在新能源與智能制造快速發(fā)展的背景下,鋼殼電池作為儲(chǔ)能與動(dòng)力系統(tǒng)的核心組件,其生產(chǎn)效率與良品率直接影響產(chǎn)業(yè)鏈整體競(jìng)爭(zhēng)力。鋼殼電池的抓取環(huán)節(jié)因其結(jié)構(gòu)精密、表面易損、裝配精度要求高等特點(diǎn),對(duì)自動(dòng)化設(shè)備提出了嚴(yán)苛挑戰(zhàn)。柔性夾爪作為關(guān)鍵執(zhí)行部件,其性能直接影響生產(chǎn)節(jié)拍與產(chǎn)品一致性。
一、鋼殼電池抓取的技術(shù)難點(diǎn)與柔性夾爪優(yōu)勢(shì)
鋼殼電池通常由金屬外殼、電極組與電解液構(gòu)成,其物理特性決定了抓取過程中的三大挑戰(zhàn):
1. 表面防護(hù)需求:金屬殼體易因硬質(zhì)夾具產(chǎn)生劃痕或變形,影響密封性與電學(xué)性能;
2. 微米級(jí)精度要求:裝配公差常控制在±0.1mm以內(nèi),需夾爪具備亞毫米級(jí)定位能力;
3. 動(dòng)態(tài)適應(yīng)性:產(chǎn)線存在電池尺寸波動(dòng)、姿態(tài)偏差等問題,要求夾具具備自適應(yīng)補(bǔ)償功能。
傳統(tǒng)剛性夾爪因接觸應(yīng)力集中、調(diào)節(jié)范圍有限,難以滿足上述需求。柔性夾爪通過材料科學(xué)與機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新,實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)技術(shù)突破:
1. 卓越的表面保護(hù),實(shí)現(xiàn)“零損傷”抓取
這是最核心、最關(guān)鍵的優(yōu)勢(shì)。
無劃傷: 鋼殼電池表面通常有鍍鎳層或涂層,用于防銹和導(dǎo)電。任何微小的劃痕都可能導(dǎo)致電池生銹、影響電氣性能,甚至在高端應(yīng)用中成為廢品。柔性夾爪由柔軟的硅膠、聚氨酯等材料制成,與鋼殼表面接觸時(shí)是“軟接觸”,完全避免了硬質(zhì)金屬或塑料夾具可能造成的劃傷。
無壓痕: 剛性夾爪如果夾緊力控制不當(dāng),很容易在光滑的鋼殼表面留下壓痕或凹坑。柔性夾爪在夾取時(shí)通過自身的形變來包裹物體,接觸面積大,壓強(qiáng)分布均勻,從根本上杜絕了局部壓力過大產(chǎn)生壓痕的問題。
2. 強(qiáng)大的自適應(yīng)性與高兼容性
容忍尺寸公差: 即使是同一批次的鋼殼電池,在直徑、高度上也可能存在微小的制造公差。剛性夾具需要高精度定位,否則會(huì)出現(xiàn)夾不住或夾太緊的問題。柔性夾爪能自動(dòng)適應(yīng)這些微小的尺寸變化,通過形變來補(bǔ)償公差,確保每一個(gè)電池都能被穩(wěn)定、可靠地抓取。
適應(yīng)多種規(guī)格: 在同一條生產(chǎn)線上,可能需要處理不同型號(hào)(不同直徑、高度)的鋼殼電池。使用柔性夾爪,通常只需要更換程序或進(jìn)行簡(jiǎn)單的氣壓調(diào)整,就可以快速適應(yīng)新規(guī)格,而無需更換昂貴的硬質(zhì)夾具,極大地提升了生產(chǎn)線的柔性。
3. 簡(jiǎn)單可靠的抓取穩(wěn)定性
無需高精度對(duì)中: 剛性夾爪要求電池、夾爪和傳送帶之間嚴(yán)格對(duì)中。柔性夾爪由于其包裹式的抓取方式,可以容忍較大的對(duì)中誤差。即使電池位置有少量偏移,夾爪也能通過形變將其“找正”并牢牢抓住,降低了視覺系統(tǒng)和機(jī)器人定位的精度要求。
抗干擾能力強(qiáng): 在高速運(yùn)動(dòng)中,電池可能會(huì)發(fā)生輕微晃動(dòng)。柔性夾爪的阻尼特性可以吸收這些振動(dòng),防止電池在抓取過程中脫落。
4. 提升綜合效率與降低成本
