生產(chǎn)效率提升50%!三菱電機以智能制造賦能鋰電產(chǎn)業(yè)
“這無疑是最好的一個時代?!碧歼_(dá)峰、碳中和成為全球共識,國家政策大力扶持,市場需求迅速擴容,鋰電產(chǎn)業(yè)迎來爆發(fā)式增長。從早期的數(shù)碼產(chǎn)品,到智能手機,再到新能源汽車,鋰電已經(jīng)滲透到我們生活的方方面面。
客戶痛點:智能化轉(zhuǎn)型迫在眉睫
“鋰電行業(yè)生產(chǎn)材料成本高、品類豐富多樣,一直存在換型時間長、調(diào)試難度大、產(chǎn)品一致性差等挑戰(zhàn)?!?蘇州三屹晨光自動化科技有限公司(以下簡稱“三屹晨光”)執(zhí)行董事易彬談到,伴隨鋰電行業(yè)的快速發(fā)展,客戶對設(shè)備和工藝的技術(shù)要求越來越高,智能化轉(zhuǎn)型迫在眉睫。
自2013年成立以來,三屹晨光專注于鋰電專用生產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)、設(shè)計和制造,特別是在鋰電封裝過程的中段,如鋁模成型封裝、注液、二次封和切折燙等工藝的自動化生產(chǎn)設(shè)備。經(jīng)過多年發(fā)展,三屹晨光積累了豐富的日韓鋰電池制造經(jīng)驗,擁有雄厚的技術(shù)實力和先進(jìn)的鋰電池全自動生產(chǎn)設(shè)備整體解決方案。
近年來,伴隨國內(nèi)鋰電裝備智能化需求的不斷升級,三屹晨光原有生產(chǎn)線“生產(chǎn)效率低、設(shè)備體積大、產(chǎn)品換型成本高、調(diào)試時間長、系統(tǒng)對接繁瑣”等問題日漸暴露。為了滿足客戶更高精度、更高效率、更高柔性的需求,三屹晨光原有生產(chǎn)線難以為繼,新型鋰電池封裝生產(chǎn)線的研發(fā)提上日程。智能化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化,成為三屹晨光的核心訴求。
解決方案:互聯(lián)高效 打通數(shù)據(jù)壁壘
作為引領(lǐng)應(yīng)用創(chuàng)新的實踐先鋒,三菱電機直面行業(yè)發(fā)展痛點與挑戰(zhàn),積極協(xié)助三屹晨光研發(fā)新型鋰電池封裝生產(chǎn)線,通過e-F@ctory綜合解決方案,高效連接生產(chǎn)現(xiàn)場和IT系統(tǒng),優(yōu)化客戶生產(chǎn)過程的全價值鏈,以智能制造賦能鋰電產(chǎn)業(yè),助力雙碳目標(biāo)早日實現(xiàn)。
硬件設(shè)備智能化是生產(chǎn)線改造升級的第一步。三菱電機豐富的硬件產(chǎn)品,為三屹晨光提供了解決思路。
三菱電機全新MELSEC iQ-R系列可編程控制器,其CPU運行速度非???,單個觸點指令為0.98ns;RD78運動控制模塊,可構(gòu)建最大256軸/模塊的運動控制系統(tǒng),支持多種高級編程語言,可實現(xiàn)高速高性能的運動控制。此外,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)動作,還可使可編程控制器CPU模塊與運動CPU模塊的程序執(zhí)行時間保持同步。
三菱電機MELSERVO-J5系列伺服驅(qū)動器,其響應(yīng)性達(dá)到業(yè)內(nèi)較高的3.5KHz,強化一鍵式調(diào)整功能,利用自激勵信號可實現(xiàn)伺服參數(shù)的自動整定,減少調(diào)試時間;同時,支持2軸一體及3軸一體伺服驅(qū)動器,大幅度減少空間、硬件成本。
新型生產(chǎn)線還采用了三菱電機六關(guān)節(jié)工業(yè)機器人,布局簡潔,結(jié)構(gòu)緊湊,可達(dá)到±0.02mm的重復(fù)定位精度,搭載一塊Smart Plus選項卡,在設(shè)備長時間運行之后,仍然能夠保證重復(fù)定位精度。
除此之外,三菱電機將視覺系統(tǒng)融入到人機界面,便于操作人員的識別和操作,多通道對應(yīng),可監(jiān)控包括機械手在內(nèi)的4臺FA產(chǎn)品;可連接多媒體組件,直觀展示視覺系統(tǒng)的圖像信息。
與此同時,軟件服務(wù)的創(chuàng)新升級,也在同步進(jìn)行。三屹晨光對新生產(chǎn)線的網(wǎng)絡(luò)提出高速、高精度及高度整合三方面需求。
