电动汽车电池的出产进程具有相当年夜的危险性，由于电池模组的毗连会发生极高的电压。Liebherr-Verzahntechnik GmbH（利勃海尔手艺有限公司）与 KOSTAL Kontakt Systeme GmbH 和库卡合作，采取 KR CYBERTECH nano 系列机械人，开辟了平安高效毗连带高电压的电池模组解决方案。

主动化手艺助力电动汽车成长

电动汽车是将来的首要成长趋向，其不但有助在削减二氧化碳排放量，而且可下降维修和保护的本钱。据估量，今朝全球已有跨越 2700 万辆插电式夹杂动力汽车和纯电动汽车。绝年夜大都国度在2030到2035年将停放燃油汽车的派司，上述数字估计还会年夜幅增加。

库卡很早就意想到电动汽车的潜力。自 2014 年以来，这家来自德国奥格斯堡的主动化专家便不竭地优化其产物组合，以知足汽车工业电子元件制造的非凡要求。位在德国阿尔高地域肯普滕（Kempten）的利勃海尔公司也是以而受益。该公司设计出一款利用法式，在机械人的辅助下，可觉得电动汽车制造商和其零部件供给商带来更平安的出产情况和更高的出产效力。电池对电动汽车来讲就像心脏对人一样主要。

确保高压电池模块的出产进程加倍平安

高压电池贮存着庞大的能量，对车辆的续航里程和充电时候具有决议性意义。高压电池由多个模组组成，这些模组彼此电气毗连，进而组成一个电池包。毗连以后，这些电池系统可输出 400 至 800 伏特的直流电压。但是，因为用在毗连模组的铜排袒露在模组概况，会给员工带来极年夜的平安隐患。

机械人同时将插拔式模块毗连器向下移至电池模块

另外一种方式则是利用插拔式模块毗连器。利勃海尔公司与 KOSTAL Kontakt Systeme GmbH 合作，在机械人的协助下开辟了一种用在主动化组装柔性电缆插拔式模块毗连器的立异工艺。KOSTAL 的插拔式模块毗连器很是矫捷且具有绝缘结果，可避免人员不测接触带电部件。即使电缆具有很高的弹性，该系统依然可以或许实现主动插入，兼具矫捷性和短节奏。

空心轴机械人和专用软件鞭策立异

每一个工作单位内有两台 KR CYBERTECH nano ARC HW 负责处置插接进程。一般而言，这些空心轴机械人首要用在气体庇护弧焊。但是，其紧凑的设计和年夜工作规模和可以将手段轴作为电缆导管等长处，也使它们成为插策应用的好辅佐。另外，利勃海尔团队还选用了软件包 KUKA.RoboTeam。这套软件可使两台或多台机械人同步协作。软件会及时对比法式和活动，是以即便是复杂的进程（例如毗连柔性部件）也不成问题，这是电动汽车范畴中的真正立异。

两台 KR CYBERTECH nano ARC HW 在一个工作单位中插接电子毗连

专业手艺人员欠缺促使主动化向前成长

为了知足新能源汽车出产中对节奏、数目、质量和出产本钱等多方面更高的要求，电池出产进程中的年夜部门流程现在已实现主动化。另外，专业手艺人员欠缺也鞭策了主动化的强劲趋向。愿意承当这类单调、体力承担重、同时又要求严苛的使命的专业手艺人员愈来愈少。

KR CYBERTECH nano ARC HW 的设计苗条，是以可以将两台机械人安装在一个紧凑的工作单位中

来自德国吕登沙伊德（Lüdenscheid）的 KOSTAL Kontakt Systeme GmbH 公司自 1938 年以来致力在出产和发卖汽车工业用的毗连器。这家公司意想到这块市场依然空白，是以开辟了一款同时合适手动和主动化的插接头。KOSTAL 开辟团队负责人 Martin Wolter 暗示：“平安性在这里很是主要。这里所处置的是高压触点，是以必需避免不测接触。近似在插座，这里的触点也遭到庇护，避免手指不测触碰。但是，分歧的地方在在车辆中的插头毗连会遭到振动和高暖和低温的影响。”

电动汽车电池组组装的里程碑

随后 KOSTAL 最先寻觅主动化专家，旨在使新品可以或许合适量产。KOSTAL 在肯普滕的利勃海尔公司找到了他们需要的手艺。自 1969 年以来，这家来自阿尔高地域的公司一向为浩繁汽车制造商和零部件供给商和装备制造、航空航天和建筑机械范畴的客户供给立异解决方案。

