中國(guó)機(jī)器人“一哥”埃斯頓猛攻鋰電池極限制造

2021年10月，國(guó)務(wù)院印發(fā)《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》，鋰電企業(yè)產(chǎn)能加速投放，行業(yè)增長(zhǎng)趨勢(shì)明確；2022年5月，國(guó)家發(fā)改委和國(guó)家能源局聯(lián)合出臺(tái)《關(guān)于促進(jìn)新時(shí)代新能源高質(zhì)量發(fā)展的實(shí)施方案》，6月又發(fā)布了《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》。多政策助力新能源迎來發(fā)展高峰，應(yīng)用效率更高、促進(jìn)規(guī)?；a(chǎn)及應(yīng)用，帶來設(shè)備的需求放量，從而帶動(dòng)工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品及工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用提升。

其中，新能源汽車已進(jìn)入高速增長(zhǎng)期，市場(chǎng)需求強(qiáng)勁，驅(qū)動(dòng)動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)快速增長(zhǎng)。高標(biāo)準(zhǔn)車規(guī)級(jí)動(dòng)力電池，對(duì)生產(chǎn)效率、產(chǎn)品一致性、產(chǎn)品質(zhì)量提出更高要求，同時(shí)新能源汽車類型眾多，對(duì)應(yīng)多種多樣的鋰電池規(guī)格和尺寸，鋰電池生產(chǎn)企業(yè)亟待高柔性、高效率、高質(zhì)量的數(shù)字化產(chǎn)線，確保充足的產(chǎn)能滿足市場(chǎng)需求。

未來隨著補(bǔ)貼逐年退坡，鋰電池企業(yè)對(duì)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的穩(wěn)定性的要求逐漸提高，對(duì)機(jī)器人的使用也將逐漸增多。鋰電行業(yè)在機(jī)器人眾多應(yīng)用行業(yè)中的份額比例將持續(xù)擴(kuò)大，很大程度上將承接未來數(shù)年機(jī)器人需求增長(zhǎng)的“引擎”作用。

當(dāng)前，中國(guó)作為全球第一大鋰電池市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)鋰電池生產(chǎn)企業(yè)聚合中國(guó)產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)推動(dòng)鋰電池產(chǎn)業(yè)邁向極限制造時(shí)代。調(diào)研顯示，動(dòng)力電池各工藝段機(jī)器人滲透率達(dá)到82%，聚焦鋰電池制芯段、模組段、PACK工藝段等全工藝制程，以機(jī)器人、數(shù)字化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高柔性、智能化產(chǎn)線，不斷提高鋰電池產(chǎn)線稼動(dòng)率、良品率、生產(chǎn)效率。

為滿足鋰電池結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)、電芯裝配、模組及PACK工藝高效率、高精度、高穩(wěn)定的生產(chǎn)需求，埃斯頓依托TRIO運(yùn)動(dòng)控制器、交流伺服、SCARA機(jī)器人、6-600kg多關(guān)節(jié)機(jī)器人以及數(shù)字化軟件平臺(tái)，打造了模塊化、短周期、高效率、高標(biāo)準(zhǔn)的鋰電池智能制造完整解決方案，為鋰電池行業(yè)多家TOP品牌提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

全系列機(jī)型覆蓋鋰電池全產(chǎn)業(yè)鏈工藝 聚焦鋰電池產(chǎn)業(yè)智能化發(fā)展，埃斯頓已打造出全系列64款（2023年3月統(tǒng)計(jì)）覆蓋3-600kg負(fù)載機(jī)器人產(chǎn)品。

在SCARA機(jī)器人的應(yīng)用方面，埃斯頓ER3/ER6/ER10/ER20系列SCARA機(jī)器人廣泛應(yīng)用于鋰電池制片工程、制芯工程段的電芯配對(duì)、注液、入殼、X-Ray、撕膠、極耳焊接、頂蓋焊接等工序。

在模組&PACK線工序中，埃斯頓為鋰電行業(yè)定制開發(fā)了ER20-1000-SR/Li系列機(jī)器人，其具備20KG負(fù)載、超大輸出慣量特性，該機(jī)型大量應(yīng)用于多家頭部鋰電池企業(yè)模組組裝產(chǎn)線中，在電芯搬運(yùn)（單個(gè)電芯2-6kg）、包膜、超聲波焊接等工序持續(xù)高效、穩(wěn)定運(yùn)行。

為滿足鋰電行業(yè)超大電芯及高節(jié)拍生產(chǎn)要求，埃斯頓定制開發(fā)了重負(fù)載SCARA機(jī)器人ER50-1200-SR，在模組工藝段大包裝上料、模組預(yù)堆疊等工藝中具有極高的生產(chǎn)效率。

