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.



  • Kurzarbeit: Unternehmen wollen vorbereitet sein

    Kurzarbeit: Unternehmen wollen vorbereitet sein

    Etwa 55 Prozent der deutschen Unternehmen haben Kurzarbeit angezeigt. Darunter nicht nur Firmen, die stark von der Pandemie betroffen sind. Das geht aus einer Umfrage des Instituts der deutschen Wirtschaft…

    mehr lesen: Kurzarbeit: Unternehmen wollen vorbereitet sein

  • Arbeitsmarktbarometer sinkt auf Tiefststand

    Arbeitsmarktbarometer sinkt auf Tiefststand

    Mit einem Stand von 93,5 Punkten weißt das IAB-Arbeitsmarktbarometer den niedrigsten Wert seit seiner erstmaligen Erhebung im Jahr 2008 auf.

    mehr lesen: Arbeitsmarktbarometer sinkt auf Tiefststand

  • KI und ERP für verbesserten Service

    KI und ERP für verbesserten Service

    Durch die Kooperation zwischen Proalpha und Empolis können Unternehmen ihren Servicemitarbeitern Wissen kontextsensitiv zur Verfügung stellen. Konkret wird Empolis Service Express in das ERP-System von Proalpha integriert.

    mehr lesen: KI und ERP für verbesserten Service

  • Handel mit China stark beeinträchtigt

    Handel mit China stark beeinträchtigt

    Zwar konnten die deutschen Elektroexporte im Februar 2020 mit einem Volumen von 16,7 Milliarden Euro noch ein leichtes Plus von 0,8 Prozent im Vergleich zum Vorjahresmonat verzeichnen. Jedoch gingen die…

    mehr lesen: Handel mit China stark beeinträchtigt

  • Ein FTS für kleine Unternehmen

    Ein FTS für kleine Unternehmen

    In einem gemeinsamen Forschungsprojekt wollen das Startup Flexlog und das IPH – Institut für Integrierte Produktion Hannover ein besonders günstiges und flexibles Fahrerloses Transportsystem entwickeln, das noch dazu ganz einfach…

    mehr lesen: Ein FTS für kleine Unternehmen

  • Schneider Electric: Umsatz um 6,4 Prozent rückläufig

    Schneider Electric: Umsatz um 6,4 Prozent rückläufig

    Schneider Electric hat im ersten Quartal des Geschäftsjahres 2020 einen Umsatz in Höhe von 5,8Mrd.€ erzielt. Das ist ein Rückgang von 6,4% gegenüber dem Vorjahresquartal.

    mehr lesen: Schneider Electric: Umsatz um 6,4 Prozent rückläufig

  • Kontaktstelle für die Sicherstellung von grenzüberschreitenden Lieferketten

    Kontaktstelle für die Sicherstellung von grenzüberschreitenden Lieferketten

    Mit einer Kontaktstelle zur Sicherstellung in den Lieferketten hat das Bundeswirtschaftsministerium eine zentrale Anlaufstelle für Unternehmen eingerichtet.

    mehr lesen: Kontaktstelle für die Sicherstellung von grenzüberschreitenden Lieferketten

  • Kurzarbeit bei der Hälfte der Unternehmen

    Kurzarbeit bei der Hälfte der Unternehmen

    In der Coronakrise fahren 50 Prozent der deutschen Unternehmen Kurzarbeit, 18 Prozent wollen Jobs abbauen. Das ist das vorläufige Ergebnis der neuesten Umfrage des Ifo-Instituts im April.

    mehr lesen: Kurzarbeit bei der Hälfte der Unternehmen

  • Software-Erweiterung bei Renesas

    Software-Erweiterung bei Renesas

    Renesas Electronics veröffentlicht ein neues Update seines Flexible Software Package (FSP) für die 32Bit-Arm-Cortex-m-Mikrocontroller (MCUs) der RA-Familie.

    mehr lesen: Software-Erweiterung bei Renesas

  • IG Metall bietet Hilfestellung für Betriebsräte

    IG Metall bietet Hilfestellung für Betriebsräte

    Die IG Metall hat ein Eckpunktepapier verabschiedet, das Betriebsräten bei der Umsetzung von Gesundheitsschutzmaßnahmen im Betrieb unterstützen soll.

    mehr lesen: IG Metall bietet Hilfestellung für Betriebsräte

  • Wo steht die IT-Sicherheit?

    Wo steht die IT-Sicherheit?

    Cyberangriffe nehmen nicht nur zahlenmäßig, sondern auch in ihrer Raffinesse zu. Allerdings beeinträchtigt der IT-Fachkräftemangel viele Unternehmen bei der Umsetzung von IT-Sicherheitsmaßnahmen.

    mehr lesen: Wo steht die IT-Sicherheit?

  • Manager stellen sich gute Digitalkompetenz aus

    Manager stellen sich gute Digitalkompetenz aus

    Etwa jeder zweite Manager gibt sich die Note ‘gut‘ oder ‘sehr gut‘, wenn es um die eigene Digitalkompetenz geht. Wie die Studie des Bitkom zeigt, ist unter den Befragten jedoch…

    mehr lesen: Manager stellen sich gute Digitalkompetenz aus