動力電池回收能夠對鋰電池進行梯次利用,實現資源的循環再利用。動力鋰電池拆解回收過程中,涉及到了電池包拆解、模組搬運與拆解、極柱銑削等關鍵步驟。傳統的人工拆解和搬運方式存在效率低、強度大、存在安全隱患等問題。
為了應對動力電池退役高峰的到來,一家大型廢棄資源循環再生企業布局了自動化動力電池回收產線。在該產線上,梅卡曼德的AI+3D視覺技術也起到了關鍵作用,3D視覺對電池包、模組、busbar、端板定位,引導機器人逐步完成拆解工序。AI算法能夠兼容幾十種不同品規的電池包和模組,拆解新的電池產品無需進行任何產線改造,產線拆解效率、柔性得以大幅提高。
超大電池包輕松拆解、搬運

新能源汽車動力電池包
拆解電池包,是動力電池回收的第一步。每個電池包重達上百公斤,由數十個模組組成,而每個模組也重達幾十斤,上面遍布了幾百顆螺絲。因為要對電子元器件及電池單元進行再利用,所以工人們需對電池包進行精細拆解。但由于螺絲太多、線束太復雜,平均一名工人一天只能拆解2-3個電池包。市場上不同品牌和型號的動力電池包結構各異,當新的電池包來到產線上,工人們要針對性地進行學習。
在這家企業的退役動力電池柔性智能拆解產線上,引入了梅卡曼德AI+3D視覺、深度學習等技術,讓機器人能夠完成自主感知、自主規劃、自主決策、自主學習,完成拆電池包、搬模組、拆模組、極柱銑削等一系列工作。

在電池包拆解工位,梅卡曼德為客戶選擇了大視野3D相機Mech-Eye LSR L和高精度結構光3D相機Mech-Eye?PRO S,完成電池包定位、螺釘拆解和模組搬運。LSR L具有高精度、大視野、抗環境光等優勢,能夠提供3000×2400@3.0m的視野范圍。通過固定安裝的LSR L對電池包拍照,3D視覺系統能夠識別和定位電池包邊緣輪廓,為螺釘拆解和模組搬運提供必要的視覺信息。

模組搬運環節
PRO S具有高精度、抗反光、安裝靈活等優勢。在定位到電池包的具體位置后,PRO S對待拆點位依次拍照,3D視覺系統獲取到PRO S提供的高精度點云數據后,計算生成螺釘拆解位置,引導機器人完成螺釘拆解。3D視覺提供的視覺信息包含了螺釘不同的角度和姿態,可以用來指導末端執行器及時調整作業角度和力度。當電池包上所有螺釘拆解完畢后,再通過PRO S對模組局部特征進行定位,引導機器人對電池包內的模組進行搬運。微米級工業3D相機,精準銑削

通過機器人、輸送線等設備,從電池包拆解下來的模組轉運到模組拆解工位。在這一工序,需要完成busbar銑削、極柱銑削、端板切割等工序,從而將電芯單元和模組分離。更為精準的銑削能夠避免對電池造成損傷,減少短路和電解液泄漏的風險,也有助于更高效地回收有價值的材料,減少資源浪費。

針對該工序的痛點需求,梅卡曼德為客戶選配了Mech-Eye UHP-140微米級高精度3D相機。UHP-140精度超高,安裝靈活,可隨機器人運動到任意位置完成拍照任務。這一工序有粗銑和精銑兩個工位,在粗銑工位,3D視覺系統先定位模組,再對busbar精準定位,引導機器人攜帶銑刀對電芯之間的連接片依次銑削,由輸送線傳送至下一工位。

精銑工位:對電芯極柱焊點進行銑削并切割端板
在精銑工位,3D視覺系統對粗銑完的模組進行定位,再對電芯極柱及連接焊點進行高精度定位,引導機器人攜帶銑刀對焊點進行銑削。支持電芯極柱進行高度檢測,避免銑削過度造成漏液風險,當極柱高度低于臨界值時,對異常情況報警。隨后,機器人切換刀具,3D視覺對模組側面定位,引導機器人完成側面端板切割。
先進AI技術,提升拆解回收效率

在動力電池柔性智能拆解產線上,梅卡曼德充分發揮了AI技術優勢。AI抗反光成像算法能夠大幅提升對于高亮反光物體的成像效果,輕松應對電池包螺絲孔反光、busbar反光、模組端板反光等工況,克服工件表面銹跡、油污、復雜痕跡的干擾,精確地提取物體表面細微特征,生成高分辨率、低噪點的3D點云數據。為視覺軟件提供更精準的數據支撐,提高機器人工作站對復雜工件的處理能力,提升退役電池回收效率。

busbar3D點云

模組3D點云
通過AI柔性兼容技術對電池包、電池模組、螺釘等進行數據采集、標定和訓練,梅卡曼德協助客戶訓練出了能兼容不同品牌和型號電池包的柔性智能拆解模型。當不同的電池包來到拆解產線,機器人可以自適應產品并調用相應的拆解工藝,不用再像人工拆解一樣,花時間進行培訓。梅卡曼德簡單易用的機器視覺軟件在提升拆解效率方面也發揮著重要作用,Mech-Vision整合了通信配置、相機標定、工件識別、路徑規劃等功能,軟件采用了圖形化界面、多功能步驟整合、快速識別組件,結合豐富的學習資源,客戶可以快速完成智能機器人應用部署。

Mech-Vision圖形化機器視覺軟件,簡單易用
隨著新能源汽車動力電池報廢高峰期的到來,通過機器人、AI、機器視覺等先進技術打造智能柔性的拆解產線,能夠大幅提高廢舊電池拆解的效率和安全性。從而促進新能源全生命周期價值鏈循環,降低對原生礦產資源的依賴。除了動力電池拆解,梅卡曼德的3D視覺技術還廣泛應用于動力電池生產和新能源汽車制造的多個工藝環節,包括電芯搬運、模組搬運裝配、PACK搬運等。此外,在新能源汽車生產中涉及的沖壓、焊接、總裝和壓鑄等工藝中,梅卡曼德AI+3D技術也有著廣泛應用。梅卡曼德希望通過不斷開拓智能機器人應用邊界,推動各行各業智能化、柔性化升級。