实现无人、高效、精准生产，深圳众为成功研发全自动数智化焊接产线

在结束不久的全国两会上,氢能再次受到多位全国人大代表、政协委员的关注,成为两会热议话题。近年来,国家和各省市纷纷制定氢能产业发展政策,当前市场应用最成熟的氢燃料电池汽车行业关键技术不断突破,行业逐渐迈入量产阶段的同时,专业产线的研发与建设也初见成果。

近日,记者走进骥翀氢能子公司深圳众为氢能科技有限公司(以下简称“深圳众为”)的生产线,整齐有节奏的机器运作声中,机械臂正在精准抓取、投放金属极板至不同工位,各工位循环不间断作业,配合有序,展现了先进的全自动数智化生产模式。

深圳众为全自动数智化焊接产线

深圳众为总经理王力表示:“目前氢燃料电池行业中,金属双极板的焊接多数是单工位自动化,人工放取物料,一条产线需要8~10个工人,不仅效率很慢,而且定位精度也不高,而我们的产线不仅不需要人工,还能提升效率1倍以上。”

一条产线节省8~10个人力成本,效率提升1倍

金属双极板焊接是氢燃料电池电堆生产过程中的重要环节之一,对电堆功率和成本都有重要影响。深圳众为是中国最早的工业激光从业团队之一,曾承担国家“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项子课题等项目,自2010年起进入燃料电池领域,将激光焊接技术成功应用于氢燃料电池金属双极板加工,实现了我国在该领域“从零到一”的突破。

目前,深圳众为是我国唯一的燃料电池金属板激光焊接专业企业,拥有全套自主工艺与装备的知识产权,实现了全自主国产化,所开发的金属双极板焊接技术能够提升电堆功率30%。

“焊接工艺达到了国际先进水平,但产线还停留在半自动化,因此,我们一直在思考如何才能提高产能,以适应氢燃料电池行业的产业化进程。”王力说道。

燃料电池汽车为新型产业,近几年才逐步进入产业化,目前正处于市场验证阶段,尤其是商业化程度最高的氢燃料电池汽车行业,在经济社会乐观情绪不断上升的2023年,行业普遍预测燃料电池汽车年交付量有望达到2万台。

然而,在金属双极板的焊接环节,行业中还普遍停留在单工位自动化阶段,一条生产线需要8~10个工人操作,不仅效率低下,而且不能保证产品一致性,难以适应即将到来的大规模量产需求。

骥翀氢能看到了这一需求,依托于深圳众为早期在装备方面的技术储备以及前期规划,于2022年启动全自动数智化产线的研发,从方案到具体的电气控制、软件编写,再到生产组装、调试全部自主完成。

深圳众为全自动数智化焊接产线领先于单工位自动化产线的优势在于,能够实现从取料、焊接到焊接后特殊工艺处理,包括各环节间的传动全部做到自动化。值得一提的是,不同工位间的传动采用的是高速磁悬浮技术,定位精度非常高,能够达到微米级。

高速磁悬浮技术实现高精度传送

除了全自动之外,数智化也是深圳众为产线的另一大领先之处。不同于传统的离线检测,需要将生产好的产品统一运送到检测处进行质量鉴定,深圳众为产线借助传感器和人工智能技术,配合视觉系统,能够实现在生产过程中,对产品质量、缺陷进行在线检测和辨别,从而在生产完成的同时,进行良品分类,高效便捷,并且规避人为操作的主观因素,保证了产品的一致性。

下一步力争打造全工序电堆数智化生产线

据了解,深圳众为全自动数智化金属双极板激光焊接产线在国内外都不多见,算得上是行业中的一项“创举”,一经落地应用,价值渐显。

作为新兴产业,氢燃料电池的产品需要不断升级,相应的装备产线要能够兼容工艺的升级,而外部工艺配合紧密度有限,可能影响产品生产和研发进度。因此,深圳众为自有产线的开发加速了骥翀氢能的产品迭代,同时实现了低投入,高效率生产。

同时,对于处在量产前期的氢燃料电池全行业来说,国产全自动数智化产线的出现和投入应用,不但进一步实现了自主化制造,并且提振了商业化的信心,为氢燃料电池的大规模批量化生产提供了保障。

另外,氢燃料电池最为成熟的应用市场为汽车,汽车区别于其他行业的重要特点即“安全第一”,产品的一致性是安全的重要保证之一。进入汽车领域后,如果氢燃料电池的生产还按照原来的半自动生产方式,将会出现大量安全质量问题,由此可能导致的汽车事故所造成的损失无法估量。因此,深圳众为提早进行全自动数智化生产的摸索,在满足汽车行业大批量生产的同时,保证了产品一致性,将为氢燃料电池行业起到示范作用,迎接氢燃料电池汽车规模化生产的到来。

深圳众为公司展厅

下一步,深圳众为全自动数智化产线将应用于骥翀氢能位于河南新乡的生产基地,与涂层产线、电堆装配产线组装,共同组建成为当前行业中工序长度领先的氢燃料电池电堆全自动数智化生产线。

王力表示:“电堆生产制程长,部分工序会对批量生产的质量产生重要影响,未来,我们将不断对这些关键工序进行工艺升级和装备开发,打破量产化的瓶颈,实现电堆生产全过程的自动化和数智化。”(撰稿:宋佳)