其圓柱電池200PPM高速裝配線(xiàn)各設(shè)備采用獨(dú)立電機(jī)驅(qū)動(dòng)、凸輪連桿結(jié)構(gòu)、連續(xù)轉(zhuǎn)塔凸輪運(yùn)行方式，前后工序利用柔性鏈進(jìn)行自動(dòng)銜接，整線(xiàn)配套MES系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)從物料到產(chǎn)品的數(shù)據(jù)全程可追溯，品質(zhì)可控；通過(guò)新工藝、整線(xiàn)布局和物流優(yōu)化，可節(jié)省20%的生產(chǎn)人員。

其中，凸輪機(jī)構(gòu)技術(shù)得到大量應(yīng)用，助力生產(chǎn)效率提高的同時(shí)，使產(chǎn)線(xiàn)良率達(dá)到99.5%，稼動(dòng)率達(dá)96%。

以殼體成型環(huán)節(jié)為例，傳統(tǒng)殼體成型方式存在如下問(wèn)題：常規(guī)縮口方式鋼殼表面損傷明顯，尺寸波動(dòng)大、一致性差；常規(guī)的單邊主動(dòng)力旋轉(zhuǎn)擠壓送料方式，槽位拉伸變形大，穩(wěn)定性差。

深圳中基采用獨(dú)創(chuàng)的轉(zhuǎn)塔式殼體滾槽成型技術(shù)，通過(guò)雙邊主動(dòng)力旋轉(zhuǎn)擠壓送料，比常規(guī)單邊滾槽方式的變形精度提高20%；可根據(jù)客戶(hù)實(shí)際工藝參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)制作，有效抑制外徑尺寸波動(dòng)，保證其尺寸穩(wěn)定；

縮口、滾槽、封口工序圖解

封口工序中，凸輪式高效殼體封口避免了傳統(tǒng)模具封壓式封口技術(shù)尺寸波動(dòng)大的缺陷，同時(shí)自帶檢測(cè)與清潔功能。

目前，深圳中基小圓柱電池智能化全自動(dòng)裝配線(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)及整套裝備已經(jīng)在領(lǐng)先的電池廠商得到了應(yīng)用，打破了國(guó)際上日韓在小圓柱高速裝配線(xiàn)上的壟斷地位。

基于在小圓柱電池裝配線(xiàn)上應(yīng)用凸輪傳動(dòng)技術(shù)的成熟經(jīng)驗(yàn)，深圳中基將凸輪傳動(dòng)技術(shù)運(yùn)用至大圓柱電池裝配線(xiàn)上，取得了良好的應(yīng)用效果。

“近幾年，以4680為代表的風(fēng)口非常多，引得多方爭(zhēng)相入局。但是半路入局的人往往只得其一，不見(jiàn)其二。只有在圓柱自動(dòng)化裝配領(lǐng)域摸爬滾打過(guò)多年的人，才能理解產(chǎn)線(xiàn)升級(jí)背后的技術(shù)邏輯。”深圳中基常務(wù)副總王林表示。

早在2020年特斯拉剛剛提出4680電池的概念時(shí)，中基自動(dòng)化就在進(jìn)行了大圓柱電池相關(guān)裝配技術(shù)的儲(chǔ)備，并陸續(xù)為幾家頭部客戶(hù)定制開(kāi)發(fā)了大圓柱中段裝配試驗(yàn)線(xiàn)。

2021年深圳中基向多氟多交付的直徑60mm、效率25PPM大圓柱電池裝配線(xiàn)，是國(guó)內(nèi)首條搭載凸輪傳動(dòng)技術(shù)的60系列大圓柱電池裝配線(xiàn)。

2022年，公司為某頭部電池客戶(hù)研制的150PPM的46系大圓柱高速裝配線(xiàn)上，也搭載了其自主研發(fā)的轉(zhuǎn)塔式凸輪機(jī)構(gòu)。

技術(shù)革新助力大圓柱電池規(guī)模量產(chǎn)

2022年以來(lái)，大圓柱成為鋰電行業(yè)的每個(gè)從業(yè)者都公認(rèn)的“頂級(jí)風(fēng)口”。隨著車(chē)企、電池企業(yè)頻頻釋放相關(guān)擴(kuò)產(chǎn)信號(hào)，大圓柱電池的早日量產(chǎn)落地成為大家共同的期盼。

但國(guó)內(nèi)布局4680電池的企業(yè)目前多處于B樣階段，良率達(dá)到90%的仍鳳毛麟角。在此情況下，開(kāi)發(fā)大圓柱電池高速全自動(dòng)組裝線(xiàn)成為4680電池產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵。

比克電池副總裁樊文光曾表示，“完美地焊好幾百幾千電芯不算什么挑戰(zhàn)，難的是成百上千上萬(wàn)支電芯。幾十億次的焊接，都要保證在一個(gè)很小的范圍內(nèi)波動(dòng)，才能使電芯一致性和可靠性達(dá)到要求?！倍@無(wú)疑對(duì)裝備設(shè)備商提出了更高的挑戰(zhàn)。