埃斯頓全系列scara機(jī)器人：3-50KG負(fù)載

50kg重負(fù)載SCARA（ER50-1200-SR）—電芯極性檢測(cè)（素材來自：公開媒介）

在中大負(fù)載多關(guān)節(jié)機(jī)器人的應(yīng)用方面，埃斯頓為鋰電行業(yè)定制開發(fā)了35-220kg負(fù)載系列鋰電池專用機(jī)器人，通過更優(yōu)化的負(fù)載、精度、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、軟件算法，適用于堆疊、涂膠、疊片、電芯檢測(cè)等工序。

在重負(fù)載多關(guān)節(jié)機(jī)器人的應(yīng)用方面，埃斯頓已擁有220kg-600kg全系列機(jī)器人，大負(fù)載ER220系列（負(fù)載220KG）、ER500系列（負(fù)載500KG）、ER600系列（負(fù)載600KG）機(jī)器人在鋰電池烘烤、加熱靜置、模組下線、入箱、PACK線包裝等工序中展露出高速、高精、超強(qiáng)的抗干擾能力等優(yōu)異的性能，還可以配備45M超長(zhǎng)電纜。

其中，ER600-2800擁有600kg的有效負(fù)載及2800mm臂展，基于埃斯頓自主化核心部件及控制系統(tǒng)，內(nèi)核為動(dòng)力學(xué)模型的控制算法，速度和精度性能獲得全面提升，重復(fù)定位精度達(dá)到±0.1mm，整機(jī)防護(hù)等級(jí)達(dá)IP54，可適應(yīng)多種復(fù)雜的工況環(huán)境。

以埃斯頓機(jī)器人在某鋰電池頭部企業(yè)中的應(yīng)用案例為例，埃斯頓機(jī)器人已被廣泛用于部件加工、電芯生產(chǎn)工藝段、模組裝配段等鋰電池生產(chǎn)環(huán)節(jié)。舉例來看：

在電池托盤焊接環(huán)節(jié)，由于托盤有多條焊接軌跡，需要配合變位機(jī)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)焊接，對(duì)機(jī)器人控制器要求較高；客戶要求焊接速度至少達(dá)到10mm/s，且焊接精度高于±0.08mm，這就需要機(jī)器人運(yùn)行速度更快，同時(shí)具備動(dòng)力學(xué)算法，實(shí)現(xiàn)軌跡優(yōu)化。

最終客戶采用2臺(tái)埃斯頓ER8-1450-HW弧焊機(jī)器人，配合三軸變位機(jī)，雙機(jī)焊接提高焊接效率。整個(gè)工件在3min內(nèi)完成焊接，雙工位切換，提高產(chǎn)線利用率。

在電芯烘烤工藝段，客戶現(xiàn)場(chǎng)的電池+物料抓取重量超500kg，希望機(jī)器人能抓取多個(gè)電芯，并由地軌運(yùn)送負(fù)重狀態(tài)機(jī)器人至烘烤箱，單個(gè)工序節(jié)拍在30s內(nèi)完成；物料尺寸較大，偏心距離超600mm，因此需要機(jī)器人滿足偏心負(fù)重超400kg；一臺(tái)機(jī)器人加地軌，需要同時(shí)為5個(gè)以上的烤爐進(jìn)行上料；同時(shí)還要求機(jī)器人控制器直接控制地軌伺服電機(jī)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，提高生產(chǎn)效率。

客戶采用了埃斯頓ER600-2800重載機(jī)器人，配合埃斯頓高扭矩、高速伺服電機(jī)，由埃斯頓機(jī)器人控制器直接控制地軌伺服，實(shí)現(xiàn)高精度控制。600kg負(fù)重大負(fù)載長(zhǎng)臂展全系列機(jī)器人為埃斯頓自主品牌，實(shí)現(xiàn)了核心部件自主化，進(jìn)而有效保證機(jī)器人交貨周期，同時(shí)通過多行業(yè)成熟應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目30天內(nèi)快速落地。

在電芯預(yù)堆疊工藝中，單個(gè)電芯重量為2-6kg，客戶希望機(jī)器人在抓取電芯時(shí)，進(jìn)行翻轉(zhuǎn)并進(jìn)行立式緊貼擺放，進(jìn)而完成多個(gè)電芯預(yù)堆疊/電芯成組工序。同時(shí)，客戶要求產(chǎn)線緊湊設(shè)計(jì)，進(jìn)而節(jié)約空間，通過增加工位，提高產(chǎn)線效率；單次電芯堆疊頻率要求小于10s。因此，機(jī)器人要一次搬運(yùn)多個(gè)電芯，負(fù)重較大，倍速帶較寬，工裝夾具尺寸較大，工裝夾具+電芯總重量就超過了25kg；高速狀態(tài)下，需要超大慣量機(jī)器人。

客戶最終采用的解決方案是：視覺定位后，采用ER50-1200-SR重載SCARA機(jī)器人（50kg負(fù)重，1200mm臂展，重復(fù)定位精度±0.025mm）跟隨倍速帶運(yùn)動(dòng)，單次抓取兩個(gè)電芯，實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)，立式緊貼擺放；使用2臺(tái)重負(fù)載SCARA機(jī)器人，相較于六軸機(jī)器人實(shí)現(xiàn)體積更小，為性價(jià)比更高的模塊化產(chǎn)線方案。

