電池模組生產(chǎn)線(xiàn)一般包括電芯上料、掃碼、測(cè)試、清洗、分選、模組堆垛、堆垛檢測(cè)以及模組焊接、焊接檢測(cè)、模組下料等工序（如下圖所示），物料傳輸、自適應(yīng)、視覺(jué)定位、MES制造執(zhí)行管理是整條產(chǎn)線(xiàn)中需要解決的主要關(guān)鍵技術(shù)，也是適配小批量多品種生產(chǎn)形態(tài)的重要技術(shù)支撐。 

從電芯上料到最終模組下料，整個(gè)物料的傳送通過(guò)物料傳輸系統(tǒng)來(lái)完成，物料傳輸系統(tǒng)還可以根據(jù)工藝的調(diào)整需求靈活擴(kuò)展工位，不同工位之間的傳遞無(wú)需人為操作，模組定位板自帶產(chǎn)品尺寸調(diào)整機(jī)構(gòu)，能適應(yīng)不同尺寸模組的裝夾，非常適配小批量多品種的生產(chǎn)需求。 

自適應(yīng)系統(tǒng)　　

在電池模組的生產(chǎn)過(guò)程中，電芯來(lái)料軟包、方型及圓柱幾種最為常見(jiàn)，由于市場(chǎng)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的缺失造成了市場(chǎng)對(duì)電池模組不同規(guī)格尺寸需求，這勢(shì)必需要對(duì)應(yīng)的工裝夾具類(lèi)型繁多，由此大大增加了生產(chǎn)成本。如果在同一產(chǎn)線(xiàn)上實(shí)現(xiàn)小批量多品種生產(chǎn)，不僅需要工裝夾具能適應(yīng)不同來(lái)料，其它工位更是需要兼容不同來(lái)料。

不同種類(lèi)規(guī)格尺寸的電芯在堆垛成不同尺寸的模組后，每經(jīng)過(guò)一道工序都需要適配自適應(yīng)系統(tǒng)來(lái)確保整線(xiàn)節(jié)拍的聯(lián)動(dòng)，尤其是焊接工序，只有適應(yīng)不同尺寸的模組才能完成模組PACK工序。自適應(yīng)系統(tǒng)采用多軸組合聯(lián)動(dòng)，實(shí)施產(chǎn)品加工區(qū)域內(nèi)位置定位，可不受任何形式來(lái)料的限制，完成焊接工作并傳送到下一道工序。

視覺(jué)定位系統(tǒng)　　

電芯焊接面清洗、模組打標(biāo)、匯流片焊接通常是采用激光加工的方式來(lái)完成，電池模組裝配后，往往尺寸公差較大，很難達(dá)到激光加工對(duì)間隙位置尺寸要求，導(dǎo)致加工質(zhì)量急速下降。

視覺(jué)定位系統(tǒng)的導(dǎo)入則能滿(mǎn)足精準(zhǔn)定位的需求，一般精度可達(dá)到±0.05mm,通過(guò)視覺(jué)拍照數(shù)據(jù)采集，并將來(lái)料偏差反饋給控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)了加工位置的高精度定位。

MES制造執(zhí)行管理系統(tǒng)　　

制造執(zhí)行管理系統(tǒng)是設(shè)備與人工之間的橋梁。 MES制造執(zhí)行管理系統(tǒng)具有開(kāi)放式的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，可在系統(tǒng)底層平臺(tái)基礎(chǔ)上快速、敏捷的按用戶(hù)需求完成MES項(xiàng)目的實(shí)施開(kāi)發(fā)，人工只需按照MES的參數(shù)指示指導(dǎo)工作，并通過(guò)圖表的形式綜合統(tǒng)計(jì)和分析后，對(duì)現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)定信息進(jìn)行改進(jìn)，以進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)能。

從電芯上料到最終模組下料，每一道工序的參數(shù)、數(shù)據(jù)、及其它來(lái)料信息等，都可以通過(guò)MES系統(tǒng)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。激光焊接工序中的工藝數(shù)據(jù)包直接集成于MES系統(tǒng)中，以方便用戶(hù)調(diào)用和切換，整套MES系統(tǒng)可以直接將生產(chǎn)線(xiàn)打造成準(zhǔn)無(wú)人化生產(chǎn)車(chē)間，人工只需要在外圍進(jìn)行物料補(bǔ)充，既提高了安全性，也減少了人為因素的介入。預(yù)留的工業(yè)通訊接口，用戶(hù)不僅能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控管理，還可以與企業(yè)ERP有效對(duì)接，真正實(shí)現(xiàn)智能化、信息化工廠(chǎng)。

