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.



  • Lückenloses Fahrzeug-Tracking

    Lückenloses Fahrzeug-Tracking

    Täglich werden Millionenwerte auf öffentlichen Straßen bewegt. Die scheinbar leichte Beute für Kriminelle zwingt Wert- und Geldtransportunternehmen, die Fahrzeuge entsprechend vor Raubüberfällen zu schützen.

    mehr lesen: Lückenloses Fahrzeug-Tracking

  • Produktionsplanung und -steuerung mit Obeya

    Produktionsplanung und -steuerung mit Obeya

    Für die Produktionsplanung und –steuerung wird in der Lern- und Musterfabrik am TZ PULS in Dingolfing jetzt mit einer Obeya-Kommunikationszentrale gearbeitet. Der große Raum, japanisch Obeya, kombiniert analoge Lean-Methoden mit…

    mehr lesen: Produktionsplanung und -steuerung mit Obeya

  • Datensicherung auf OT ausweiten

    Datensicherung auf OT ausweiten

    Waxar erinnerte am World Backup Day daran, dass regelmäßige Datensicherungen nicht nur für die IT, sondern auch für die OT eine wichtige Präventionsmaßnahme darstellen.

    mehr lesen: Datensicherung auf OT ausweiten

  • Additive Fertigung von keramischen Bauteilen

    Additive Fertigung von keramischen Bauteilen

    Die neue Richtlinie VDI 3405 Blatt 8.1 soll Grundlagen für 3D-Druckverfahren von keramischen Bauteilen vermitteln,

    mehr lesen: Additive Fertigung von keramischen Bauteilen

  • Nach Lockdown: Vorsicht beim Hochfahren von Anlagen

    Nach Lockdown: Vorsicht beim Hochfahren von Anlagen

    Weltweit wurden in Folge der Coronavirus-Pandemie Unternehmen auf der ganzen Welt vorübergehend geschlossen. Nach der Phase des Stillstands bereiten sich nun viele Firmen auf die Wiedereröffnung vor.

    mehr lesen: Nach Lockdown: Vorsicht beim Hochfahren von Anlagen

  • Wirtschaftsleistung sinkt weltweit

    Wirtschaftsleistung sinkt weltweit

    Das Coronavirus stürzt fast die ganze Welt in eine Rezession. Das geht aus der neuesten Umfrage des Ifo-Instituts hervor, an der 1.000 Experten in 110 Ländern teilgenommen haben. Demnach könnte…

    mehr lesen: Wirtschaftsleistung sinkt weltweit

  • Unternehmen oftmals unzufrieden mit der DSGVO

    Unternehmen oftmals unzufrieden mit der DSGVO

    Die Unternehmen der deutschen Informationswirtschaft sind oftmals unzufrieden mit der im Mai 2018 in Kraft getretenen EU-Datenschutz-Grundverordnung (DSGVO). Das zeigt eine Umfrage des ZEW. Demnach überwiegen in jedem zweiten Unternehmen…

    mehr lesen: Unternehmen oftmals unzufrieden mit der DSGVO

  • Crate.io und M&M Software kooperieren

    Crate.io und M&M Software kooperieren

    Crate.io und M&M wollen künftig als Technologiepartner für die IoT-Datenbank CrateDB zusammenarbeiten.

    mehr lesen: Crate.io und M&M Software kooperieren

  • Sick erreicht prognostizierte Ziele für 2019

    Sick erreicht prognostizierte Ziele für 2019

    Sick hat im Geschäftsjahr 2019 seinen Umsatz um 7% auf 1,7Mrd.€ erhöht. Der Auftragseingang lag bei 1,8Mrd.€ (2018: 1,7Mrd.€).

    mehr lesen: Sick erreicht prognostizierte Ziele für 2019

  • Eine App zur Bauteilerkennung

    Eine App zur Bauteilerkennung

    In der Bildverarbeitung kommt künstliche Intelligenz seit langem zum Einsatz. Neuronale Netze erkennen beispielsweise Objekte des alltäglichen Lebens mit einer höheren Genauigkeit wieder als der Mensch. Forscher des Fraunhofer-Instituts für…

    mehr lesen: Eine App zur Bauteilerkennung

  • VDI ZRE veröffentlicht neue Prozesskette und Ressourcencheck

    VDI ZRE veröffentlicht neue Prozesskette und Ressourcencheck

    Durch industrielle biotechnologischen Prozesse ist es möglich, Güter ressourcenschonender und nachhaltiger zu produzieren. Das VDI Zentrum Ressourceneffizienz (VDI ZRE) hat als Online-Tool einen Prozess visualisiert, mit dem sich biotechnologische Verfahren…

    mehr lesen: VDI ZRE veröffentlicht neue Prozesskette und Ressourcencheck

  • Worauf CIOs achten sollten

    Worauf CIOs achten sollten

    Nicht Wachstum, sondern die Sicherung der Unternehmenszukunft steht während der Corona-Pandemie im Fokus der Unternehmen. Das Beratungsunternehmen Gartner hat diesbezüglich acht Maßnahmen identifiziert, die CIOs ergreifen sollten.

    mehr lesen: Worauf CIOs achten sollten