2021年10月,國務院印發(fā)《2030年前碳達峰行動方案》,鋰電企業(yè)產(chǎn)能加速投放,行業(yè)增長趨勢明確;2022年5月,國家發(fā)改委和國家能源局聯(lián)合出臺《關于促進新時代新能源高質量發(fā)展的實施方案》,6月又發(fā)布了《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》。多政策助力新能源迎來發(fā)展高峰,應用效率更高、促進規(guī)模化生產(chǎn)及應用,帶來設備的需求放量,從而帶動工業(yè)自動化產(chǎn)品及工業(yè)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(chǎn)業(yè)快速增長。高標準車規(guī)級動力電池,對生產(chǎn)效率、產(chǎn)品一致性、產(chǎn)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(guī)格和尺寸,鋰電池生產(chǎn)企業(yè)亟待高柔性、高效率、高質量的數(shù)字化產(chǎn)線,確保充足的產(chǎn)能滿足市場需求。
未來隨著補貼逐年退坡,鋰電池企業(yè)對生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的穩(wěn)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(yè)在機器人眾多應用行業(yè)中的份額比例將持續(xù)擴大,很大程度上將承接未來數(shù)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(chǎn)企業(yè)聚合中國產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢推動鋰電池產(chǎn)業(yè)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(shù)字化技術,實現(xiàn)高柔性、智能化產(chǎn)線,不斷提高鋰電池產(chǎn)線稼動率、良品率、生產(chǎn)效率。
為滿足鋰電池結構件生產(chǎn)、電芯裝配、模組及PACK工藝高效率、高精度、高穩(wěn)定的生產(chǎn)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(jié)機器人以及數(shù)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(yè)多家TOP品牌提供優(yōu)質服務。
全系列機型覆蓋鋰電池全產(chǎn)業(yè)鏈工藝 聚焦鋰電池產(chǎn)業(yè)智能化發(fā)展,埃斯頓已打造出全系列64款(2023年3月統(tǒng)計)覆蓋3-600kg負載機器人產(chǎn)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(yè)定制開發(fā)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(yè)模組組裝產(chǎn)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(xù)高效、穩(wěn)定運行。
為滿足鋰電行業(yè)超大電芯及高節(jié)拍生產(chǎn)要求,埃斯頓定制開發(fā)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(chǎn)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(jié)機器人的應用方面,埃斯頓為鋰電行業(yè)定制開發(fā)了35-220kg負載系列鋰電池專用機器人,通過更優(yōu)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(jié)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(yōu)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(tǒng),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(huán)境。
以埃斯頓機器人在某鋰電池頭部企業(yè)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(chǎn)工藝段、模組裝配段等鋰電池生產(chǎn)環(huán)節(jié)。舉例來看:
在電池托盤焊接環(huán)節(jié),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(xiàn)軌跡優(yōu)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(chǎn)線利用率。
在電芯烘烤工藝段,客戶現(xiàn)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(tài)機器人至烘烤箱,單個工序節(jié)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(xiàn)聯(lián)動,提高生產(chǎn)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(xiàn)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(xiàn)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(yè)成熟應用,實現(xiàn)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(chǎn)線緊湊設計,進而節(jié)約空間,通過增加工位,提高產(chǎn)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(tài)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(xiàn)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(xiàn)體積更小,為性價比更高的模塊化產(chǎn)線方案。
除此之外,在該鋰電池頭部企業(yè)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(yè)仍保持較快增長,行業(yè)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(chǎn)品在新能源各道工序的應用,同時在新能源行業(yè)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(shù)效應加速釋放 可見,針對特定產(chǎn)品和行業(yè)頭部客戶,埃斯頓會根據(jù)市場的需求,進行定制化的產(chǎn)品開發(fā),為行業(yè)客戶提供創(chuàng)新的定制化解決方案,滿足客戶的需要,并在細分行業(yè)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(yè)團隊,進行充分調研評審,納入開發(fā)計劃?;诖耍?022年,埃斯頓專門成立了新能源事業(yè)部,深度探索機器人和運動控制產(chǎn)品如何滿足鋰電行業(yè)日新月異的需求和日益提升的要求。
受益于新能源行業(yè)的發(fā)展機遇,埃斯頓2022年半年報顯示,公司的工業(yè)機器人及智能制造業(yè)務保持了增長,占比已經(jīng)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(chǎn)設備提供核心運動控制解決方案。
埃斯頓E-Noesis新一代工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,搭配智能網(wǎng)關、實現(xiàn)毫秒級數(shù)據(jù)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(xiàn)設備及產(chǎn)線生產(chǎn)數(shù)據(jù),具備靈活的云部署和本地部署方式,可以為企業(yè)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(chǎn)業(yè)研究所(GGII)評為2022年中國國產(chǎn)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(yè)的第十三年,隨著宏觀經(jīng)濟環(huán)境呈現(xiàn)逐步復蘇趨勢,疊加“機器人+”政策引導,下游需求端整體優(yōu)于去年,埃斯頓機器人的出貨量有望實現(xiàn)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(guī)模為主要目標,采取“通用+細分”戰(zhàn)略,瞄準鋰電、光伏、新能源汽車等新能源行業(yè)以及焊接領域,同時積極布局新興行業(yè)的應用,包括儲能、半導體設備、生物醫(yī)藥等。
目前,埃斯頓機器人智能產(chǎn)業(yè)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(chǎn)能提升至50,000臺套/年,能滿足未來2-3年業(yè)務發(fā)展的產(chǎn)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
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