Mehr Sicherheit und Prozesskontrolle: Werkerführung in der Batteriefertigung

0:000:00

Der Zusammenbau einer Batterie ist komplex und erfordert viel manuelle Arbeit.
Der Zusammenbau einer Batterie ist komplex und erfordert viel manuelle Arbeit. – Bild: ©xiaoliangge/stock.adobe.com

Zentrale Herausforderungen der Batteriefertigung sind die normgerechte Dokumentation und die Einhaltung strenger Sicherheitsrichtlinien. In der Montage sicherheitskritischer Komponenten wie Hochvoltbatterien hat technische Genauigkeit höchste Priorität. Darüber hinaus muss jeder Arbeitsschritt nachvollziehbar dokumentiert und dauerhaft prüfbar sein – auch, um im Bedarfsfall Rückrufaktionen koordinieren zu können. Gleichzeitig sehen sich Hersteller unter hohem Innovationsdruck konfrontiert: Neue Technologien, wechselnde Ressourcen und kürzere Entwicklungszyklen verlangen eine flexible und anpassungsfähige Fertigung. Produktionsprozesse müssen dabei skalierbar bleiben, ohne die Qualität oder Sicherheit zu gefährden. Digitale Tools wie Projektionssysteme, smarte Werkzeuge und deren Tracking-Funktionen unterstützen hier und bilden eine Datenbasis für die Qualitätssicherung sowie die richtlinienkonforme Dokumentation.

Manuelle Arbeitsschritte dokumentiert

Mit diesen Tools entsteht eine Schnittstelle zwischen der digitalen und der analogen Welt im Montageprozess. AR-basierte Projektionen unterstützen Mitarbeitende visuell bei der manuellen Ausführung und helfen, Arbeitsschritte korrekt auszuführen. Gleichzeitig fließen alle relevanten Prozessdaten über das Werkzeugtracking direkt zurück in ein digitales Modell.

Diese bidirektionale Vernetzung ermöglicht eine lückenlose Überwachung und Echtzeit-Dokumentation aller sicherheitskritischen Schritte. Das ist eine Grundvoraussetzung für belastbare Nachweisketten und die Einhaltung regulatorischer Vorgaben. Darüber hinaus werden die erfassten Daten in einem Cloud Data Lake gespeichert, wo sie für weiterführende Analysen zur Verfügung stehen – etwa zur Identifikation wiederkehrender Fehlerquellen oder zur kontinuierlichen Prozessverbesserung mithilfe KI-gestützter Auswertung.

Schweißen von Kathoden und Anoden

Schweißverbindungen von Anoden und Kathoden der Batteriezelle müssen robust und korrekt ausgeführt sein, um Erschütterungen und Temperaturschwankungen im Betrieb standzuhalten. Hier unterstützen smarte Werkzeuge und Tooltracking bei der Qualitätssicherung. Während der laufenden Produktion werden kritische Parameter wie Schweißstrom oder Flammenfarbe erfasst und geben Hinweise auf mögliche Unregelmäßigkeiten. Ergänzend prüft eine Bilderkennungssoftware die Schweißnähte automatisch und identifiziert fehlerhafte Stellen.

Für die anschließende Nachbearbeitung erhält das Fachpersonal visuelle Unterstützung: Dynamische Laser- und Videoprojektionen zeigen an, an welcher Position der Batteriezelle die betroffene Schweißnaht liegt. So wird die Fehlersuche vereinfacht und die Nacharbeit effizienter.

Brandschutzschaum fehlerfrei auftragen

Auch beim Aufbringen von Flammschutzmaterial unterstützt die Technologie. In diesem Prozess werden die Batterien mit einem wärmeleitfähigen Schaum versehen, der im Ernstfall auch als Brandschutz wirkt. Aufgrund des Applikationsverfahrens kann es jedoch zu Unregelmäßigkeiten wie Lunkern oder Blasen kommen, die im Nachgang manuell ausgebessert werden müssen.

Der Laserprojektor projiziert die Positionen zur Nachbearbeitung auf die Batterieoberfläche.
Der Laserprojektor projiziert die Positionen zur Nachbearbeitung auf die Batterieoberfläche. – Bild: Extend3d GmbH

Ein kamerabasiertes Prüfsystem erkennt fehlerhafte Stellen automatisch und übergibt deren genaue Position an das Assistenzsystem. Am Nacharbeitsplatz zeigt ein Videoprojektor dem Fachpersonal diese auf dem Bauteil an. Korrekturen werden in Echtzeit visuell zurückgemeldet. Dieser interaktive Ablauf unterstützt die Kontrolle, sichert die Abarbeitung fehlerhafter Stellen ab und dokumentiert den Nacharbeitsprozess im System.

Dokumentieren und anpassen

Um die Leistungsfähigkeit und Präzision von Schweißrobotern kontinuierlich zu überprüfen, kommen Testläufe mit speziell vorbereiteten Dummy-Batterien zum Einsatz. Diese werden nach definierten Vorgaben teilbestückt und durch die Anlage geführt, um repräsentative Prüfergebnisse zu erzeugen. Eine Kombination aus AR-Projektion und Echtzeit-Tracking hilft hier bei der Dokumentation des gesamten Ablaufs: Jede Zelle wird eindeutig gekennzeichnet, ihr Einbau, ihre Entnahme und die Zuordnung zum jeweiligen Roboter exakt erfasst. Nach dem Testlauf erfolgt die Fehleranalyse im Labor. Durch die eindeutige Rückverfolgbarkeit lässt sich jedes Ergebnis exakt der Schweißstation und dem betreffenden Roboter zuordnen. Auffälligkeiten können analysiert und die Einstellungen der Maschinen datenbasiert angepasst werden.

