成功案例 | 創新機器人遠程激光焊接電池包生產單元

德國SWS-LASER公司致力于開發、生產和銷售，適用于不同工業應用的OEM激光加工系統，受到業界認可。如今他們更進一步，推出了適用于電池生產的創新激光焊接單元。

某奧地利的電池包生產商在尋找電池焊接生產單元，這對SWS-LASER公司來說是一次絕佳的機會，因為他們早已萌生了為激光焊接提供即插即用機器人單元的想法。

在電池焊接中，精度和工藝可靠性的標準起著決定性作用。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，電池都不能出現損壞。激光焊接深度可以精確到 µ 級，為電池焊接提供了理想的條件。

SWS認為，光纖激光器是這種應用的最佳技術選擇，并使用脈沖式的200W通快激光器，但SWS還會根據要求提供持續工作的CW激光系統。最終選擇哪種激光器，取決于具體的要求和被焊接的材料。

同時這次應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。但也意味著工作區域有些狹窄，機器人必須更頻繁地調整自己的位置。

SWS-LASER 同時與一家初創公司Linus G Productions GmbH（LGP）合作，在焊接點的可達性、負載能力、精度和性能等方面一起設計布局機器人。

SWS-LASER工程師們只集成市場上現有最好的組件：通快的脈沖基模光纖激光器、基于激光的圖像處理系統、配備SWS-LASER定制加工頭的史陶比爾六軸機器人TX2-90、倍福 SPS以及內部開發的軟件，確保激光焊接單元發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。這臺六軸機器人的任務正是：以極高精度和高動態性能，準確定位加工頭。

SWS公司總經理Wollstadt說，“為了能夠實現大量焊接，我們必須預設近100個點位。TX2-90 移動到這些位置，再通過加工頭在靜止狀態下完成多個焊接。在每秒約100mm的可觀焊接速度下，這個過程保證了最大精度。”

基于激光圖像處理系統，焊接單元能夠提前測量一個組件是否處于正確位置，并在焊接后創建一個地形剖面圖。Wollstadt說：“利用這項技術，我們可以高度準確地判斷和記錄每次焊接質量。這項工藝確保全部使用優質零件，達到百分百可靠性。”

Wollstadt非常滿意史陶比爾機器人的性能和整體操作的便捷性。與倍福SPS（TX2-90擁有所有常規接口）的控件技術集成得非常順利，這也說明了史陶比爾CS9控制器易于使用。

在動態和精度方面，TX2-90完全滿足了SWS-LASER的期望。該機器人以±30μm的重復精度移動到編程位置，并以出色的加速度值完成任務。這不僅確保了極高的工藝可靠性，而且還縮短了生產周期。

該項目的順利落實，加強了Wollstadt的想法：與LGP公司繼續合作開發，提供即插即用的激光焊接單元。