除此之外，在該鋰電池頭部企業(yè)中的應(yīng)用案例中，還有ER280-3200大負(fù)載長(zhǎng)臂展六軸機(jī)器人用于電芯段的加熱靜止，ER20-800-SR應(yīng)用于方殼電芯貼膠工藝，ER70B-2100-LI中負(fù)載六軸機(jī)器人應(yīng)用于電芯小單元成組工序，ER220-3200大負(fù)載長(zhǎng)臂展六軸機(jī)器人應(yīng)用于大包裝上料/模組下線工序等。

埃斯頓六軸機(jī)器人—電芯自動(dòng)上料應(yīng)用（素材來自：公開媒介）

模組堆疊工藝段應(yīng)用（素材來自：公開媒介）

可以預(yù)見，2023年新能源行業(yè)仍保持較快增長(zhǎng)，行業(yè)景氣度是否維持2022年的水平需進(jìn)一步觀察，為此，埃斯頓也在進(jìn)一步拓寬機(jī)器人產(chǎn)品在新能源各道工序的應(yīng)用，同時(shí)在新能源行業(yè)拓展更多客戶，希望在存量和增量市場(chǎng)方面進(jìn)一步提升。

乘數(shù)效應(yīng)加速釋放 可見，針對(duì)特定產(chǎn)品和行業(yè)頭部客戶，埃斯頓會(huì)根據(jù)市場(chǎng)的需求，進(jìn)行定制化的產(chǎn)品開發(fā)，為行業(yè)客戶提供創(chuàng)新的定制化解決方案，滿足客戶的需要，并在細(xì)分行業(yè)進(jìn)行推廣。對(duì)關(guān)鍵的前瞻性技術(shù)和應(yīng)用，埃斯頓也會(huì)設(shè)立專業(yè)團(tuán)隊(duì)，進(jìn)行充分調(diào)研評(píng)審，納入開發(fā)計(jì)劃。基于此，2022年，埃斯頓專門成立了新能源事業(yè)部，深度探索機(jī)器人和運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品如何滿足鋰電行業(yè)日新月異的需求和日益提升的要求。

受益于新能源行業(yè)的發(fā)展機(jī)遇，埃斯頓2022年半年報(bào)顯示，公司的工業(yè)機(jī)器人及智能制造業(yè)務(wù)保持了增長(zhǎng)，占比已經(jīng)超過70%。

同時(shí)，埃斯頓基于TRIO+ESTUN高性能運(yùn)動(dòng)控制解決方案，為鋰電池涂布機(jī)、卷繞機(jī)、疊片機(jī)、模切機(jī)等生產(chǎn)設(shè)備提供核心運(yùn)動(dòng)控制解決方案。

埃斯頓E-Noesis新一代工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，搭配智能網(wǎng)關(guān)、實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)數(shù)據(jù)采集，基于邊緣計(jì)算、以及云計(jì)算平臺(tái)，實(shí)時(shí)性、體系化、全方位的呈現(xiàn)設(shè)備及產(chǎn)線生產(chǎn)數(shù)據(jù)，具備靈活的云部署和本地部署方式，可以為企業(yè)快速搭建出屬于自己的輕量化精益管理平臺(tái)。

埃斯頓已被高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所（GGII）評(píng)為2022年中國(guó)國(guó)產(chǎn)六軸機(jī)器人銷量最多的廠商。2023年，是埃斯頓深耕機(jī)器人行業(yè)的第十三年，隨著宏觀經(jīng)濟(jì)環(huán)境呈現(xiàn)逐步復(fù)蘇趨勢(shì)，疊加“機(jī)器人+”政策引導(dǎo)，下游需求端整體優(yōu)于去年，埃斯頓機(jī)器人的出貨量有望實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步突破。 埃斯頓在接受調(diào)研時(shí)指出，公司仍將以快速擴(kuò)張規(guī)模為主要目標(biāo)，采取“通用+細(xì)分”戰(zhàn)略，瞄準(zhǔn)鋰電、光伏、新能源汽車等新能源行業(yè)以及焊接領(lǐng)域，同時(shí)積極布局新興行業(yè)的應(yīng)用，包括儲(chǔ)能、半導(dǎo)體設(shè)備、生物醫(yī)藥等。

目前，埃斯頓機(jī)器人智能產(chǎn)業(yè)園二期工程正在加緊建設(shè)中，計(jì)劃2023年中完成整體驗(yàn)收投入使用，屆時(shí)產(chǎn)能提升至50,000臺(tái)套/年，能滿足未來2-3年業(yè)務(wù)發(fā)展的產(chǎn)能需求。

審核編輯 ：李倩