上將承接未來數年機器人需求增長的“引擎”作用。
當前,中國作為全球第一大鋰電池市場,國內鋰電池生產企業聚合中國產業鏈優勢推動鋰電池產業邁向極限制造時代。調研顯示,動力電池各工藝段機器人滲透率達到82%,聚焦鋰電池制芯段、模組段、PACK工藝段等全工藝制程,以機器人、數字化技術,實現高柔性、智能化產線,不斷提高鋰電池產線稼動率、良品率、生產效率。
為滿足鋰電池結構件生產、電芯裝配、模組及PACK工藝高效率、高精度、高穩定的生產需求,埃斯頓依托TRIO運動控制器、交流伺服、SCARA機器人、6-600kg多關節機器人以及數字化軟件平臺,打造了模塊化、短周期、高效率、高標準的鋰電池智能制造完整解決方案,為鋰電池行業多家TOP品牌提供優質服務。
全系列機型覆蓋鋰電池全產業鏈工藝 聚焦鋰電池產業智能化發展,埃斯頓已打造出全系列64款(2023年3月統計)覆蓋3-600kg負載機器人產品。
在SCARA機器人的應用方面,埃斯頓ER3/ER6/ER10/ER20系列SCARA機器人廣泛應用于鋰電池制片工程、制芯工程段的電芯配對、注液、入殼、X-Ray、撕膠、極耳焊接、頂蓋焊接等工序。
在模組&PACK線工序中,埃斯頓為鋰電行業定制開發了ER20-1000-SR/Li系列機器人,其具備20KG負載、超大輸出慣量特性,該機型大量應用于多家頭部鋰電池企業模組組裝產線中,在電芯搬運(單個電芯2-6kg)、包膜、超聲波焊接等工序持續高效、穩定運行。
為滿足鋰電行業超大電芯及高節拍生產要求,埃斯頓定制開發了重負載SCARA機器人ER50-1200-SR,在模組工藝段大包裝上料、模組預堆疊等工藝中具有極高的生產效率。
埃斯頓全系列scara機器人:3-50KG負載
50kg重負載SCARA(ER50-1200-SR)—電芯極性檢測(素材來自:公開媒介)
在中大負載多關節機器人的應用方面,埃斯頓為鋰電行業定制開發了35-220kg負載系列鋰電池專用機器人,通過更優化的負載、精度、結構設計、軟件算法,適用于堆疊、涂膠、疊片、電芯檢測等工序。
在重負載多關節機器人的應用方面,埃斯頓已擁有220kg-600kg全系列機器人,大負載ER220系列(負載220KG)、ER500系列(負載500KG)、ER600系列(負載600KG)機器人在鋰電池烘烤、加熱靜置、模組下線、入箱、PACK線包裝等工序中展露出高速、高精、超強的抗干擾能力等優異的性能,還可以配備45M超長電纜。
其中,ER600-2800擁有600kg的有效負載及2800mm臂展,基于埃斯頓自主化核心部件及控制系統,內核為動力學模型的控制算法,速度和精度性能獲得全面提升,重復定位精度達到±0.1mm,整機防護等級達IP54,可適應多種復雜的工況環境。
以埃斯頓機器人在某鋰電池頭部企業中的應用案例為例,埃斯頓機器人已被廣泛用于部件加工、電芯生產工藝段、模組裝配段等鋰電池生產環節。舉例來看:
在電池托盤焊接環節,由于托盤有多條焊接軌跡,需要配合變位機進行翻轉焊接,對機器人控制器要求較高;客戶要求焊接速度至少達到10mm/s,且焊接精度高于±0.08mm,這就需要機器人運行速度更快,同時具備動力學算法,實現軌跡優化。
最終客戶采用2臺埃斯頓ER8-1450-HW弧焊機器人,配合三軸變位機,雙機焊接提高焊接效率。整個工件在3min內完成焊接,雙工位切換,提高產線利用率。
在電芯烘烤工藝段,客戶現場的電池+物料抓取重量超500kg,希望機器人能抓取多個電芯,并由地軌運送負重狀態機器人至烘烤箱,單個工序節拍在30s內完成;物料尺寸較大,偏心距離超600mm,因此需要機器人滿足偏心負重超400kg;一臺機器人加地軌,需要同時為5個以上的烤爐進行上料;同時還要求機器人控制器直接控制地軌伺服電機,實現聯動,提高生產效率。
客戶采用了埃斯頓ER600-2800重載機器人,配合埃斯頓高扭矩、高速伺服電機,由埃斯頓機器人控制器直接控制地軌伺服,實現高精度控制。600kg負重大負載長臂展全系列機器人為埃斯頓自主品牌,實現了核心部件自主化,進而有效保證機器人交貨周期,同時通過多行業成熟應用,實現了項目30天內快速落地。
