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極端環境下的機器人應用（3）工業電池的生產
發布時間：2019-5-5
工業（yè）電池生產的重載（zǎi）需（xū）求和熔化產生的鉛（qiān）塵對重型機器人不構成障礙。而空氣中的鉛塵，對工人的健康（kāng）是有害的。
當位於伊（yī）利諾伊州納珀維爾的為重卡和電子設備提供（gòng）電（diàn）池的製造商Battery Builders Inc.（BBI）決定升級他們（men）的設備時（shí），他們對（duì）新（xīn）機器人（rén）的預期很多。他們將以更少的勞動力使產量增加一倍以上，提高產品質量，降（jiàng）低健康和安全風險。
機器人自動（dòng）化在這六站式工業電池製造過程中處理重載搬運（yùn）作業，同時減少操作員接觸空氣中鉛塵的風險。（由川崎（美國）提供）。由於（yú）過時設備導致（zhì）生產延（yán）遲提高了成本使他們很無奈，BBI決定與來自密歇根州本頓（dùn）港的Mac工程公（gōng）司合作，更換（huàn）他們25年（nián）前的COS機器（COS是Case-On-Strap的縮（suō）寫，是指用鉛將各組電池單元極板的極耳熔鑄在一起，編者注）。Mac還集（jí）成了一個川崎ZX300S重載機器人來服務新的六站（zhàn）COS機器。自動化機器操作任務將工人數量從7人（rén）減少到5人，並使他們在製造廠的其他領（lǐng）域獲得更多高價值任務的自由。
機（jī）器（qì）人首先精確地對齊垂直堆疊的電池板組，確（què）保邊緣均（jun1）勻齊平。然後，機器人拿起盤子，將它（tā）們（men）放在一個（gè）大毛刷上，去除末端連接器或極耳上殘留的任何（hé）碎屑。接下來（lái），機器人使產品通過一個熔化過程，為金屬極耳去（qù）除金（jīn）屬氧化（huà）物，金屬氧（yǎng）化物可能在加熱時形成了珠狀。然後將極耳浸入錫中以建立（lì）更牢固的連接，然後（hòu）再（zài）次浸入熔化的鉛中以連接電池板並建立（lì）正（zhèng）負極。最後，機器（qì）人將（jiāng）電池板放入最後一個工作站，自動將電池板（bǎn）插入一（yī）個成型塑料外殼。
BBI需要（yào）一個精密的負荷能力強的設備來持續（xù）校準136公斤的電池板，每天最多（duō）500次。川崎（qí）機器人（rén）有300公斤的有效載荷，長達3230毫米的工作半徑，和最小的死角空間，底座很小而工作範圍很（hěn）大。高重複性（±0.3 mm）使其非常適合需要精度和重物（wù）提升（shēng）的（de）應用。總之，這些特性使機器人能夠對接在不（bú）同高度的多台機器，同（tóng）時生產出更一致的（de）產品。
BBI的助理經理說：“我們已經看到了產品質量的明顯變化。”“不僅是機器人的運動精確（què），它周圍的所有設備也是如此。所有的一切都是自動化的，而且這種組合使產品更加精確。”
圖一圖二展（zhǎn）示了川（chuān）崎機器人（rén）在電池生產中的應用，它執行整個六站COS過程，包括電（diàn）池板對齊（qí）、刷、熔融處（chù）理（lǐ）、浸錫、浸熔融鉛（qiān）、和套管。在多步COS過程中，改變電池類型，隻需改變機械臂末端（duān）工具即（jí）可。針對不同（tóng）類型的電池，操作員會更換機器人上的抓手。
高產量、低風險
雖然增（zēng）加產量是（shì）BBI設備（bèi）升級的主要目標，但帶來（lái）的健康和安全效益是他們沒預見到的。相對於新的自動化工藝，人工堆疊電池板並將其裝入箱子中產生的鉛塵（chén）更容易暴露在空氣中。舊流程還要求員（yuán）工舉起更重的重物，從而導（dǎo）致更大的受（shòu）傷風險。
對於（yú）BBI來說，重要的是要看到自動（dòng）化不僅對他們（men）的盈虧線，而且對他們員工的工作環境也產生積極影響。
BBI的環境健康與（yǔ）安全專家說：“我們已經看到暴露在空氣（qì）中的空氣監測結果顯著（zhe）下降，我們預計隨著時間的推移（yí），空氣中鉛塵濃度的降低，血鉛含量會降低。”在自動化過程中產生的任（rèn）何（hé）空氣鉛塵都會立即被局部（bù）排氣通風係統捕獲，並沉積在HEPA過濾除塵器中。在（zài）BBI的（de）日常（cháng）清潔工作中，通（tōng）過（guò）高效微粒過濾真空吸塵器和濕抹布清除機器人表麵的任何殘留鉛塵。川崎ZX300S機器人（rén）手腕和底座分別為IP67和IP65，並且防塵。
自從取代了他們（men）的舊COS機器（qì），BBI使用更少（shǎo）的工時獲（huò）得更好更一致（zhì）的產品質量。以前操作舊機器的員工現在在電池組裝部門工（gōng）作，允許BBI將更多的工作時間集中在電池組裝的最後階段，並最終提高電池的整體質量。
自動化的製造過（guò）程（chéng）減少（shǎo）了操作人員暴露在鉛（qiān）塵空氣中的中的（de）機會，並減少了其職責所需的重物提升量，從而使工作環境更加安全。一旦所有集成完（wán）成（chéng），BBI預計每天將生（shēng）產400到1000個電池，比自動化前產量增加一倍多。
機器人（rén）自動化也在醫療行業（yè）中扮演著越來越重要的（de）角色。以蛇形機器人為例，他們去（qù）了傳統外科工具不能去的地方。在藥（yào）房裏，機器人去了人類不該去的地方（fāng）。
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