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3D视觉引导电芯上料,“AI+机器人”助力锂电行业智能化、柔性化生产
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2024-02-05 14:52:03来源: 中国机器视觉网

新能源汽车的快速普及,促使动力锂电池市场需求迅速增加。随着主机厂客户对动力锂电池产能、质量、性能等方面要求不断提高,锂电企业加速对装备进行智能化升级,以此提高生产效率、产品质量和柔性自动化水平,满足终端客户交付需求。

梅卡曼德携手集成商伙伴赋能锂电生产制造,将性能强大、简单易用、稳定可靠的3D视觉产品与锂电工艺相融合。在电池模组生产环节,通过AI+3D技术实现电芯上料自动化。智能机器人工作站助力终端客户整线产品质量及稳定性持续提升,大幅提高生产效率。

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梅卡曼德电芯上料实施项目

应用背景及挑战

锂电池基本结构及生产工艺

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新能源动力电池包

动力锂电池主要由电芯(Cell)、模组(Module)、电池包(Pack)三个层级组成。电芯是电池包的最小单元,经多道工艺制作完成后,码放成垛运输至模组产线上料位。之后,多个电芯与各类配件组装成电池模组。在Pack段,将多个电池模组与汇流排、BMS、箱体等配件进行组装,形成完整的电池包。

3D视觉应用挑战

· 电芯结构复杂,3D相机成像能力要求高

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来料电芯

电芯码放于料托凹槽内,由叉车或AGV运输到位。料托尺寸较大,到位存在偏差。需3D相机具备足够视野和景深,完整覆盖整垛来料。电芯上表面结构复杂、凹凸不平,且存在反光和暗色部分。在远距离拍照情况下, 需3D相机能够获取高质量点云图像,配合机器视觉软件进行处理,生成待抓电芯精准位姿信息。

· 工艺流程复杂,生产要求高,需3D视觉产品满足多种需求

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奇偶层交错码放的电芯

电芯上料环节需3D视觉引导机器人一次抓取整排电芯,单层电芯抓取完成后,需3D视觉识别定位空料托,引导机器人抓取。产线需要兼容多种规格的电芯生产,需3D视觉快速适应新增品规。来料电芯的奇偶层呈0°/90°交错排列,需判断电芯0°/90°朝向。需对电芯正负极进行判断,并核对电芯尺寸、数量,以满足后续生产要求。整线节拍要求高,电芯上料节拍亦有非常高的要求。

应用介绍及优势

· 应用介绍

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应用场景

3D视觉系统构成:Mech-Eye工业级3D相机、Mech-Vision机器视觉软件。推荐3D相机选型:Mech-Eye LSR L工业级激光3D相机、Mech-Eye PRO S高精度结构光工业3D相机等。

Mech-Eye LSR L、Mech-Eye PRO S 

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3D视觉系统工作流程:Mech-Eye对整垛电芯进行拍照,生成电芯高质量3D点云数据;Mech-Vision对3D点云数据进行处理,输出整排电芯抓取位姿,引导机器人抓取电芯放置于输送线上。单层抓取完成后,3D视觉引导机器人抓取料托放置于指定工装。

应用优势

· 高精度、高速度、高稳定性工业3D相机,轻松应对复杂工业现场

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电芯及料托点云图

针对电芯上料场景,梅卡曼德可为锂电行业客户提供Mech-Eye高精度结构光工业级3D相机,从而获取高质量3D点云数据。Mech-Eye系列采用了梅卡曼德自研的激光结构光投影技术、抗反光三维重建技术,可抑制环境光和电芯表面材质对成像带来的干扰。Mech-Eye产品线齐全,可针对不同工作距离提供相应的相机选型。在大视野远距离场景下,仍可完整覆盖来料垛型,对电芯实现高精度定位。

Mech-Eye旗舰机型已全部通过MTBF≥40000小时认证,相当于连续1666余天无故障稳定运行,可保证客户连续稳定生产。

· 性能强大的工业软件,实现智能化、柔性化生产

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Mech-Vision机器视觉软件工程界面

先进3D视觉算法,视觉识别成功率大于99.99%。智能计算电芯位姿,快速引导机器人抓取,抓取精度、速度满足实际产线需求。先进AI算法,简单操作即可实现换型生产、新增品规,提升产线柔性。

Mech-Vision整合了通信配置、相机标定、工件识别等功能,支持客户一站式完成电芯上料应用部署。同时,Mech-Vision内置行业案例库,用户可通过案例库调用典型工程模板,结合指导文档,快速完成工程搭建。

Mech-Vision可快速计算整排电芯抓取位姿,并支持正负极判断、尺寸&数量识别、0°/90°朝向识别、缺料检测等功能。同时,客户可根据实际需求,轻松调用Mech-Vision内置算法模块,完成其他生产配置。

应用实例

梅卡曼德3D视觉产品已部署于众多锂电行业头部客户终端,产品性能及稳定性经众多大型项目验证。除电芯上料,梅卡曼德还成功实施了电芯下料打包、模组上下料&装配、PACK EOL插电测试等典型应用,AI+3D技术助力锂电行业智能化、柔性化生产。

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梅卡曼德始终坚持与合作伙伴长期共赢的价值观,为集成商伙伴提供先进3D视觉技术及交付、培训、市场全链路支持。