蘇州三屹晨光自動(dòng)化科技有限公司成立七年以來(lái)，專(zhuān)注于鋰電專(zhuān)用生產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)、設(shè)計(jì)和制造，特別是在鋰電封裝過(guò)程的中段：如鋁模成型封裝、注液、二次封和切折燙等工藝的自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。三屹晨光積累多年日韓鋰電池的制造經(jīng)驗(yàn)，擁有雄厚的技術(shù)實(shí)力和先進(jìn)的鋰電池全自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備整體解決方案，并不斷引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)和高精密設(shè)備，使產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高。蘇州三屹晨光自動(dòng)化科技有限公司執(zhí)行董事易彬先生介紹，鋰電池行業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)設(shè)備和工藝提出了越來(lái)越高的技術(shù)要求，分析目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的實(shí)際情況，高效率、多規(guī)格以及兼容性是對(duì)鋰電制造設(shè)備供應(yīng)商的現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)。伴隨制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，借助產(chǎn)線(xiàn)的智能化升級(jí)，實(shí)現(xiàn)廠級(jí)監(jiān)控管理，助力終端用戶(hù)實(shí)踐數(shù)字化價(jià)值創(chuàng)新，則是智能時(shí)代的新考驗(yàn)。
直擊發(fā)展痛點(diǎn) 實(shí)現(xiàn)互聯(lián)高效
隨著近年國(guó)內(nèi)鋰電裝備智能化需求不斷升級(jí)，三屹晨光研發(fā)的新型鋰電池封裝生產(chǎn)線(xiàn)需要高性能、高靈活性的系統(tǒng)支撐，在與三菱電機(jī)多次溝通中發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是新型R系列可編程控制器、J5系列伺服驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品、工業(yè)機(jī)器人還是新一代CC-link IE TSN開(kāi)放式工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，這些產(chǎn)品的性能都與三屹晨光此次新的生產(chǎn)線(xiàn)的設(shè)計(jì)要求相契合。在三菱電機(jī)的指導(dǎo)與支持下，三屹晨光原有生產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)效率低、設(shè)備體積大以及產(chǎn)品換型成本高時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題迎刃而解，歷時(shí)三個(gè)月的組裝調(diào)試，雙方共同完成了對(duì)傳統(tǒng)生產(chǎn)線(xiàn)的改造升級(jí)。
新型鋰電池封裝生產(chǎn)線(xiàn)采用全自動(dòng)直線(xiàn)式的結(jié)構(gòu)，便于與各工序設(shè)備連機(jī)或成為獨(dú)立設(shè)備，在90%的工位實(shí)現(xiàn)了一鍵換型。產(chǎn)品從8?mm mini藍(lán)牙電池到消費(fèi)類(lèi)電池以及6000?mm的動(dòng)力電池，實(shí)現(xiàn)了幾大板塊全面覆蓋。并且實(shí)現(xiàn)與用戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)的MES系統(tǒng)、企業(yè)ERP系統(tǒng)有效對(duì)接，每一道工序的參數(shù)、數(shù)據(jù)及其他信息等，都可以快速查詢(xún)并及時(shí)分析處理，真正做到過(guò)程可控、產(chǎn)能高效。
圖1新型鋰電池封裝生產(chǎn)線(xiàn)采用全自動(dòng)直線(xiàn)式的結(jié)構(gòu)，便于與各工序設(shè)備連機(jī)或成為獨(dú)立設(shè)備，在90%的工位實(shí)現(xiàn)了一鍵換型
硬件智能升級(jí) 打通數(shù)據(jù)壁壘
三屹晨光新型鋰電池封裝生產(chǎn)線(xiàn)從智能化、網(wǎng)絡(luò)化及信息化三個(gè)方面提出了新的要求。據(jù)三菱電機(jī)自動(dòng)化（中國(guó)）有限公司銷(xiāo)售部項(xiàng)目經(jīng)理陸一鳴先生介紹，硬件設(shè)備智能化是對(duì)生產(chǎn)線(xiàn)改造升級(jí)的第一步。三菱電機(jī)全新R系列可編程控制器實(shí)現(xiàn)了三屹晨光新型生產(chǎn)線(xiàn)對(duì)高精度運(yùn)動(dòng)控制的要求，其CPU運(yùn)行速度非?？?，單個(gè)觸點(diǎn)指令為0.98?ns，除此以外，模塊間同步功能不僅可以使智能功能模塊與輸入輸出模塊進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作，還可使可編程控制器CPU模塊與運(yùn)動(dòng)CPU模塊的程序執(zhí)行時(shí)間保持同步。新型生產(chǎn)線(xiàn)采用J5系列伺服驅(qū)動(dòng)器，其響應(yīng)性達(dá)到業(yè)內(nèi)最高的3.5?kHz，強(qiáng)化一鍵式調(diào)整功能，利用自激勵(lì)信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)伺服參數(shù)的自動(dòng)整定，減少調(diào)試時(shí)間，可滿(mǎn)足三屹晨光更高速和高精度的運(yùn)動(dòng)控制要求。除此之外新產(chǎn)線(xiàn)還采用了三菱電機(jī)六關(guān)節(jié)機(jī)械手，布局簡(jiǎn)潔，結(jié)構(gòu)緊湊，可達(dá)到±0.02?mm的重復(fù)定位精度，搭載一塊smart plus選項(xiàng)卡，在設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行之后，仍然能夠保證重復(fù)定位精度。三菱電機(jī)將視覺(jué)系統(tǒng)融入到人機(jī)界面，便于操作人員的識(shí)別和操作，多通道對(duì)應(yīng)，可以監(jiān)控包括機(jī)械手在內(nèi)的4臺(tái)FA產(chǎn)品。可連接多媒體組件，將視覺(jué)系統(tǒng)的圖像信息進(jìn)行展示。