簡(jiǎn)化末端執(zhí)行器設(shè)計(jì): 一個(gè)簡(jiǎn)單的二指或三指柔性夾爪就能替代由多個(gè)氣缸、傳感器和復(fù)雜機(jī)械結(jié)構(gòu)組成的剛性夾具,使機(jī)器人末端更加輕巧、簡(jiǎn)潔。
減少停機(jī)時(shí)間: 因更換產(chǎn)品規(guī)格而進(jìn)行的夾具更換和調(diào)試時(shí)間大大縮短,提升了設(shè)備綜合利用率(OEE)。
降低維護(hù)成本: 沒有復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)和精密的導(dǎo)向部件,柔性夾爪更耐磨損,幾乎無需維護(hù),壽命長(zhǎng)。
5. 增強(qiáng)安全性
人機(jī)協(xié)作友好: 柔性夾爪材質(zhì)柔軟,在與人發(fā)生意外碰撞時(shí)傷害風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)低于金屬夾具,更適合在人機(jī)協(xié)作環(huán)境中使用。
保護(hù)設(shè)備: 萬一發(fā)生碰撞,柔性夾爪能起到緩沖作用,保護(hù)機(jī)器人本體和待抓取的電池。
二、柔性夾爪核心性能指標(biāo)與選型邏輯
在鋼殼電池應(yīng)用中,柔性夾爪的選型需綜合考量以下技術(shù)參數(shù):
1. 抓取力控制范圍
鋼殼電池的抓取力需平衡吸附穩(wěn)定性與表面保護(hù)需求。建議選擇具備0.1-5N連續(xù)可調(diào)功能的夾爪,通過閉環(huán)力控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)“輕拿輕放”。過大的夾緊力可能導(dǎo)致殼體塑性變形,而過小則易引發(fā)滑移。
2. 環(huán)境適應(yīng)性
針對(duì)電池生產(chǎn)車間的潔凈度要求,夾爪材料需具備防靜電、低顆粒脫落特性。同時(shí),耐溫范圍應(yīng)覆蓋-10℃至60℃,以適應(yīng)不同工藝段的環(huán)境變化。
三、典型應(yīng)用場(chǎng)景與技術(shù)適配方案
1. 電芯堆疊工序
在極片卷繞后電芯的層疊裝配中,柔性夾爪需完成電池的精準(zhǔn)定位與角度校正。推薦采用多自由度末端執(zhí)行器,結(jié)合3D視覺引導(dǎo)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)±0.02mm的定位精度。夾指表面建議包覆食品級(jí)硅膠,避免電解液腐蝕。
2. 殼體焊接定位
鋼殼與蓋板的激光焊接環(huán)節(jié),夾爪需在高溫環(huán)境下保持尺寸穩(wěn)定性。
3. 包裝碼垛環(huán)節(jié)
成品電池的堆疊需避免擠壓損傷。推薦使用真空吸附式柔性夾爪,通過壓力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)負(fù)載變化,當(dāng)檢測(cè)到異常時(shí)自動(dòng)釋放,防止電池破損。
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柔觸機(jī)器人
公司全稱:蘇州柔觸機(jī)器人科技有限公司
1、公司定位與核心業(yè)務(wù)
柔觸機(jī)器人科技有限公司是一家以柔性夾爪技術(shù)為核心,致力于為工業(yè)自動(dòng)化和智能制造提供柔性抓取解決方案的高科技企業(yè)。
2、技術(shù)依托與應(yīng)用價(jià)值
技術(shù)與設(shè)計(jì):依托于德國先進(jìn)的納米材料科技,結(jié)合仿生學(xué)設(shè)計(jì)理念將柔性夾爪應(yīng)用于多元化的工業(yè)場(chǎng)景。
