成功案例 | 创新机器人远程激光焊接电池包生产单元

德国SWS-LASER公司致力于开发、生产和销售，适用于不同工业应用的OEM激光加工系统，受到业界认可。如今他们更进一步，推出了适用于电池生产的创新激光焊接单元。

某奥地利的电池包生产商在寻找电池焊接生产单元，这对SWS-LASER公司来说是一次绝佳的机会，因为他们早已萌生了为激光焊接提供即插即用机器人单元的想法。

在电池焊接中，精度和工艺可靠性的标准起着决定性作用。出于安全考虑，必须防止铜接头板被焊穿。并且在任何情况下，电池都不能出现损坏。激光焊接深度可以精确到 µ 级，为电池焊接提供了理想的条件。

SWS认为，光纤激光器是这种应用的最佳技术选择，并使用脉冲式的200W通快激光器，但SWS还会根据要求提供持续工作的CW激光系统。最终选择哪种激光器，取决于具体的要求和被焊接的材料。

同时这次应用中使用的镜头焦距较短，为160mm，这使激光束的聚焦更清晰，对所有位置的焊接都保持合适的能量密度和精度。但也意味着工作区域有些狭窄，机器人必须更频繁地调整自己的位置。

SWS-LASER 同时与一家初创公司Linus G Productions GmbH（LGP）合作，在焊接点的可达性、负载能力、精度和性能等方面一起设计布局机器人。

SWS-LASER工程师们只集成市场上现有最好的组件：通快的脉冲基模光纤激光器、基于激光的图像处理系统、配备SWS-LASER定制加工头的史陶比尔六轴机器人TX2-90、倍福 SPS以及内部开发的软件，确保激光焊接单元发挥最大的可用性和可靠性。

在将锂离子电池单体插入前，激光焊接单元中的过程都是全自动化的。插入后，操作员开启加工，史陶比尔TX2-90开始灵活、精确地焊接电池。这台六轴机器人的任务正是：以极高精度和高动态性能，准确定位加工头。

SWS公司总经理Wollstadt说，“为了能够实现大量焊接，我们必须预设近100个点位。TX2-90 移动到这些位置，再通过加工头在静止状态下完成多个焊接。在每秒约100mm的可观焊接速度下，这个过程保证了最大精度。”

基于激光图像处理系统，焊接单元能够提前测量一个组件是否处于正确位置，并在焊接后创建一个地形剖面图。Wollstadt说：“利用这项技术，我们可以高度准确地判断和记录每次焊接质量。这项工艺确保全部使用优质零件，达到百分百可靠性。”

Wollstadt非常满意史陶比尔机器人的性能和整体操作的便捷性。与倍福SPS（TX2-90拥有所有常规接口）的控件技术集成得非常顺利，这也说明了史陶比尔CS9控制器易于使用。

在动态和精度方面，TX2-90完全满足了SWS-LASER的期望。该机器人以±30μm的重复精度移动到编程位置，并以出色的加速度值完成任务。这不仅确保了极高的工艺可靠性，而且还缩短了生产周期。

该项目的顺利落实，加强了Wollstadt的想法：与LGP公司继续合作开发，提供即插即用的激光焊接单元。