工业机器人在锂电池行业的应用

7月8日至10日，以“开启新能源新时代”为主题的第二届中国新能源与新材料(宁德)峰会和2021年第十四届高技术锂产业峰会将在R&F宁德万达酒店举行。届时，来自车辆、材料、设备、回收企业的500余家高级锂电池产业链将齐聚一堂，探讨碳中和目标下的新能源产业新时代。

为了适应锂电池行业的高速发展，锂电池设备和电池厂商都在大力部署智能制造。

机器人作为智能设备的典型代表，在锂电池行业的应用已经取得了初步的成功。从工业机器人到移动机器人(AGV/AMR)，越来越多的机器人出现在各大锂电池厂商的生产现场，认可度不断提高。

一方面，锂电池行业的扩张给机器人应用带来了新的需求；另一方面，机器人可以更好地满足锂电池柔性制造的需要。随着5G和工业互联网等技术的逐渐成熟和应用，5G机器人和5G AMR的应用已经开始成熟，加上工业互联网技术的加持，有望为提高锂电池的智能化制造水平提供帮助。

目前，工业机器人在锂电池行业的应用主要呈现以下特点：

(1)关注电池生产中的后端流程和PACK。

锂电池生产过程的中间阶段有很多工业机器人参与叠片、焊接、包装等工序，因为要保证生产效率和产品一致性；也有很多工业机器人参与后端检测、组装和打包，因为机器人可以满足重负载的抓取和搬运动作。

工业机器人在锂电池生产中的应用

资料来源：高技术产业研究所

(2) SCARA是主要的数字电池，多关节机器人是主要的动力电池。

SCARA在实现产品快速转型和替代直线滑台方面具有优势。在数码电池的生产过程中，由于电池产品种类繁多，需要经常更换，SCARA用量较大；但动力电池产品比较单一，体积大，重量重，在生产线后端使用重型多关节机器人搬运包装更方便。

机器人在锂电池生产中的应用类型和领域

资料来源：高技术机器人产业研究所

(3)智能仓储物流系统提高了生产管理的智能化。

锂电池企业越来越重视原材料仓库、侧库和成品仓库的智能化管理，因此倾向于使用自动化仓库来提高工厂空间的利用率和电池的方便存取。同时利用AGV/AMR实现工序间物料和半成品的运输，方便生产物料的监管。此外，电池生产流程与自动化物流系统完美结合，通过仓储设备、运输设备、装车区设备、ng站等专用机器实现电池生产全过程自动化、智能化，实现了生产企业的预期目标。

(4)国外品牌主导工业机器人的应用，国内品牌主导移动机器人的应用。

多关节机器人和SCARA机器人是锂电池行业中应用最广泛的工业机器人。基于品牌和产品长期可靠的优势，国外品牌在锂电池行业占据主导地位。大部分锂电池厂商主要使用国外品牌的机器人，少数尝试国产品牌的机器人。

移动机器人(AGV/AMR)在锂电池行业的应用以国内厂商为主，以其高性价比、高稳定性、高服务质量等优势不断得到锂电池厂商的认可。此外，国内移动机器人(AGV/AMR)企业还可以针对锂电池行业的特定场景开发定制产品，在一定程度上解决了锂电池制造商的痛点，并获得持续发展

对于电池生产线来说，涂装滚切机前工序自动装卸的最大难点在于对接精度要求高，仅靠车身本身的定位精度/对接精度很难达到。一般用摄像头辅助定位来提高精度，导致时间成本。因此，提高AGV本身的精度对于产品应用和生产效率非常重要。

2)AMR取代传统AGV

基于动力电池制造对灵活性和协作性的高要求，无辅助定位标志的SLAM导航AGV(或AMR)可以更快地实现生产部署，更灵活的路径规划和避障算法将节省运输效率。这项技术使得部分取代传统AGV成为可能。此外，还可以进一步解决磁极线圈运输频率高、料架对接准确、车间空间复杂、人车混流等应用问题。

3)对3)AGV定制的需求提高

根据不同电池企业生产线的差异，需要根据电池生产流程定制AGV，同时考虑电池生产线的空间和布局，快速规划旋转、绕行等路径，从而提高定制AGV的可用性。

此外，智能制造系统中AGV本身的利用率也应进一步提高，以确保锂电池行业设备所需的通信和抗干扰能力。同时，结合5G实施状态监控和数据上传，提高数字化管理和大数据监控的智能化生产。

随着锂电池企业对生产效率和产品稳定性的要求越来越高，市场同时认可机器人

可度逐渐增加，未来机器人的使用领域也将逐渐增多。

1）行业专用的工业机器人

针对锂电行业中，工业机器人还未渗透的工序，开发专用工业机器人，不仅与生产设备无缝衔接，同时提高工业机器人的可集成能力，保证生产的柔性，提高产品的一致性。如移动机器人为例，已经专门开发出可用于收放卷的单臂搬运、背负搬运AGV。

2）协作机器人逐步渗透各个环节

协作机器人以安全为保障，而且其负载、速度、精度也提升到一定水平，这样不仅可以满足锂电行业对机器人高速高效的要求，同时保证人员、设备、产品的安全，而且其简单易部署的特点，可提高生产设备投资回报率。

此外，目前协作机器人+AI的功能越来越多，这将带动AI在生产中的应用水平，提升企业智能制造发展水平。

3）集成度更高的工业机器人

由于锂电行业的生产设备属于高度集成的，生产线对生产节拍、生产安全、生产信息化等的要求也较高，因此，提高工业机器人的集成能力，将大大缩短扩产建厂的周期，同时为日后的运营维护带来便捷。

首先，保证工业机器人自身使用的集成程度，即其配套的夹具、吸盘、视觉、力传感器的集成能力，同时保障其通信的稳定性、抗干扰能力及维护便捷性。其次，提高工业机器人与锂电生产设备的高度集成能力及易于操作能力，锂电池的生产有较多的专用生产设备，根据不同工艺的需求，可以无缝和自由的集成到生产线上，有利于工业机器人的灵活使用。最后，随着智能制造的发展，工业机器人自身的状态监测及生产情况的实时监测，都要求工业机器人提高其数字化和智能化的水平。

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