在將鋰離子電池單體焊接到準(zhǔn)備安裝的電池包時(shí)，短路或其他損壞會(huì)造成嚴(yán)重后果，所以過程的可靠性、可持續(xù)性和良好的工藝質(zhì)量起著決定性作用。使用機(jī)器人進(jìn)行遠(yuǎn)程激光焊接可以最大限度保證安全和效率。
德國(guó)SWS-LASER公司致力于開發(fā)、生產(chǎn)和銷售，適用于不同工業(yè)應(yīng)用的OEM激光加工系統(tǒng)，受到業(yè)界認(rèn)可。如今他們更進(jìn)一步，推出了適用于電池生產(chǎn)的創(chuàng)新激光焊接單元。
挑戰(zhàn)?
采用機(jī)器人和光纖激光器的工藝
應(yīng)用于電池焊接
某奧地利的電池包生產(chǎn)商在尋找電池焊接生產(chǎn)單元，這對(duì)SWS-LASER公司來說是一次絕佳的機(jī)會(huì)，因?yàn)樗麄冊(cè)缫衙壬藶榧す夂附犹峁┘床寮从脵C(jī)器人單元的想法。
在電池焊接中，精度和工藝可靠性的標(biāo)準(zhǔn)起著決定性作用。出于安全考慮，必須防止銅接頭板被焊穿。并且在任何情況下，電池都不能出現(xiàn)損壞。激光焊接深度可以精確到 μ 級(jí)，為電池焊接提供了理想的條件。
SWS認(rèn)為，光纖激光器是這種應(yīng)用的最佳技術(shù)選擇，并使用脈沖式的200W通快激光器，但SWS還會(huì)根據(jù)要求提供持續(xù)工作的CW激光系統(tǒng)。最終選擇哪種激光器，取決于具體的要求和被焊接的材料。
同時(shí)這次應(yīng)用中使用的鏡頭焦距較短，為160mm，這使激光束的聚焦更清晰，對(duì)所有位置的焊接都保持合適的能量密度和精度。但也意味著工作區(qū)域有些狹窄，機(jī)器人必須更頻繁地調(diào)整自己的位置。
SWS-LASER 同時(shí)與一家初創(chuàng)公司Linus G Productions GmbH（LGP）合作，在焊接點(diǎn)的可達(dá)性、負(fù)載能力、精度和性能等方面一起設(shè)計(jì)布局機(jī)器人。
史陶比爾TX2-90是市場(chǎng)上唯一一款能夠在如此緊湊的設(shè)計(jì)中滿足負(fù)載能力、工作范圍和精度要求的六軸機(jī)器人
挑戰(zhàn)?
高質(zhì)量的遠(yuǎn)程激光焊接單元
SWS-LASER工程師們只集成市場(chǎng)上現(xiàn)有最好的組件：通快的脈沖基模光纖激光器、基于激光的圖像處理系統(tǒng)、配備SWS-LASER定制加工頭的史陶比爾六軸機(jī)器人TX2-90、倍福 SPS以及內(nèi)部開發(fā)的軟件，確保激光焊接單元發(fā)揮最大的可用性和可靠性。
在將鋰離子電池單體插入前，激光焊接單元中的過程都是全自動(dòng)化的。插入后，操作員開啟加工，史陶比爾TX2-90開始靈活、精確地焊接電池。這臺(tái)六軸機(jī)器人的任務(wù)正是：以極高精度和高動(dòng)態(tài)性能，準(zhǔn)確定位加工頭。
TX2-90安裝在穩(wěn)固的底座上，能以最佳方式移動(dòng)到所有位置
SWS公司總經(jīng)理Wollstadt說，“為了能夠?qū)崿F(xiàn)大量焊接，我們必須預(yù)設(shè)近100個(gè)點(diǎn)位。TX2-90 移動(dòng)到這些位置，再通過加工頭在靜止?fàn)顟B(tài)下完成多個(gè)焊接。在每秒約100mm的可觀焊接速度下，這個(gè)過程保證了最大精度。”
基于激光圖像處理系統(tǒng)，焊接單元能夠提前測(cè)量一個(gè)組件是否處于正確位置，并在焊接后創(chuàng)建一個(gè)地形剖面圖。Wollstadt說：“利用這項(xiàng)技術(shù)，我們可以高度準(zhǔn)確地判斷和記錄每次焊接質(zhì)量。這項(xiàng)工藝確保全部使用優(yōu)質(zhì)零件，達(dá)到百分百可靠性。”
通過加工頭，TX2-90可以在靜止?fàn)顟B(tài)下連續(xù)完成四次焊接，然后重新定位并繼續(xù)工作
客戶應(yīng)用?
構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)單元的先鋒
Wollstadt非常滿意史陶比爾機(jī)器人的性能和整體操作的便捷性。與倍福SPS（TX2-90擁有所有常規(guī)接口）的控件技術(shù)集成得非常順利，這也說明了史陶比爾CS9控制器易于使用。
在動(dòng)態(tài)和精度方面，TX2-90完全滿足了SWS-LASER的期望。該機(jī)器人以±30μm的重復(fù)精度移動(dòng)到編程位置，并以出色的加速度值完成任務(wù)。這不僅確保了極高的工藝可靠性，而且還縮短了生產(chǎn)周期。
該項(xiàng)目的順利落實(shí)，加強(qiáng)了Wollstadt的想法：與LGP公司繼續(xù)合作開發(fā)，提供即插即用的激光焊接單元。
