成功案例 | 创新机器人远程激光焊接电池包生产单元

日期:2022-07-26     来源:新战略    作者:新战略    浏览:57    
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核心提示:成功案例 | 创新机器人远程激光焊接电池包生产单元
 在将锂离子电池单体焊接到准备安装的电池包时,短路或其他损坏会造成严重后果,所以过程的可靠性、可持续性和良好的工艺质量起着决定性作用。使用机器人进行远程激光焊接可以最大限度保证安全和效率。


德国SWS-LASER公司致力于开发、生产和销售,适用于不同工业应用的OEM激光加工系统,受到业界认可。如今他们更进一步,推出了适用于电池生产的创新激光焊接单元。


挑战

采用机器人和光纤激光器的工艺

应用于电池焊接

某奥地利的电池包生产商在寻找电池焊接生产单元,这对SWS-LASER公司来说是一次绝佳的机会,因为他们早已萌生了为激光焊接提供即插即用机器人单元的想法。


在电池焊接中,精度和工艺可靠性的标准起着决定性作用。出于安全考虑,必须防止铜接头板被焊穿。并且在任何情况下,电池都不能出现损坏。激光焊接深度可以精确到 µ 级,为电池焊接提供了理想的条件。


SWS认为,光纤激光器是这种应用的最佳技术选择,并使用脉冲式的200W通快激光器,但SWS还会根据要求提供持续工作的CW激光系统。最终选择哪种激光器,取决于具体的要求和被焊接的材料。


同时这次应用中使用的镜头焦距较短,为160mm,这使激光束的聚焦更清晰,对所有位置的焊接都保持合适的能量密度和精度。但也意味着工作区域有些狭窄,机器人必须更频繁地调整自己的位置。


SWS-LASER 同时与一家初创公司Linus G Productions GmbH(LGP)合作,在焊接点的可达性、负载能力、精度和性能等方面一起设计布局机器人。


史陶比尔TX2-90是市场上唯一一款能够在如此紧凑的设计中满足负载能力、工作范围和精度要求的六轴机器人


挑战

高质量的远程激光焊接单元

SWS-LASER工程师们只集成市场上现有最好的组件:通快的脉冲基模光纤激光器、基于激光的图像处理系统、配备SWS-LASER定制加工头的史陶比尔六轴机器人TX2-90、倍福 SPS以及内部开发的软件,确保激光焊接单元发挥最大的可用性和可靠性。


在将锂离子电池单体插入前,激光焊接单元中的过程都是全自动化的。插入后,操作员开启加工,史陶比尔TX2-90开始灵活、精确地焊接电池。这台六轴机器人的任务正是:以极高精度和高动态性能,准确定位加工头。


TX2-90安装在稳固的底座上,能以最佳方式移动到所有位置

SWS公司总经理Wollstadt说,“为了能够实现大量焊接,我们必须预设近100个点位。TX2-90 移动到这些位置,再通过加工头在静止状态下完成多个焊接。在每秒约100mm的可观焊接速度下,这个过程保证了最大精度。”

基于激光图像处理系统,焊接单元能够提前测量一个组件是否处于正确位置,并在焊接后创建一个地形剖面图。Wollstadt说:“利用这项技术,我们可以高度准确地判断和记录每次焊接质量。这项工艺确保全部使用优质零件,达到百分百可靠性。”


通过加工头,TX2-90可以在静止状态下连续完成四次焊接,然后重新定位并继续工作


客户应用

构建标准单元的先锋

Wollstadt非常满意史陶比尔机器人的性能和整体操作的便捷性。与倍福SPS(TX2-90拥有所有常规接口)的控件技术集成得非常顺利,这也说明了史陶比尔CS9控制器易于使用。


在动态和精度方面,TX2-90完全满足了SWS-LASER的期望。该机器人以±30μm的重复精度移动到编程位置,并以出色的加速度值完成任务。这不仅确保了极高的工艺可靠性,而且还缩短了生产周期。

该项目的顺利落实,加强了Wollstadt的想法:与LGP公司继续合作开发,提供即插即用的激光焊接单元。

 
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