電動汽車因安靜平穩、使用綠能有助減碳、降低維修與維護成本，已是未來交通運輸的趨勢主流。據估計，目前全球已有超過 2,700 萬輛，充電式混合動力汽車與電動車在路上行駛。
多數大型國家計畫在 2030-2035 年，減少內燃機車型登記數量，所以上述數字可望再大幅增加。KUKA很早就意識到電動車產業的潛力，自2014 年以來，持續改良產品組合，以因應汽車電子元件製造業的特殊需求。
眾所周知，電動車一旦沒有電池，等於人類沒有心臟。然而，大家可能不知道，電動車的電池在製造過程，因電池模組電連接時會產生極高壓，危險性相當高。KUKA 與德國當地系統整合商合作，開發出連接高壓電池模組安全高效的解決方案。
位於德國利勃海爾齒輪加工技術公司，透過應用機器人輔助設計，可以提供電動車製造商與其供應商，實現更安全與更高的生產力。
機器人輔助設計 高壓電池組裝自動安全
連接高壓電池模組的過程本身是由兩架 KR CYBERTECH nano ARC HW 負責，將電池製造過程的安全性與效率提升到全新水準。高壓電池蘊藏巨大能量，對車輛的續航力與充電時間有重大影響。高壓電池由多個模組構成，模組間相互電氣連接，進而構成電池組。
當電氣連接後，這些電池系統可輸出 400 - 800 伏特的直流電壓，然而，由於接觸面裸露，用於建立連接的匯流排對員工會造成安全風險。因此，製造商改用插拔式模組連接器。
德國KOSTAL Kontakt Systeme GmbH在機器人輔助設計下開發一種新製程，用於軟電纜插拔式模組連接器的自動化組裝。KOSTAL 的插拔式模組連接器，非常靈活且具絕緣效果，可以防止人員意外觸電。即便電纜具高彈性，仍能自動插入--兼具所需的靈活性與必要的循環時間。
巧用空心軸機器人 電動車領域技術創新
每個工作單元內有兩部 KR CYBERTECH nano ARC HW 負責處理插接過程。平時這些空心軸機器人常用在弧形焊接。不過它們機身緊緻、作用範圍大、腕部軸可做為電纜導管等優點，使它們搖身一變成為本案插接應用的完美選擇。
開發團隊還選用套裝軟體 KUKA.RoboTeam。這套軟體可使兩部到多部機器人同步協作。軟體可以使機器人即時對照程式並運動，因此，即使是連接軟性零件等複雜過程也不成問題，絕對是電動車技術領域的創新。
為滿足汽車產業多方面的要求，例如：循環時間、數量、品質與生產成本，電池製造過程中的大部分技術流程已經完全自動化。此外，專業工作者的短缺也進一步推動自動化趨勢，因為願意承擔單調、體力負擔高、任務要求高的專業人員越來越少。
安全性在這裡非常重要，這裡所處理的是高壓觸點，因此必須防止意外接觸。類似插座，它的觸點受到保護，防止手指意外碰觸。不同的是，車輛中的連接器會受到振動與溫度高低影響。
軟電纜插拔式模組連接器與匯流排螺絲連接相比有更多優勢，更容易組裝，因為只需將連接器與配對件相互連接、可以吸收車輛移動時的振動、減少因磨損導致接觸不良的情況、日後更換電池模組時前者的設計也有優勢，如二次使用或回收電池組模組時。但也並非全無侷限，因為電纜是軟的，即使施加的力量與力矩很低也易變形。
KUKA同步技術 機械手正確安裝軟曲件
使用機器處理軟性零件仍是當前組裝任務中的主要挑戰，例如機器人很難抓住會向不同方向扭曲的彈性電纜。因此以 KR CYBERTECH nano ARC HW 出發，開發出可從泡殼中取出電纜的一款特殊夾爪。
由於泡殼裡的電纜，事先沒有精確定位放置，故用 2D 攝影機去準確找到高彈性軟電纜上的夾持位置，再將電纜末端的模組連接器，精確定位在連接器對應件上方。如此，在 2D 攝影機輔助下，機器人便可精確抓住並插入高壓電池的軟零件。
由於連接器必須小心處理，因此將插接過程去耦，以確保順利運行。一個彈簧組負責控制傳輸到連接器與連接器位置保證（CPA）的力。接著，氣缸將連接器壓入連接器配對件中。此時，這個彈簧組件會受到加壓，當力矩達到70 牛頓米時，就會觸發終端位置感應器。同時，彈簧承載的鎖定銷，將 CPA 向下推。使 CPA 鎖定、連接器牢靠插入，夾爪便可再次向上移動。
相較其他自動化專業供應商的作法，解決軟電纜插接過程的問題，Liebherr-Verzahntechnik GmbH刻意不用試誤法，只因每個動作必須一次到位，新技術需符合量產所需且能滿足循環時間上的嚴格要求。實作結果證明交出11秒佳績，系統循環時間比規定的17秒更短，非常有效。
對的機器人搭配對的軟體 靈活經濟高效
自動化製程中採用了 KR CYBERTECH nano ARC HW。這款靈活、經濟高效的工業機器人，專門在處理小型組件、觸及一般難以觸及的插接位置、保護不受靜電、充電或放電風險 (ESD) ，非常適合處理敏感電子元件。使用在空間有限的機器人工作單元中，結構修長的KUKA機械手臂可以充分利用狹小空間。
每個電池的製造步驟與過程，用 KUKA smartPAD 手持設備，都可追蹤與控制。Liebherr-Verzahntechnik GmbH利用軟體 KUKA.RoboTeam 使兩支機器手能像人類手臂一樣，在主控制器-從站-運作模式下完美合作。如此，機器人可以處理不同的電纜長度與插接位置並補償位置公差。
內建影像識別系統有助確定插槽的確實位置，這項解決方案可用於電接觸，也可用於電池生產中的其他彈性組件，例如：電池管理系統（BMS）與電池管理控制器（CMC）間的資料線自動插接等。
電池驅動電動車發展 高自動化無可替代
KUKA電子產品全球業務發展經理 Martin Klaus 指出，汽車業只有在自動化協助下才能在未來保持競爭力；同時負責汽車電子部門的 Klaus 強調：「由於電池驅動電動車的發展趨勢與車輛技術的不斷進步，汽車中複雜電子元件的數量與種類正不斷明顯增加。」Klaus 認為，包括變流器、電動馬達、顯示器、攝影機與控制單元等元件，「都只能以高度自動化的方式製造，才能達到所需的品質與數量。」