Fazit

Der Nutzen der beschriebenen Systeme liegt in der Fehlervermeidung sowie in der kontinuierlichen Erfassung und Analyse aller relevanten Prozessdaten und stellt die Voraussetzung für nachhaltige Qualitätssicherung und rechtssichere Dokumentation dar.



  • Produktionsplaner verdienen am meisten

    Produktionsplaner verdienen am meisten

    Gehalt, Jobchancen, persönliche Talente: Bei der Wahl des Ausbildungsberufs müssen junge Menschen vieles beachten. Eine Auswertung des Instituts der deutschen Wirtschaft (IW) zeigt, welche Berufe für junge Fachkräfte am vielversprechendsten…

    mehr lesen: Produktionsplaner verdienen am meisten

  • MGM Technology Partners übernimmt Clientis

    MGM Technology Partners übernimmt Clientis

    MGM Technology Partners übernimmt die Clientis AG aus dem bayerischen Moosburg. Der SAP-Spezialist arbeitet für Großunternehmen sowie Mittelständler u.a. aus dem Maschinenbau und der Bekleidungsindustrie.

    mehr lesen: MGM Technology Partners übernimmt Clientis

  • AIM-Trendbarometer: AutoID auf gutem Weg

    AIM-Trendbarometer: AutoID auf gutem Weg

    85 Prozent der im AIM-D organisierten AutoID-Anbieter haben für das 1. Halbjahr 2021 eine verbesserte oder gleichgebliebene Geschäftsentwicklung ihrer Märkte gegenüber dem vorangegangenen Halbjahr gemeldet. Das hat der Branchenverband AIM-D…

    mehr lesen: AIM-Trendbarometer: AutoID auf gutem Weg

  • Wenn Roboter Batterien recyceln

    Wenn Roboter Batterien recyceln

    Ausgediente Batterien von Elektroautos enthalten Rohstoffe, die weiterhin nutzbar sind. Um sie recyceln zu können, entwickelt ein Forschungsteam vom Zentrum für Digitalisierte Batteriezellenproduktion (ZDB) am Fraunhofer IPA eine Roboterzelle mit…

    mehr lesen: Wenn Roboter Batterien recyceln

  • Etwas weniger Materialmangel in der Industrie

    Etwas weniger Materialmangel in der Industrie

    70,4 Prozent der Industrieunternehmen in Deutschland haben nach Angaben des Ifo Instituts im Oktober über Materialmangel geklagt. Im Vergleich zum Vormonat hat sich dieser Wert leicht verbessert, doch die Unternehmen…

    mehr lesen: Etwas weniger Materialmangel in der Industrie

  • Industrie Informatik ernennt Andreas Brinks zum Head of Consulting

    Industrie Informatik ernennt Andreas Brinks zum Head of Consulting

    Als Head of Consulting ist Andreas Brinks seit Oktober für die Abwicklung von Kundenprojekten verantwortlich.

    mehr lesen: Industrie Informatik ernennt Andreas Brinks zum Head of Consulting

  • Eine Organisation für herstellerunabhängige Automatisierung

    Eine Organisation für herstellerunabhängige Automatisierung

    Mit der UniversalAutomation.Org hat eine neue Non-Profit-Organisation ihre Arbeit aufgenommen. Zielsetzung der Organisation ist es, eine herstellerunabhängige Automatisierung zu ermöglichen.

    mehr lesen: Eine Organisation für herstellerunabhängige Automatisierung

  • USA sind Top-Angriffsziel, Deutschland auf Platz 5

    USA sind Top-Angriffsziel, Deutschland auf Platz 5

    Deutschland gehört weltweit zu den Top-5-Zielen, wenn es um Ransomware-Angriffe geht. Dies hat eine Analyse des Verschlüsselungsclouddienstes NordLocker ergeben. Der Großteil der untersuchten Angriffe richtet sich allerdings gegen US-Unternehmen.

    mehr lesen: USA sind Top-Angriffsziel, Deutschland auf Platz 5

  • Führungswechsel bei SAS Deutschland

    Führungswechsel bei SAS Deutschland

    Helene Lengler tritt die Nachfolge von Annette Green an und wird Managing Director bei SAS Deutschland. Mit dem Führungswechsel sollen auch die Organisationen im DACH-Raum neu strukturiert werden.

    mehr lesen: Führungswechsel bei SAS Deutschland

  • Wieder mehr Kurzarbeit in der Industrie

    Wieder mehr Kurzarbeit in der Industrie

    Gegen den allgemeinen Trend hat die Kurzarbeit in der Industrie wieder zugenommen. Grund dafür sind die aktuellen Lieferengpässe bei den Vorprodukten.

    mehr lesen: Wieder mehr Kurzarbeit in der Industrie

  • SPS findet als 2G-Veranstaltung statt

    SPS findet als 2G-Veranstaltung statt

    Nachdem die Corona-Ampel in Bayern auf rot gesprungen ist, gilt für Veranstaltungen nun die 2G-Regel. Somit findet auch die SPS Ende November unter 2G-Bedingungen statt.

    mehr lesen: SPS findet als 2G-Veranstaltung statt

  • Lazarus entwickelt Fähigkeiten für Supply-Chain-Angriffe

    Lazarus entwickelt Fähigkeiten für Supply-Chain-Angriffe

    Kaspersky-Forscher haben bei Lazarus verstärkte Angriffsfähigkeiten auf Lieferketten identifiziert. Des Weiteren setzt die Advanced-Persistent-Threat(APT)-Gruppe nun das plattformübergreifende MATA-Framework für Cyberspionage-Ziele ein.

    mehr lesen: Lazarus entwickelt Fähigkeiten für Supply-Chain-Angriffe