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一、库卡四大核心防撞软件（KRC4/KRC5 控制器，锂电全工序标配 / 选配）

1. Collision Detection（CD 伺服扭矩碰撞检测，免费标配）基于各轴伺服电流 / 扭矩实时监测，锂电专用分段灵敏度，撞击毫秒停机、自动反向回退泄压；区分焊接、压合工艺持续负载冲击，大幅减少电芯、铝壳、焊枪误报警。

2. SafeOperation（SafeRobot 功能安全防撞，付费选配，PLd/SIL3）双通道安全 CPU 冗余校验，整机连杆 3D 包围盒轮廓监控（不止 TCP 单点）；分层设置减速预警区 / 强制停机 STO 禁区，支持动态 IO 切换安全边界、多机器人互锁，兼顾设备防护与人身安全，PACK 密集多机工作站标配。

3. KUKA.Sim 离线仿真全域碰撞检测（配套免费）数字孪生导入电芯、夹具、激光焊头、搅拌摩擦焊 FSW 机头、工装、多机器人模型，自定义 0.3~3mm 安全余量，前置消除 90% 干涉；仿真完成后安全区、碰撞参数一键下发控制柜。

4. KUKA.ForceTorqueControl 六维力控柔性防撞（选配）末端力矩传感器，软包电芯、超薄铝汇流排精密装配专用，区分工艺贴合力与硬撞击，柔性缓冲防刺破、压凹电芯。

二、锂电电子六大细分场景完整应用案例（极片 / 电芯 / 模组 / PACK / 电池壳体 / 电池拆解）

案例 1：软包 / 刀片电芯干燥房上下料（头部动力电池厂，KR AGILUS 洁净机器人）

电芯干燥房机器人工作站

工况痛点

干燥房露点＜-40℃，空间狭小；软包电芯铝塑膜厚度仅 0.12mm，轻微挤压即漏液起火；夹具定位销、料盒边框密集，夹爪极易剐蹭电芯；多垛电芯混流生产，工件尺寸动态变化。

防撞软件组合配置

1. Collision Detection 分段动态灵敏度

• 空载快速移动：高灵敏度（低扭矩阈值），夹爪蹭料盒立刻停机回退；

• 抓取贴合电芯：降低阈值，区分真空吸附压力与撞击，杜绝频繁误停机；碰撞触发自动抬升 Z 轴 20mm 泄压，避免电芯持续挤压破损。

2. SafeOperation 立体安全禁区料盒型腔、干燥机腔体内部设 STO 强制停机区；干燥仓入口设置减速区，TCP 限速≤200mm/s；支持 IO 动态切换安全边界，适配刀片 / 方壳混线换型。

3. KUKA.Sim 离线仿真：完整导入干燥仓、多垛料盘模型，提前优化取放姿态，避开定位销干涉。

落地收益

• 电芯刺破漏液报废率从 1.1% 降至 0；

• 夹爪、料盒碰撞维修频次下降 86%；

• 干燥房无实体护栏，洁净干燥车间占地缩减 28%。

案例 2：双机器人电芯模组堆叠 + 汇流排激光焊接工位（圆柱 / 方壳模组产线，KR CYBERTECH nano）

模组汇流排焊接双机器人

工况

两台库卡六轴机器人协同：一台堆叠电芯、一台激光焊汇流铜排；两台机器人轨迹大面积交叉；激光焊镜头纤细，碰撞直接损毁；铝合金汇流排薄而易变形，模组工装造价高。

防撞方案

1. SafeOperation 多机互锁 3D 共享禁区两台机器人重叠运动区域设置互斥安全区，机器人进入区域输出安全 IO，另一台自动暂停等待；激光镜头、模组定位工装划定永久停机区，整机连杆全轮廓监控，杜绝机械臂侧面撞击镜头。

2. Collision Detection 兜底防护：激光焊头剐蹭汇流排瞬间停机，保护精密光学镜头。

3. 离线仿真同步校验双机运动时序，自动规划无干涉运动路径，新机调试无真机撞机。

改善数据

• 激光镜头月度损坏从 7 支降至 0；

• 机器人互撞故障全年清零；

• 汇流排磕碰变形不良下降 94%。

案例 3：新能源汽车电池包铝合金壳体搅拌摩擦焊 FSW 工作站（KR FORTEC 重载机器人）

电池包壳体搅拌摩擦焊

工况

重载库卡 KR FORTEC 机器人搭载 FSW 搅拌摩擦焊机头，焊接 6 系铝合金电池包壳体；FSW 搅拌头造价数万，撞击直接断裂；铝壳体壁厚 1.5~3mm，撞击凹陷导致气密性失效；工位包含变位机、冷却水路、除尘设备，管线繁杂。

