Роботизированная сварка алюминиевых корпусов литиевых батарей

Где процесс начал давать сбои

На производстве литиевых батарей есть участок, через который проходит каждый корпус — сборка и сварка алюминиевой коробки.

Материал сам по себе требовательный: перегрев быстро приводит к деформации, а малейшие поры или нестабильный шов проявляются только на испытаниях — вибрация, ударные нагрузки, герметичность.

До автоматизации корпус варили вручную. Сложные соединения, высокая зависимость от человеческого фактора, заметный процент доработок и брака — всё это замедляло выпуск и делало результаты непредсказуемыми.

Производству было важно одновременно:
- увеличить выпуск,
- снизить брак,
- исключить перегрев алюминия,
- добиться стабильного прохождения испытаний.

Почему старый подход перестал работать

При ручной сварке оператору приходилось удерживать идеальный тепловой режим и равномерное проплавление на протяжении каждого шва. Даже небольшой отклонение превращалось в лишнюю операцию: зачистку, корректировку, повторную проверку.

Часть корпусов отправлялась на доработку, часть — в брак. Производительность оставалась низкой: каждый корпус требовал внимательности и времени.

Производство сформулировало задачу так: обеспечить повторяемость шва и сделать выпуск в 3–4 раза выше, не увеличивая штат.

Как мы изменили весь процесс сварки

Чтобы добиться стабильного результата, мы внедрили роботизированную сборочно-сварочную ячейку, вокруг которой построили новый цикл:
- робот KR 8 R2100-2 в связке с трёхосевым позиционером;
- разработанные под изделие сборочно-сварочные кондукторы;
- режимы сварки для алюминия на источнике Fronius;
- применение технологии CMT, уменьшающей тепловложение и повышающей скорость.

CMT оказалась ключевым решением: процесс стал быстрее, а зона термического влияния — контролируемой.
Шов получился чище, стабильнее, без перегрева и без необходимости последующей зачистки.

Что такое система роботизированной загрузки?

Это не просто манипулятор у станка. Это интеллектуальный комплекс, который берет на себя всю логистику у станка:

— промышленный робот или манипулятор: «механическая рука», которая с миллиметровой точностью захватывает заготовку, устанавливает ее в патрон станка, а после обработки извлекает готовую деталь;
— система накопления и хранения: стеллажи, паллеты, конвейеры или накопители, которые обеспечивают робота постоянным потоком заготовок и системой куда он складирует готовые изделия;
— система технического зрения или датчиков: «глаза» системы, которые позволяют роботу точно позиционировать заготовку, контролировать ее наличие и корректировать положение;
— система управления: единый центр, который синхронизирует работу робота и станка по программе, исключая коллизии.

Суть технологии — создание замкнутого производственного цикла без участия человека.

Как теперь проходит цикл — человеческим языком

Что такое система роботизированной загрузки?

1. Оператор устанавливает корпус в кондуктор.
2. Запускает цикл.
3. Робот с позиционером сами выставляют заготовку.
4. Сварочные швы проходят автоматически по программе.
5. На выходе — готовый корпус, который сразу идёт на испытания без дополнительной ручной обработки.

Роль человека сводится к точной установке заготовки — всё остальное система делает сама.

Это не просто манипулятор у станка. Это интеллектуальный комплекс, который берет на себя всю логистику у станка:

— промышленный робот или манипулятор: «механическая рука», которая с миллиметровой точностью захватывает заготовку, устанавливает ее в патрон станка, а после обработки извлекает готовую деталь;
— система накопления и хранения: стеллажи, паллеты, конвейеры или накопители, которые обеспечивают робота постоянным потоком заготовок и системой куда он складирует готовые изделия;
— система технического зрения или датчиков: «глаза» системы, которые позволяют роботу точно позиционировать заготовку, контролировать ее наличие и корректировать положение;
— система управления: единый центр, который синхронизирует работу робота и станка по программе, исключая коллизии.

Суть технологии — создание замкнутого производственного цикла без участия человека.

Что было самым сложным

Главная инженерная задача — сварка алюминия без пор и перегрева.

Материал чувствителен к малейшему нарушению режима, поэтому пришлось:
- тонко настраивать параметры CMT;
- проектировать кондуктор так, чтобы алюминиевые стенки сохраняли геометрию;
- добиться стабильного проплавления по всей длине шва;
- адаптировать ячейку под возможные изменения геометрии корпусов в будущем.

Но именно эта работа позволила вывести качество на новый уровень.

Что изменилось после запуска ячейки

Производство получило конкретные и ощутимые изменения:
— производительность выросла в 4 раза (с 10 корпусов → до 40 за смену);
— операция зачистки после сварки стала не нужна;
— брак снизился до менее 1%;
— результаты испытаний стали повторяемыми;
— человеческий фактор практически исчез;
— для нового типа корпуса достаточно заменить кондуктор и подправить программу — ячейка уже к этому готова.
Процесс стал тише, чище и предсказуемее — именно таким, каким должен быть участок сварки алюминиевых деталей.

Что говорит инженер

«Главный вызов — заставить алюминий вести себя одинаково на каждом шве. Технология CMT, правильно спроектированный кондуктор и точная роботизированная траектория сделали своё дело.

Когда линия стабильно выдает 40 корпусов за смену и без доработок проходит испытания — это тот результат, ради которого всё и задумывалось.»

Можем собрать аналогичную ячейку под ваш материал и требования