Mehr Sicherheit und Prozesskontrolle: Werkerführung in der Batteriefertigung

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.



  • SAP übernimmt Signavio

    SAP übernimmt Signavio

    SAP übernimmt das Berliner Startup Signavio, einen Anbieter von Business Process Intelligence und Prozessmanagement-Lösungen. Wie der Softwarekonzern mitteilt, wird der Abschluss der Transaktion für das erste Quartal 2021 erwartet, vorbehaltlich…

    mehr lesen: SAP übernimmt Signavio

  • Strukturwandel im Maschinenbau erfolgreich bewältigen

    Strukturwandel im Maschinenbau erfolgreich bewältigen

    „Ich mache mir keine großen Sorgen, dass der Strukturwandel in der Automobilindustrie langfristig zu einem Aderlass im deutschen Maschinenbau führen wird“, betonte ZVEI-Präsident Dr. Gunther Kegel im Rahmen einer Pressekonferenz.

    mehr lesen: Strukturwandel im Maschinenbau erfolgreich bewältigen

  • Mehr Kurzarbeit insgesamt, Rückgang in der Industrie

    Mehr Kurzarbeit insgesamt, Rückgang in der Industrie

    Im Januar waren wieder mehr Menschen in Kurzarbeit. In der Industrie ging die Zahl nach Schätzungen des Ifo-Instituts insgesamt jedoch zurück, wobei es je nach Branche unterschiedliche Entwicklungen gibt.

    mehr lesen: Mehr Kurzarbeit insgesamt, Rückgang in der Industrie

  • Quantenprozessor besser machen

    Quantenprozessor besser machen

    Quantenrechner sollen unter anderem Optimierungsaufgaben lösen, etwa für Produktionsprozesse. Im Verbundprojekt ‘GeQCoS‘ wollen Forscher Konzepte für den Bau eines verbesserten Quantenprozessors entwickeln.

    mehr lesen: Quantenprozessor besser machen

  • Exeon erweitert Geschäftsführung

    Exeon erweitert Geschäftsführung

    Exeon erweitert die Geschäftsleitung um einen Chief Marketing Officer. Gregor Erismann, der die Stelle am 1. Februar 2021 antritt, war zuvor Geschäftsleitungsmitglied und CMO der Digitalagentur Namics.

    mehr lesen: Exeon erweitert Geschäftsführung

  • Roboterdichte erreicht neuen Rekordwert

    Roboterdichte erreicht neuen Rekordwert

    Die Roboterdichte im produzierenden Gewerbe hat weltweit mit durchschnittlich 113 Industrie-Robotern pro 10.000 Mitarbeiter einen neuen Rekord erreicht. Das berichtet die International Federation of Robotics.

    mehr lesen: Roboterdichte erreicht neuen Rekordwert

  • Emotet-Infrastruktur zerschlagen

    Emotet-Infrastruktur zerschlagen

    Die Schadsoftware Emotet hat zu großen Schäden in Unternehmen, Institutionen und Privathaushalten geführt. Nun ist es gelungen, das dahinterstehende Netzwerk zu zerschlagen.

    mehr lesen: Emotet-Infrastruktur zerschlagen

  • Mit digitalem und nachhaltigem Wandel aus der Krise

    Mit digitalem und nachhaltigem Wandel aus der Krise

    Europäische Unternehmen, die sowohl ihre Digitalisierung als auch einen nachhaltigen Wandel vorantreiben, haben laut einer Accenture-Studie bessere Chancen, sich schneller von den Folgen der Covid-19-Pandemie zu erholen bzw. sogar gestärkt…

    mehr lesen: Mit digitalem und nachhaltigem Wandel aus der Krise

  • Maschinen- und Anlagenbau spürt leichten Rückenwind

    Maschinen- und Anlagenbau spürt leichten Rückenwind

    Der Maschinen- und Anlagenbau zieht eine gemischte Bilanz für das abgelaufene Jahr, so das Ergebnis der 9. VDMA-Blitzumfrage zu den wirtschaftlichen Auswirkungen der Corona-Pandemie, an der 575 Mitgliedsunternehmen teilnahmen. Vier…

    mehr lesen: Maschinen- und Anlagenbau spürt leichten Rückenwind

  • PlusServer und GFT kooperieren für das IoT

    PlusServer und GFT kooperieren für das IoT

    Mit der Sphinx Open Online on Pluscloud haben Plusserver und GFT Technologies ihre Kompetenzen im Bereich IoT gebündelt. Einsatzgebiete sind beispielsweise Smart Factories in der Produktion.

    mehr lesen: PlusServer und GFT kooperieren für das IoT

  • ATS erwirbt Lean Scheduling International

    ATS erwirbt Lean Scheduling International

    Mit der Übernahme durch ATS Global wird aus der Lean Scheduling international die ATS Lean Scheduling International.

    mehr lesen: ATS erwirbt Lean Scheduling International

  • Lynx Software Technologies gewinnt Preis

    Lynx Software Technologies gewinnt Preis

    Lynx Software Technologies gibt bekannt, dass Lynx Mosa.ic im Rahmen der IoT Breakthrough Awards zur ‚IoT Security Platform of the Year‘ gekürt wurde.

    mehr lesen: Lynx Software Technologies gewinnt Preis