其次是網(wǎng)絡(luò)化，三屹晨光對(duì)新生產(chǎn)線(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)提出高速、高精度及高度整合三方面需求，這恰好與三菱電機(jī)的CC-link IE TSN開(kāi)放式工業(yè)網(wǎng)絡(luò)性能相吻合。CC-link IE TSN開(kāi)放式工業(yè)網(wǎng)絡(luò)不同于以往令牌傳輸式的工業(yè)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，采用時(shí)間分割技術(shù)，大大優(yōu)化了各從站的通訊方式，提高了通訊效率及速度。像此次新型生產(chǎn)線(xiàn)中，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中連接了60多臺(tái)伺服電機(jī)的情況下，總的通信周期僅為1?ms以下，通訊速率是以往工業(yè)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的3倍?！案呔取笔荂C-link IE TSN開(kāi)放式工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)之一，其時(shí)間跳動(dòng)精度可保證為±1?us。第三是高度整合，CC-link IE TSN開(kāi)放式工業(yè)網(wǎng)絡(luò)可將不同通訊帶寬的設(shè)備利用時(shí)間分割技術(shù)整合在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行通訊，這也為兼容不同類(lèi)型的從站設(shè)備提供了一個(gè)開(kāi)放性的平臺(tái)。
圖2 三菱電機(jī)全新R 系列可編程控制器實(shí)現(xiàn)了三屹晨光新型生產(chǎn)線(xiàn)對(duì)高精度運(yùn)動(dòng)控制的要求
最后是生產(chǎn)線(xiàn)信息化的提升。新型生產(chǎn)線(xiàn)可結(jié)合用戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)需要與MES系統(tǒng)有效對(duì)接，三菱電機(jī)采用MES接口模塊直接連接到IT層，無(wú)需網(wǎng)關(guān)計(jì)算機(jī)，卷芯各工位過(guò)程數(shù)據(jù)、相機(jī)視覺(jué)檢測(cè)參數(shù)等所有前工序數(shù)據(jù)，可與條碼綁定上傳用戶(hù)端的MES系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的可追溯，上位系統(tǒng)也可直接下達(dá)配方。
談及此次項(xiàng)目中的技術(shù)難點(diǎn)，陸經(jīng)理坦言，由于該新型生產(chǎn)線(xiàn)使用了三菱電機(jī)最新的產(chǎn)品及技術(shù)，尤其在運(yùn)動(dòng)控制方面使用ST語(yǔ)言，這對(duì)于此前一直使用梯形圖來(lái)進(jìn)行程序開(kāi)發(fā)的三屹晨光而言無(wú)疑是一個(gè)較大的挑戰(zhàn)。因此三菱電機(jī)協(xié)調(diào)了專(zhuān)業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)共同參與其中，一方面協(xié)助三屹晨光使用新的編程方式構(gòu)建程序基礎(chǔ)框架及提供底層樣例程序，另一方面培訓(xùn)三屹晨光的工程師掌握這一新的編程方式。在機(jī)械手的導(dǎo)入過(guò)程中，由于三屹晨光也是首次在設(shè)備中使用三菱電機(jī)的工業(yè)機(jī)器人來(lái)實(shí)現(xiàn)物料的搬送，因此利用三菱電機(jī)的人機(jī)界面的iQ platform技術(shù)，開(kāi)發(fā)了在一臺(tái)HMI上示教兩臺(tái)機(jī)器人的功能，方便三屹晨光無(wú)需增加示教器即可在現(xiàn)場(chǎng)示教操作多工位機(jī)器人。最后是設(shè)備需要提速，雙方的工程師共同探討，優(yōu)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)，降低了減速比，生產(chǎn)效率得到大幅提升。從目前的實(shí)際的運(yùn)行效果看，無(wú)論是運(yùn)行節(jié)拍、鋰電池封裝的精度還是數(shù)據(jù)上傳可靠性、實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)最初的設(shè)計(jì)預(yù)期。
結(jié)束語(yǔ)
從單元到產(chǎn)線(xiàn)，再到智能工廠，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化到智能化的跨越是市場(chǎng)對(duì)于各行業(yè)供應(yīng)商的迫切要求。隨著國(guó)家碳中和、碳達(dá)峰等指導(dǎo)性政策的推出，新能源成為制造業(yè)當(dāng)前發(fā)展的重點(diǎn)之一，伴隨鋰電池行業(yè)的蓬勃發(fā)展，設(shè)備需求不斷提升，技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，三菱電機(jī)基于自身在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)、邊緣計(jì)算及IT系統(tǒng)不同層級(jí)的技術(shù)專(zhuān)長(zhǎng)，將人、設(shè)備和數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)協(xié)同整合，形成三菱電機(jī)智能制造解決方案的獨(dú)特競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，致力于為不同規(guī)模的客戶(hù)按需提供產(chǎn)品和服務(wù)，提升鋰電池裝配行業(yè)的自動(dòng)化與智能化水平，實(shí)現(xiàn)從自動(dòng)化產(chǎn)線(xiàn)向智能制造解決方案拓展，幫助客戶(hù)以最優(yōu)的方式實(shí)現(xiàn)價(jià)值提升。