在2022高工鋰電年會(huì)上，王林介紹到，深圳中基的4680大圓柱高速裝配線(xiàn)融合了行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的傳輸技術(shù)、大圓柱極耳成型技術(shù)、組裝技術(shù)、激光焊接技術(shù)、檢測(cè)與圖像處理技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)、環(huán)境控制與安全系統(tǒng)技術(shù)等多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高品質(zhì)、低能耗，短交期、高效率的整線(xiàn)交付目標(biāo)。其46系大圓柱電池高速裝配線(xiàn)具備提供100-320PPM自動(dòng)化裝配的能力。

1.全極耳揉平

大圓柱電池全極耳結(jié)構(gòu)對(duì)極耳揉平成型要求較高。針對(duì)極耳揉平致密性和平整度不佳、集流體與極耳焊接不良的難題，深圳中基開(kāi)發(fā)了全極耳動(dòng)/靜態(tài)撫平動(dòng)態(tài)仿真模型，結(jié)合揉平后的極耳缺陷表征，優(yōu)化設(shè)計(jì)了新型精密全極耳揉平結(jié)構(gòu)。

具體來(lái)說(shuō)，通過(guò)掃描電子顯微鏡表征分析極耳內(nèi)部缺陷，并建立揉平參量與缺陷的內(nèi)在聯(lián)系。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行軸向定型設(shè)計(jì)，從而優(yōu)化結(jié)構(gòu)及機(jī)臺(tái)穩(wěn)定性，提高極耳撫平致密性、端面平整度，進(jìn)而提高電池的安全性與生產(chǎn)良率。

基于模擬仿真分析和缺陷表征的極耳成型設(shè)計(jì)優(yōu)化過(guò)程

極耳揉平效果

2.集流盤(pán)焊接

相較傳統(tǒng)圓柱電池，4680電池更大的集流盤(pán)和極耳尺寸顯著增加了焊點(diǎn)或焊縫數(shù)量。傳統(tǒng)出射頭的焊接方式難以滿(mǎn)足行業(yè)對(duì)高效率焊接的需求。

深圳中基將掃描振鏡飛行焊接技術(shù)與轉(zhuǎn)塔式高效傳動(dòng)技術(shù)有機(jī)結(jié)合，在國(guó)內(nèi)首次提出集流盤(pán)/全極耳和底殼/電芯激光飛行穿透焊接技術(shù)，克服了傳統(tǒng)焊接方式良率低、效率低的問(wèn)題。

集流盤(pán)/全極耳飛行激光焊接模塊

集流盤(pán)/全極耳飛行激光穿透焊接實(shí)際效果

3.高效協(xié)同傳輸

為了實(shí)現(xiàn)大圓柱電池全自動(dòng)組裝線(xiàn)的高效率目標(biāo)，深圳中基創(chuàng)新性地采用凸輪/轉(zhuǎn)塔和磁懸浮傳輸技術(shù)傳輸物料。

凸輪/轉(zhuǎn)塔傳輸技術(shù)大幅度減小傳輸摩擦并提高傳輸效率。電芯、殼體、集流盤(pán)等物料通過(guò)磁懸浮高速輸送至連續(xù)上料工位。

輸送物料過(guò)程、電芯傳輸軌跡、運(yùn)行節(jié)拍等信息通過(guò)模塊化的電氣控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)傳送，最終實(shí)現(xiàn)組裝整線(xiàn)的整體高效傳輸協(xié)同控制。

凸輪/轉(zhuǎn)塔傳動(dòng)結(jié)構(gòu)

磁懸浮集成系統(tǒng)

此外，深圳中基還開(kāi)發(fā)了基于壓力傳感與柔性工裝的電芯無(wú)損入殼技術(shù)、功率可調(diào)環(huán)形光斑激光封口焊接等技術(shù)，保障了裸電芯高速高穩(wěn)定性入殼、蓋板在高速旋轉(zhuǎn)下的高質(zhì)量封焊接等。

目前，深圳中基大圓柱高速裝配線(xiàn)實(shí)現(xiàn)了對(duì)國(guó)內(nèi)多個(gè)電池廠商的批量交付。

在以深圳中基為代表的裝備企業(yè)的努力下，大圓柱電池高速全自動(dòng)裝配的技術(shù)儲(chǔ)備已經(jīng)成熟，將有力推動(dòng)大圓柱電池量產(chǎn)落地。

2月16日，深圳中基全資子公司——武漢智瞳視覺(jué)科技有限公司揭牌運(yùn)營(yíng)。代表深圳中基正式進(jìn)入工業(yè)機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用領(lǐng)域。

基于自研的核心框架算法，深圳中基現(xiàn)已經(jīng)掌握全流程的視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)，包括高速2.5D線(xiàn)掃技術(shù)，高精度飛拍技術(shù)，3D高精度測(cè)量技術(shù)，瑕疵外觀判斷技術(shù)等，結(jié)合AI智能圖像處理，寬幅圖像拼接等技術(shù)，滿(mǎn)足各類(lèi)電池裝配產(chǎn)線(xiàn)的全場(chǎng)景視覺(jué)檢測(cè)與智能處理需求。

疊加強(qiáng)大的中段整線(xiàn)集成能力，深圳中基不斷增強(qiáng)產(chǎn)品矩陣優(yōu)勢(shì)，打通核心業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景，向“國(guó)際智能裝備頂級(jí)供應(yīng)商”的目標(biāo)加速邁進(jìn)。

編輯：黃飛