防撞软件分层防护

1. Collision Detection 重载工况优化FSW 焊接下压阶段持续大扭矩，软件自动屏蔽工艺正常负载，仅识别瞬时异常冲击；空载移动段高灵敏度，搅拌头触碰工装毫秒停机。

2. SafeOperation 多层安全区域

• 内层停机区：壳体型腔、变位机旋转范围，闯入立即切断伺服 STO；

• 外层减速区：人工检修通道，自动降速缓冲人机碰撞；轴软限位限制搅拌头 Z 轴下压极限，防止扎穿壳体。

3. KUKA.Sim 完整导入冷却水管、除尘罩模型，提前规划姿态规避管线缠绕撞击。

核心价值

搅拌摩擦焊头损耗成本降低 70%，电池包气密不良率从 2.4% 降至 0.15%。

案例 4：CTP 电池包模组入箱精密装配（一汽大众 PACK 整线，KR QUANTEC 重载机器人）

PACK模组入箱自动化产线

工况

多台 KR QUANTEC 机器人完成重载模组吊装、涂胶、入铝壳体；模组重达 200kg，铝壳体箱体昂贵；工位密集，多台机器人同步作业，工人间歇性人工检修，传统全围栏严重压缩操作空间。

防撞软件配置（SafeOperation 核心应用）

1. 双通道安全级全域防撞机器人大臂、末端夹爪、模组全部建立 3D 包围盒实时监控，区别于普通软件仅检测 TCP 中心点；人员靠近工位自动限速 250mm/s，模组箱体禁区闯入立即安全停机，满足车企 ISO13849 安全认证。

2. Collision Detection 重载自适应算法：自动匹配 200kg 模组负载，区分正常吊装重力冲击与撞击，无频繁误报警。

3. 离线仿真整线多机同步干涉校验，一键下发安全参数至现场 100 + 台机器人。

产线收益

整线取消 60% 实体安全护栏，产线占地面积缩减 32%；模组与箱体碰撞报废完全消除，年节省壳体维修成本超 200 万。

案例 5：软包电芯极耳超声波焊接人机协同工位（KR C4 协作机器人）

工况

库卡协作机器人无围栏作业，工人同步人工补料、更换电芯料盘；极耳铜铝箔厚度仅 0.08mm，轻微撞击断裂，造成电芯短路风险。

防撞软件组合

1. 协作机原生 Collision Detection 低力阈值防撞关节内置扭矩监测，触碰人体、料盘 10ms 轻柔停机，最大冲击力＜15N，保护操作人员与超薄极耳；碰撞后可直接拖拽机器人复位，无需断电重启。

2. KUKA.ForceTorqueControl 力控防撞：超声波焊头贴合极耳时实时监控压力，压力异常立刻抬升，避免压断极耳。

3. SafeOperation 分层限速区，人工操作通道自动降速，双重防撞保险。

应用效果

极耳断裂不良清零，人机安全事故全年 0 起，工位节拍提升 22%。

案例 6：退役动力电池自动化拆解回收（KR QUANTEC 防爆机器人）

工况

废旧电池包存在鼓包、漏液、短路起火风险，拆解工位空间紧凑，铝壳体、模组、线束杂乱；机器人切割、拆解动作复杂，撞击破损废旧电芯极易引发热失控。

防撞软件特殊适配方案

1. Collision Detection 防爆工况优化：提高响应速度，撞击瞬间停机切断动力，防止破损电芯短路起火；

2. SafeOperation 隔离禁区：切割刀具、高压模组区域划定强制停机区，限制机器人高速冲击；

3. 离线仿真模拟杂乱废旧电池位姿，提前规划避障轨迹，降低拆解碰撞风险。

安全收益

拆解过程电芯破损起火风险大幅降低，满足动力电池回收工厂防爆安全规范。

三、库卡防撞软件适配锂电行业差异化核心特点

1. 焊接工艺专属扭矩算法，锂电焊装误报警极低Collision Detection 内置电弧、FSW 搅拌摩擦焊、超声波焊负载滤波算法，可过滤焊接持续压力、电弧推力带来的正常扭矩波动，相比日系机器人，激光焊、搅拌摩擦焊场景误停机减少 60% 以上。

2. SafeOperation 双通道硬件安全，适配 PACK 多机密集产线双独立安全 CPU 冗余校验，整机 3D 连杆轮廓检测，解决锂电多机器人交叉作业侧面碰撞漏检痛点，是车企大型 PACK 整线标配安全防撞方案，可直接通过欧美新能源工厂安监认证。

3. 重载 / 洁净 / 防爆多机型防撞参数预制模板KRC 控制器内置锂电专用参数库：干燥房洁净机型、FSW 重载焊接、PACK 重载吊装、防爆拆解四大场景预制灵敏度，现场调试无需反复测算扭矩阈值。

4. KUKA.Sim 仿真与安全功能深度打通离线端可完整绘制、校验 SafeOperation 分层安全区、碰撞检测参数，仿真无干涉后一键同步至现场控制柜，上百台机器人整线批量下发，大型锂电工厂换型调试效率提升 70%。

5. 软硬分层方案，适配不同产线预算

• 中小型电芯厂：免费标配 Collision Detection 基础防撞，满足单机上下料、单机焊接防护；

• 头部车企 PACK 整线：选配 SafeOperation 功能安全防撞，实现多机互防、人机共线、合规减护栏；

• 精密软包电芯装配：叠加六维力控柔性防撞，保护超薄铝塑膜、极耳。

四、库卡防撞软件锂电场景分工对照表

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