Im Jahr 2016 fiel beim Automobilzulieferer Webasto die Entscheidung, das Produktportfolio zu erweitern. Neben dem Kerngeschäft mit Dach- und Thermosystemen produziert der Automobilzulieferer nun auch Ladelösungen und Batteriesysteme für elektrifizierte Fahrzeuge jeglicher Art. Zur Fertigung des variablen Angebots an Batteriesystemen wurde in Zusammenarbeit zwischen Webasto und Kuka eine moderne Produktionsanlage für Batteriesysteme gebaut.

Flexible Multi-Product-Line

»Wir besitzen als Weltmarktführer in unserem bestehenden Geschäft Kompetenzen, die vor allem für Lösungen in der Elektromobilität eine wichtige Rolle spielen. Hierzu gehören das umfassende Know-How im Thermo-management, die Integration großer Bauteile in Fahrzeuge und die langjährige Industrialisierungserfahrung«, erklärt Dr. Hartung Wilstermann, global verantwortlich für das Batteriegeschäft bei Webasto

Im WebastoWerk Schierling im Landkreis Regensburg ist die Produktion von Batteriepacks für einen europäischen Bushersteller bereits angelaufen. Als Experte für Automatisierungslösungen sorgte Kuka für die Implementierung und Vernetzung der einzelnen Produktionsschritte und den reibungslosen Fertigungsprozess der Batteriepackproduktion mit einer flexiblen Multi-Product-Line.

Darüber hinaus setzt Webasto seine übergreifende Systemkompetenz ein, um seine Produktwelten effektiv miteinander zu verbinden. Da die Leistungs-fähigkeit von Batterien stark temperaturabhängig ist, haben die Batterien zum Beispiel eine besonders gute Leistung und Lebensdauer. Neben der Fertigung von individuell entwickelten Batterien für seine OEM-Kunden, bietet der Automobilzulieferer auch eine standardisierte und skalierbare Lösung für Nutzfahrzeuge mit dem eigens entwickelten Standard-Batteriesystem an.

Alle 15 Minuten ein fertiges Batteriepack

Jedes Batteriepack durchläuft die systematisch verketteten Produktionsprozesse.

© Kuka

»Die Automobilindustrie befindet sich im größten Wandel Ihrer Geschichte. Das Modellangebot an Elektro- und Hybrid-fahrzeugen erweitert sich drastisch. Die Elektromobilitätsoffensive der Automobilindustrie wirkt sich auch auf die Produktionsprozesse aus: Denn die konventionellen Produktionslinien für Automobile sind nicht auf die Fertigung elektrifizierter Antriebsstränge übertragbar. Anfang 2020 hat Webasto mit der Produktion seiner Standard-Batterien begonnen. Ungefähr alle 15 Minuten wird ein fertiges Batteriepack produziert«, erläutert Dr. Joachim Döhner, Battery Senior Director Global Sales von Kuka, die Situation. Die Kuka-Experten haben dann den komplexen Produktionsablauf geplant, umgesetzt und im Schierlinger Werk integriert.

Die Anlage ist als Multi-Product-Line ausgelegt und ermöglicht die Produktion unterschiedlicher Batterietypen. Jedes Batteriepack durchläuft die systematisch verketteten Produktionsprozesse, die teils manuell, teils automatisiert durchgeführt werden: vom Kitting, der Zusammenstellung der für die Montage einer Batterie benötigten Komponenten, über die Batteriemodulvorbereitung und –vermessung, dem automatisierten Auftrag der Wärmeleitpaste - des sogenannten ‚Gapfillers‘, der Verbindung von Batteriemodulen und dem Batteriegehäuse, der Montage des Battery Management Systems, bis zur Verschraubung des Batteriegehäusedeckels und schlussendlich den End-of-Line-Tests des fertigen Batteriepacks.

Automatisierung mit FTS

Die Batterie ist das Herzstück von Elektrofahrzeugen. Sie besteht aus vielen einzelnen Komponenten und elektronischen Bauteilen. Die Montage und Handhabung erfordern daher eine hohe Präzision auf begrenztem Raum.

Über fahrerlose Transportfahrzeuge (abgekürzt FTF oder AGVs) werden die benötigten Batteriekomponenten in die einzelnen Produktionsstationen transportiert. Dabei dient das AGV auch als eine Art zentraler Supermarkt, indem es in seitlich angebrachten Schubladen beispielsweise Schablonen als Sicherheitsinstrumente und Platzierungshilfe für die manuellen Bearbeitungs-schritte der Werker mitliefert. Die fahrerlosen Transportfahrzeuge übernehmen eine wichtige Rolle bei der Umsetzung der platzsparenden Anlage. In den mobilen Trolleys mit Schubladen transportieren die AGVs neben den Sicherheitsschablonen für die abgesicherte Ausführung manueller Fertigungsschritte, auch einzelne Batterie-Bauteile. So müssen diese nicht irgendwo zwischengelagert werden und stehen automatisch zum benötigten Zeitpunkt direkt am richtigen Ort zur Verfügung. Webasto spart sich somit die Lagerfläche und vermeidet sich kreuzende Materialflüsse in der Produktionslinie.

Predictive Maintenance und Nachverfolgbarkeit durch Datenerfassung und -analyse

Die neue Anlage ist nicht nur platzsparend, sondern auch transparent: sie bietet Webasto den Überblick über Prozessdaten wie Drehmomente, Messwerte von elektrischen Tests sowie Werte zur Überprüfung der Dichtigkeit der einzelnen Module.

Ein weiterer Vorteil der Datenerfassung ist die Nachverfolgbarkeit jedes einzelnen Bauteils, das in den Batteriepacks verbaut wurde. Anhand dieser Zahlen und Kennwerte aber auch anhand von nachverfolgbaren Nutzungs-daten und Zustandsparametern der Produktionsanlage selbst sind vorausschauende und proaktive Vorhersagen über beispielsweise anstehende Maschinenwartungen und damit Predictive Maintenance sowie die Gewährleistung sichergestellt.

Nach Unterlagen von Kuka.