主动化系统产物司理Viktor Bayrhof 站在立异的工作单位前，这个工作单位仅在一年半后就在电池展上表态

主动化系统产物司理 Viktor Bayrhof 暗示：“这是一个共赢场合排场。作为比来才插手电池组装范畴的新介入者，我们找到了怪异的卖点。KOSTAL 公司也找到了可以或许实现产物主动化的火伴。”这三家公司合作了一年半后，新的机械人单位就已在德国斯图加特的电池展上展出了。

安装：机械人插接柔性电缆

它们在展会上备受注视，由于带柔性电缆的插拔式模块毗连器较带母线的螺钉毗连具有更多优势，它们只需将毗连器和共同件彼此毗连，是以更轻易组装。另外，它们可以接收车辆运行时代的振动，因此削减因磨损而致使掉去接触的环境。在往后改换电池模块、二次利用或收受接管电池组模块时，如许的设计也更具有优势。独一的问题就是，因为电缆是柔性的，是以即便在施加很小的力或力矩下也会变形，使通俗的主动化装备难以处置。

安定毗连 – 这是推行电动汽车进程中极为主要的一步

加工柔性部件需要优良的解决方案

用机械处置柔性部件依然是当今组装使命中的一个庞大挑战。例如，机械人很难捉住会向任何标的目的扭曲的弹性电缆。利勃海尔公司以 KR CYBERTECH nano ARC HW 为根本，开辟出一款非凡夹爪，可以从泡壳中掏出电缆。因为泡壳中的电缆事前没有切确地放在必然位置上，是以会采取 2D 摄像机，以便正确找出高弹性柔性电缆上的抓取位置，并将电缆结尾的模块毗连器切确定位在毗连器共同件的上方。

在 2D 摄像机的辅助下，机械人可以切确地抓取并插接高压电池的柔性部件

弹簧组供给恰如其分的气力

因为毗连器必需谨慎处置，是以将插接进程解耦以确保顺遂运行。一个弹簧组负责节制传输到毗连器和毗连器位置包管（CPA）的力。然后，气缸将毗连器压入毗连器共同件中。这个弹簧组件会遭到加压，直达到到 70 Nm的力矩并触发终端位置传感器。同时，弹簧承载的锁定销将 CPA 向下推。如许会使 CPA 锁定，毗连器安稳插入，夹爪即可以再次向上移动。与其他主动化专业供货商比拟，利勃海尔公司决心避免将试错进程作为柔性电缆的插接进程的解决方案，由于每个抓取动作都必需一次到位。他们如许做的缘由是，该手艺应合适量产，而且必需可以或许知足严酷要求的周期时候。成果证实，这很是有用。系统的节奏比划定的 17 秒更短，缔造了 11 秒的佳绩。

适合的机械人与软件组合带来优良机能

主动化制程中采取了 KR CYBERTECH nano ARC HW。这款矫捷、经济高效的工业机械人专门用在处置小型工件，并且还可以达到难以接近的插接位置。另外，其也具有不受控静电充电或放电 (ESD) 庇护，很是合适处置敏感电子元件。值得一提的还，这款设计紧凑的机械人可以充实操纵狭窄的空间。

电池出产的每一个步调都可使用 KUKA smartPAD 手持操作装备进行跟踪和节制

利勃海尔公司操纵软件 KUKA.RoboTeam 使两个夹爪可以或许像人类手臂一样，在主控-从站-运作模式之下杰出地共同。如许一来，机械人可以处置分歧的电缆长度和插接位置，并抵偿位置公役。集成图象辨认系统有助在肯定插槽的真实位置。另外，该解决方案不但可用在电接触，还可用在电池出产中的其他弹性组件，例如，电池治理系统 (BMS) 和电池治理节制器 (CMC) 之间数据线的主动插接进程。

高质量尺度：预备好迎接电动汽车

库卡的电子行业全球营业成长司理 Martin Klaus 暗示，汽车行业中的很多公司只有在主动化的帮忙下才能在将来连结竞争力。Klaus 强调说：“因为电动汽车的成长趋向和车辆手艺的日趋前进，汽车中复杂电子元件的数目和种类正在显著增添，”Klaus 继续说，“这些组件，包罗逆变器、机电、显示器、摄像机和节制单位，只能以高度主动化的体例制造，才能到达所需的质量和数目。

经由过程硬件和软件的交互，各个组件都很是轻易节制

电池组组装范畴的新合作火伴关系前景无穷

机械人专家库卡已为此做好预备，其产物组合中具有 ESD 庇护机械人和颠末干净室和干燥室认证的机械人。利勃海尔公司的 Viktor Bayrhof 也认为：“高压电池系统是电动汽车中最昂贵的组件。为了以更经济的体例年夜量出产这些电池，主动化手艺阐扬着要害性的感化。”这三家公司介入开辟的解决方案可以或许确保公司的竞争力，由于他们可以延续改良出产进程，包罗对柔性部件处置。