今年5月，在深圳舉辦的第十一屆中國(guó)國(guó)際電池技術(shù)交流會(huì)/展覽會(huì)(CIBF2016)上，逸飛激光展出了一套“自適應(yīng)柔性智能模組PACK系統(tǒng)”，這套系統(tǒng)解決方案分物料傳輸系統(tǒng)、焊接站、MES制造執(zhí)行管理系統(tǒng)三大部分組成，系統(tǒng)具有柔性化、模塊化和智能化的特點(diǎn)，適配小批量多品種的生產(chǎn)形態(tài)。

據(jù)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員介紹，這套“自適應(yīng)柔性智能模組PACK系統(tǒng)”是動(dòng)力電池模組與PACK解決方案的2.0版本，非常適配用戶(hù)訂單批量小、規(guī)格多的生產(chǎn)模式。整體方案重點(diǎn)解決用戶(hù)關(guān)注的兼容性、整線(xiàn)節(jié)拍和效率問(wèn)題，不僅融入了物料傳輸、自適應(yīng)、視覺(jué)定位、MES制造執(zhí)行管理四大關(guān)鍵技術(shù)，焊接站的定位壓緊、高度跟隨系統(tǒng)更是降低企業(yè)成本、提升效率及焊接品質(zhì)的兩大“利器”。 

定位壓緊系統(tǒng)　　

為了提高焊接質(zhì)量，焊接工序必須配備壓緊定位裝置。傳統(tǒng)的壓緊方式是相對(duì)電池組定位的，日積月累，夾具的累積誤差將會(huì)造成定位的嚴(yán)重偏差，正所謂差之毫厘，謬以千里，對(duì)焊接質(zhì)量的影響可想而之。為了糾正這種機(jī)械運(yùn)行造成的偏差，定位壓緊系統(tǒng)采用了單個(gè)電芯壓緊方式，每次焊接的位置設(shè)置為壓頭所壓的電芯，從而將夾具誤差所造成的影響降至最低。

另外，在來(lái)料發(fā)生改變時(shí)，以往整套夾具必須重新設(shè)計(jì)，無(wú)異于大大延長(zhǎng)了換型時(shí)間，既影響生產(chǎn)又增加了企業(yè)成本。然而，定位壓緊系統(tǒng)僅僅只是需要調(diào)整壓頭的結(jié)構(gòu)，即可解決，既降低了企業(yè)成本又提高了生產(chǎn)效率。

高度跟隨系統(tǒng)　　

由于電池模組每個(gè)焊接位置高度不可能做到完全一致，焊接時(shí)，會(huì)導(dǎo)致虛焊、爆焊的發(fā)生，其焊接品質(zhì)很難保證。必須配備高度跟隨系統(tǒng)，即在每個(gè)焊接位置，焦距調(diào)節(jié)軸能夠做到微調(diào)使激光焊接頭固定在焦距位置。

在焊接站中所使用的高度跟隨系統(tǒng)，并不同于傳統(tǒng)測(cè)高機(jī)構(gòu)相對(duì)電池模組的平面定位，而是利用激光位移傳感器測(cè)量壓緊機(jī)構(gòu)中壓頭的位置，并將每次壓頭壓下時(shí)的高度變化反饋給控制系統(tǒng)，焦距調(diào)節(jié)軸則根據(jù)系統(tǒng)反饋的變化來(lái)調(diào)節(jié)自身位置，保障焊接時(shí)焦距恒定，從而保障焊接品質(zhì)穩(wěn)定。

視覺(jué)定位系統(tǒng)和高度跟隨系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了電池模組在三維空間的完美定位，使得該系統(tǒng)不受任何來(lái)料的限制。然而，正所謂工欲善其事必先利其器，與之配套的MES（Manufacturing Execution System）系統(tǒng)也是必不可少。

現(xiàn)如今，大多數(shù)企業(yè)已進(jìn)入到電池模組自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)的實(shí)施階段，雖然電芯產(chǎn)品無(wú)非就是軟包、方型及圓柱三種，但是由于企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝的不一致，會(huì)導(dǎo)致各家自動(dòng)化程度以及產(chǎn)線(xiàn)配置狀況不盡相同，這需要設(shè)備提供商的解決方案更具有適配性。

近期，全國(guó)汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)組織修訂的《電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力蓄電池產(chǎn)品規(guī)格尺寸》征求意見(jiàn)稿已公開(kāi)發(fā)布，動(dòng)力電池的標(biāo)準(zhǔn)化批量化的到來(lái)是產(chǎn)業(yè)良性快速發(fā)展的保障。但小批量多品種的生產(chǎn)模式任然在很長(zhǎng)的一個(gè)時(shí)間階段存在，相關(guān)企業(yè)必需充分考慮具有柔性化、模塊化和智能化等特點(diǎn)的系統(tǒng)解決方案，以此來(lái)滿(mǎn)足小批量、多品種生產(chǎn)的需要。