這三方面需求,恰好與三菱電機的CC-Link IE TSN開放式工業(yè)網(wǎng)絡(luò)性能相吻合。不同于以往令牌傳輸式的工業(yè)總線網(wǎng)絡(luò),CC-Link IE TSN開放式工業(yè)網(wǎng)絡(luò)采用時間分割技術(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)線中,一個網(wǎng)絡(luò)中連接了60多臺伺服電機的情況下,總的通訊周期僅為1ms以下,通訊速率是以往工業(yè)總線網(wǎng)絡(luò)的3倍。“高精度”是CC-Link IE TSN開放式工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢之一,其時間跳動精度可保證為±1us。此外,CC-Link IE TSN開放式工業(yè)網(wǎng)絡(luò)可將不同通訊帶寬的設(shè)備利用時間分割技術(shù)整合在一個網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行通訊,這也為兼容不同類型的從站設(shè)備提供了一個開放性的平臺。
三菱電機MES接口模塊的采用,幫助客戶便捷地打通了生產(chǎn)制造的數(shù)據(jù)流。新型生產(chǎn)線可結(jié)合用戶現(xiàn)場需要與MES系統(tǒng)有效對接,采用三菱電機MES接口模塊直接連接到IT層,無需網(wǎng)關(guān)計算機,卷芯各工位過程數(shù)據(jù)、相機視覺檢測參數(shù)等所有前工序數(shù)據(jù),可與條碼綁定上傳用戶端的MES系統(tǒng),輕松實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時采集與分析處理,真正做到過程可控、產(chǎn)能高效。
三菱電機自動化(中國)有限公司銷售部項目經(jīng)理陸一鳴介紹,在三屹晨光的新型生產(chǎn)線研發(fā)過程中,三菱電機提供了完善的程序功能塊及底層的功能樣例程序,加之使用最新的產(chǎn)品及技術(shù),真正實現(xiàn)了新型生產(chǎn)線“人、設(shè)備、信息”的優(yōu)化整合。
客戶效益:3個月效率提升50%,多規(guī)格一鍵換型
“新型生產(chǎn)線的效率大大提升,從10pcs/min提升到了15pcs/min。”在煥然一新的生產(chǎn)線前,三屹晨光的“當(dāng)家人”易彬難以掩飾內(nèi)心的喜悅。從他的眼神中,不難看出對于未來的期待與向往。
“前后歷時3個月,無數(shù)次的組裝調(diào)試,才完成了原有生產(chǎn)線的改造升級,生產(chǎn)效率也提升了50%?!睂τ谶@一結(jié)果,陸一鳴坦然,中間有很多坎坷,如果不是雙方的協(xié)同創(chuàng)新,很難達(dá)到現(xiàn)在的狀況。
目前,三屹晨光的新型生產(chǎn)線運行已滿一年。全自動直線式的結(jié)構(gòu)便于各工序設(shè)備連機或成為獨立設(shè)備,在90%的工位實現(xiàn)了一鍵換型。產(chǎn)品從8mm的mini藍(lán)牙電池,到600mm的動力電池,三屹晨光已完成鋰電產(chǎn)品的全面覆蓋。從運行效果來看,無論是運行節(jié)拍、鋰電池封裝精度,還是數(shù)據(jù)上傳的可靠性、實時性和準(zhǔn)確性,都遠(yuǎn)超預(yù)期。
從單元到產(chǎn)線,再到智能工廠,實現(xiàn)自動化到智能化的跨越,是市場對于各行業(yè)的迫切要求。伴隨鋰電產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,設(shè)備需求不斷提升,技術(shù)競爭日益激烈。基于自身在生產(chǎn)現(xiàn)場、邊緣計算及IT系統(tǒng)不同層級的技術(shù)專長,三菱電機將人、設(shè)備、數(shù)據(jù)實現(xiàn)協(xié)同整合,形成三菱電機智能制造解決方案的獨特競爭優(yōu)勢,致力于為不同規(guī)模的客戶按需提供產(chǎn)品和服務(wù),提升鋰電裝配行業(yè)的自動化與智能化水平,攜手客戶穩(wěn)步邁進(jìn)新能源時代。
(來源:三菱電機供稿)
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