應(yīng)用價(jià)值:這種創(chuàng)新的應(yīng)用極大解放了傳統(tǒng)的勞動(dòng)力,提高了生產(chǎn)效率。
3、行業(yè)地位與服務(wù)理念
行業(yè)地位:柔性夾爪的開創(chuàng)者,軟體機(jī)器人領(lǐng)域的首個(gè)標(biāo)準(zhǔn)主導(dǎo)起草者。
服務(wù)理念:以行業(yè)內(nèi)最專業(yè)的研發(fā)技術(shù),最快速的創(chuàng)新節(jié)奏,最高效的市場(chǎng)響應(yīng)服務(wù),始終致力于為自動(dòng)化客戶群體創(chuàng)造價(jià)值、實(shí)現(xiàn)共贏。
4、“雙擎” 計(jì)劃布局
為提高評(píng)測(cè)效率,柔觸機(jī)器人布局 “雙擎” 計(jì)劃,在深圳及蘇州打造用戶體驗(yàn)與測(cè)試服務(wù)中心,物流倉儲(chǔ)中心,實(shí)現(xiàn) 15 分鐘現(xiàn)場(chǎng)方案快速功能驗(yàn)證、100 + 款的常備庫存、最快 24 小時(shí)內(nèi)產(chǎn)品物流時(shí)效,以高性能產(chǎn)品、高品質(zhì)服務(wù)為每一位用戶提供一站式柔性方案的有力保障。
5、產(chǎn)品相關(guān)信息
產(chǎn)品定位:公司主要產(chǎn)品為柔觸柔爪,剛?cè)岵?jì)的抓取應(yīng)用成功開創(chuàng)出了柔性夾爪這一新品類,并且在該領(lǐng)域中榮登 “第一知識(shí)官” 的地位。
產(chǎn)品特點(diǎn):效率高、成本低、易控制以及能夠適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境。
解決難題:較好的解決了工業(yè)領(lǐng)域柔性、異形、易碎、復(fù)雜環(huán)境等場(chǎng)景的制造難點(diǎn)。
應(yīng)用前景:在工業(yè)以及新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域有非常大的發(fā)揮空間和廣闊的應(yīng)用前景。
應(yīng)用領(lǐng)域:已應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、食品、醫(yī)療、汽車、服裝、3C 電子、玩具、教育、包裝物流等多個(gè)領(lǐng)域。
6、資質(zhì)認(rèn)證與專利
擁有國際認(rèn)可的材料檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室。
通過了 ISO9001 國際質(zhì)量體系認(rèn)證、CE 認(rèn)證、RoHS 認(rèn)證、FDA 檢測(cè)、1935/2004/EC 檢測(cè)。
已經(jīng)擁有數(shù)十項(xiàng)國內(nèi)外專利技術(shù)。
結(jié)語
在實(shí)際部署中,需結(jié)合具體工藝參數(shù)進(jìn)行仿真驗(yàn)證與小批量測(cè)試,重點(diǎn)關(guān)注夾爪與機(jī)械臂、視覺系統(tǒng)的協(xié)同效率。隨著新能源產(chǎn)業(yè)的持續(xù)升級(jí),柔性夾爪技術(shù)將向更高精度、更強(qiáng)適應(yīng)性與更優(yōu)經(jīng)濟(jì)性方向演進(jìn),為智能制造提供核心支撐。企業(yè)應(yīng)建立動(dòng)態(tài)評(píng)估機(jī)制,根據(jù)產(chǎn)線迭代需求持續(xù)優(yōu)化執(zhí)行器配置,最終實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效能與產(chǎn)品質(zhì)量的雙重提升。
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