在電芯預堆疊工藝中,單個電芯重量為2-6kg,客戶希望機器人在抓取電芯時,進行翻轉并進行立式緊貼擺放,進而完成多個電芯預堆疊/電芯成組工序。同時,客戶要求產線緊湊設計,進而節約空間,通過增加工位,提高產線效率;單次電芯堆疊頻率要求小于10s。因此,機器人要一次搬運多個電芯,負重較大,倍速帶較寬,工裝夾具尺寸較大,工裝夾具+電芯總重量就超過了25kg;高速狀態下,需要超大慣量機器人。
客戶最終采用的解決方案是:視覺定位后,采用ER50-1200-SR重載SCARA機器人(50kg負重,1200mm臂展,重復定位精度±0.025mm)跟隨倍速帶運動,單次抓取兩個電芯,實現翻轉,立式緊貼擺放;使用2臺重負載SCARA機器人,相較于六軸機器人實現體積更小,為性價比更高的模塊化產線方案。
除此之外,在該鋰電池頭部企業中的應用案例中,還有ER280-3200大負載長臂展六軸機器人用于電芯段的加熱靜止,ER20-800-SR應用于方殼電芯貼膠工藝,ER70B-2100-LI中負載六軸機器人應用于電芯小單元成組工序,ER220-3200大負載長臂展六軸機器人應用于大包裝上料/模組下線工序等。
埃斯頓六軸機器人—電芯自動上料應用(素材來自:公開媒介)
模組堆疊工藝段應用(素材來自:公開媒介)
可以預見,2023年新能源行業仍保持較快增長,行業景氣度是否維持2022年的水平需進一步觀察,為此,埃斯頓也在進一步拓寬機器人產品在新能源各道工序的應用,同時在新能源行業拓展更多客戶,希望在存量和增量市場方面進一步提升。
乘數效應加速釋放 可見,針對特定產品和行業頭部客戶,埃斯頓會根據市場的需求,進行定制化的產品開發,為行業客戶提供創新的定制化解決方案,滿足客戶的需要,并在細分行業進行推廣。對關鍵的前瞻性技術和應用,埃斯頓也會設立專業團隊,進行充分調研評審,納入開發計劃。基于此,2022年,埃斯頓專門成立了新能源事業部,深度探索機器人和運動控制產品如何滿足鋰電行業日新月異的需求和日益提升的要求。
受益于新能源行業的發展機遇,埃斯頓2022年半年報顯示,公司的工業機器人及智能制造業務保持了增長,占比已經超過70%。
同時,埃斯頓基于TRIO+ESTUN高性能運動控制解決方案,為鋰電池涂布機、卷繞機、疊片機、模切機等生產設備提供核心運動控制解決方案。
埃斯頓E-Noesis新一代工業互聯網平臺,搭配智能網關、實現毫秒級數據采集,基于邊緣計算、以及云計算平臺,實時性、體系化、全方位的呈現設備及產線生產數據,具備靈活的云部署和本地部署方式,可以為企業快速搭建出屬于自己的輕量化精益管理平臺。
埃斯頓已被高工機器人產業研究所(GGII)評為2022年中國國產六軸機器人銷量最多的廠商。2023年,是埃斯頓深耕機器人行業的第十三年,隨著宏觀經濟環境呈現逐步復蘇趨勢,疊加“機器人+”政策引導,下游需求端整體優于去年,埃斯頓機器人的出貨量有望實現進一步突破。 埃斯頓在接受調研時指出,公司仍將以快速擴張規模為主要目標,采取“通用+細分”戰略,瞄準鋰電、光伏、新能源汽車等新能源行業以及焊接領域,同時積極布局新興行業的應用,包括儲能、半導體設備、生物醫藥等。
目前,埃斯頓機器人智能產業園二期工程正在加緊建設中,計劃2023年中完成整體驗收投入使用,屆時產能提升至50,000臺套/年,能滿足未來2-3年業務發展的產能需求。
審核編輯 :李倩
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原文標題:中國機器人“一哥”埃斯頓猛攻鋰電池極限制造
文章出處:【微信號:gaogongrobot,微信公眾號:高工機器人】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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