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【原创】锂电行业产业链下的新机遇
快仓| 锂电 文章来源自:高工机器人网
2022-05-26 10:16:21 阅读:3283
摘要快仓机器人进军锂电行业,“鲲鹏”展翅九万里。

2016年左右,锂电行业有了自动化生产,在这之前锂电是沿用铅酸电池的半自动化生产方式,设备之间的物料流转其实都是靠人工搬运。

01.锂电行业为什么要自动化生产

如今,锂电池正在往安全性以及标准化的方向发展,设备的高精度、高效率、系列化以及高自动化生产线将成为行业发展的大方向。

从锂电池的生产环境、工人劳动强度、工艺工序、物料、ROI、配送准确率等方面来看,锂电行业自动化生产已经迫在眉睫。

在电池生产环境方面,每个进生产车间的工人都需要穿防尘服、戴防护手套,工人们在产线上特别辛苦,一天下来手已经皱皱巴巴,像被水浸泡过的样子,因此锂电工厂在产能爆发式增长的同时招工难问题凸显。电解液一旦开封以后就会挥发,锂电工厂很多工段的气味非常刺鼻,员工不愿意在那种环境里干活,因为它有危险性。正极原料对环境要求也很严格,有些车间工人打开了门忘记关了,就会有二次污染,移动机器人是自动控制的,能保证门会自动关闭。

在工人劳动强度方面,以前检查车间整体环境,需要工人背着一台100多斤的设备去采集信息,现在把这台100多斤的检测设备放移动机器人上自动巡检就可以,而且机器人巡检数据可以形成和输出报表,非常准确。

在工艺工序变化方面,锂电池的性能每年都在攀登新高峰,2018年时锂电池的续航才300公里,2019年就变成400公里,2020年达到800公里,2022年有些新能源汽车续航达到1000公里。当电池的能量密度不断提升,意味着电池产线上的工艺工序就要不断变化,一旦出现错误,锂电池整条产线都会受到影响。

在物料本身特点方面,在电池生产的前段,有涂布段、卷绕段,用到的铜箔和铝箔都非常沉,一吨多重的物料往单机设备上对接,传统的人工方式需要3-4个人去对接,一旦对接失败,物料报废,如果受到磕碰,也会报废,而一卷物料的成本高达十几万甚至二十几万。

在锂电行业ROI方面,移动机器人在锂电行业的投资回报率较高,如果只算人工的话,企业使用移动机器人是2-3年回本,如果算上物料折损,1年内就能回本,锂电企业认为如果招新工人很容易报废几卷物料。每个锂电企业上移动机器人,都想把良品率提升到极致,良品率从98%提升到99%,电池成本可以下降很多。快仓看到了行业痛点,因此推出了锂电行业专机,替代传统的人工。

在配送准确率方面,2019年,某锂电工厂的产线配送完全靠人工巡检来做,缺多少物料配多少物料,需要20多个工作人员来回巡检。一旦工人把拿错的物料拆包了,这物料要走一系列流程才能恢复到正常生产当中,而且物料的批次没法把控,很影响整体品质。后来,该工厂引入移动机器人,把MES系统进行改造,工人只需在仓库里等订单,物料配完了以后移动机器人自动送到,避免发生缺物料或者拿错物料的情况发生。

02.锂电行业使用移动机器人的现状

近年来,移动机器人在锂电工厂里不断发现一些新兴的应用场景,最开始只局限于涂布段、卷绕段,随着移动机器人的技术越来越成熟后,开始应用于电芯成品库,把电芯从成品库搬运到模组车间或者派给各车间。

虽然锂电池工艺在变,但从物流的角度来看,它原材料的形态并没有发生大的改变。快仓使用的标准载具、标准料卷可以适用于锂电池的工艺变化。例如在叉车段,托盘尺寸一直是1m×1.2m,只要叉车能够适配托盘,它上面摆放的物料不一样对移动机器人来说影响甚小。

随着锂电企业扩大产能,工艺工序复杂,需要有3-4层输送线,一些已经用输送线代替人工的企业发现输送线不够柔性,同时,当输送线发生故障的时候,人工进去很难,检修很费劲,一旦一条输送线停摆,整个产线都要暂停。而移动机器人可以做到全柔性,因为移动机器人的路线不固定,不用反复改造产线,如果有一台移动机器人出现故障,可以马上由另一台替补,产线命脉不会被锁定在某一台单独的设备上。

2020年以来,移动机器人的质量和稳定性均已显着上升,而且购买成本也有所下降,国内外很多锂电企业开始尝试用移动机器人,涉及到的场景比较多,包括产线、仓库的搬运。锂电行业TOP 10的产能占了95%,头部效应很明显,比亚迪、宁德时代、中航、蜂巢、亿纬锂能等头部企业都在使用移动机器人。

同时,在锂电企业的老厂改造中,因为单机设备从日本韩国进口多年,过了维保期不可能做变更,移动机器人对接起来比较痛苦,一般会改用其它方案,比如不与设备直接对接,先对接设备旁边的工位上。如果是新建的工厂,一般都会把移动机器人整体规划进去。

目前,移动机器人的产品已达到适配状态。锂电生产的第一个工序叫涂布,现在涂布段可以用快仓的双升和单升机器人,上物料的时候也能用。四年前买一台双升机器人可能要100多万,现在随着技术成熟度提高,价格降了50%-70%,已经能做出30-50万/台的机器人。四年前锂电企业对移动机器人的稳定性、智能性有较大质疑,现在有了Slam导航,已不需要对应用环境进行改造。

03.快仓在锂电行业具备哪些核心优势?

作为移动机器人行业的全球独角兽公司,快仓自成立以来,一直致力于用移动机器人集群、操作系统和解决方案让各行各业的仓库、工厂等快速实现智能化升级,从而实现“四面墙内智能驾驶-让人类不再搬运”的梦想。面对锂电行业的广阔市场,快仓已经率先入局,并在锂电行业建立起四大核心优势。

1.机器人稳定性

锂电行业项目对移动机器人的稳定性提出了极高的要求,行业中能做到的寥寥无几。跑一千个任务只允许人工介入一次,就是99.9%的稳定性,如果低于99.5%,那么这种产品的稳定性就会影响客户现场生产节拍。快仓在制造场景已经做到99.8%。

2.多品类机器人满足全流程无人搬运

从原材料库到产线各个工段,最后到成品库,快仓可以提供不同品类的机器人来满足锂电企业全流程的无人搬运需求,在组装段主要使用潜伏式和超低的叉车式,在后段主要使用AMR+辊筒,针对前段快仓还推出了锂电专机“鲲鹏”。

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快仓多品类机器人在锂电生产环节应用

3.为锂电行业而生的“鲲鹏”

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高适应性:三舵轮结构(2驱动舵轮+1随动舵轮),机器人实现全向移动,现场适应性更强,1.5吨负载,覆盖锂电前段涂布-分切全场景

高安全性:驱动电池采用电动车级别BMS系统,360°避障雷达,声光报警,4个急停按钮,360°CE标准常闭式安全触边

高精度:±5mm停止精度,±0.7°停止角度,±1mm高精度末端引导定位,机器人在进入设备前通过调整中间盘将机台的偏移量误差抵消

高柔性:单个举臂三向调节,X向用于适应不同幅宽物料和寻找气涨轴上反光贴纸,YZ向根据高精度定位模块反馈数值进行调整

4.“鲲鹏”的应用场景

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锂电行业专机-应用场景

接下来,快仓将继续深耕锂电行业,寻找行业新机遇,推动锂电行业工序柔性制造和智慧物流。


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