Bei der Herstellung von Elektromotoren und Batterien hängt die Leistung nicht von einzelnen Komponenten ab, sondern von der gesamten Produktionsarchitektur. Die Fertigung von elektrischen Antriebssträngen erfordert daher Systeme, die stabil bleiben und mit steigenden Produktionsmengen und zunehmender Produktvielfalt skalierbar sind.
Um Hersteller beim Übergang zu kompletten Systemarchitekturen zu unterstützen, bietet Festo modulare Automatisierungslösungen und ingenieurtechnisches Know-how für die Entwicklung effizienter, skalierbarer Produktionssysteme zur Fertigung elektrischer Antriebsstränge.
Besprechen Sie Ihre Produktionsarchitektur mit einem Experten von Festo, um geeignete Lösungen zu evaluieren und die Komplexität der Integration zu reduzieren.
Die Automatisierung entwickelt sich somit von einem komponentenbasierten Ansatz hin zu einem strukturierten Produktionssystem.
Die Automatisierung in der Batterieproduktion und bei der Montage von Elektromotoren erfordert hochgradig reproduzierbare Prozesse mit außergewöhnlicher Wiederholgenauigkeit. Verbindungs-, Positionierungs- und Befestigungsvorgänge sowie die Integration von Hochspannungskomponenten müssen präzise aufeinander abgestimmt sein, um eine zuverlässige Automatisierung der Produktionslinie für Elektrofahrzeuge zu gewährleisten.
Unterstützung für Automatisierungslösungen:
Das Ziel ist eine stabile, standardisierte Produktion für die skalierbare Fertigung von elektrischen Antriebssträngen.
Batteriezellen, Rotoren und Leistungselektronik reagieren äußerst empfindlich auf Abweichungen in Bewegung, Kraft oder Dynamik. Eine präzise Positionierung und kontrollierte Bewegungsprofile sind daher entscheidende Qualitätsfaktoren bei der Automatisierung von Produktionslinien für elektrische Antriebsstränge und Elektrofahrzeuge.
Elektrische Achsensysteme, intelligente Antriebe und integrierte Automatisierungskonzepte bieten eine hohe Positioniergenauigkeit und ermöglichen gleichzeitig eine flexible Anpassung an Produktvarianten. Das Ergebnis sind Produktionssysteme, die dynamische Leistung und Präzision vereinen, ohne die Komplexität der Fertigungssysteme für E-Mobilität zu erhöhen.
Die folgenden Montageschritte zeigen, dass jeder Prozess individuell konzipierte Handling- und Werkzeuglösungen erfordert, um eine kosten- und leistungsoptimierte Produktion zu erreichen:
Sechsachsroboter kommen in der automatisierten Elektrofahrzeugfertigung häufig zum Einsatz. Sie bieten maximale Bewegungsfreiheit, unabhängig davon, ob im Prozess alle Freiheitsgrade benötigt werden.
Ein Vergleich mit kartesischen Portalsystemen zeigt deutliche Unterschiede:
Da nur die für den Prozess erforderlichen Achsen integriert werden, können Automatisierungslinien für die Montage von Akkupacks eine Stellfläche haben, die bis zu 20 % kleiner ist und benötigen rund 50 % weniger Antriebe.
Die geringere Anzahl an Achsen verringert die Komplexität, den Energieverbrauch und den Integrationsaufwand.
Durch die Kombination von elektrischer und pneumatischer Automatisierung lässt sich eine klar strukturierte hybride Bewegungsarchitektur schaffen, die die Stabilität, Effizienz und Anlagenleistung nachhaltig verbessert.
Transparente Produktionsdaten sind für eine kosteneffiziente Fertigung von elektrischen Antrieben unerlässlich. Die Prozessparameter müssen kontinuierlich erfasst, analysiert und dokumentiert werden, um Qualität, Rückverfolgbarkeit und Gesamtanlageneffektivität zuverlässig auswerten zu können.
Modulare Steuerungsplattformen bilden die technische Grundlage dafür. Sie ermöglichen:
digitale Lösungen und KI-gestützte Analysen – zum Beispiel mit Festo AX – kontinuierliche Optimierung der Leistung und Systemverfügbarkeit in Fertigungssystemen für die E-Mobilität
Die Verarbeitung von Hochspannungskomponenten erfordert durchgängig integrierte Sicherheitsarchitekturen. Die funktionale Sicherheit ist kein Extra, sondern sollte von Anfang an als integraler Bestandteil der Systemkonzeption betrachtet werden.
Normkonforme Sicherheitskonzepte schützen Menschen und Maschinen zuverlässig, ohne die Produktivität einzuschränken. Gleichzeitig bleibt die Anlagenverfügbarkeit hoch, da die Sicherheitsfunktionen strukturell in die Gesamtarchitektur eingebettet sind.
Das folgende Beispiel für ein Sicherheitskonzept zur Montage von Batteriemodulen veranschaulicht, wie diese Anforderungen in der Praxis umgesetzt werden können. Je nach konkreter Risikobewertung und Anwendung können zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen erforderlich sein, die an die jeweiligen Produktionsstationen angepasst werden können.
Die Automatisierung in Fertigungssystemen für die E-Mobilität umfasst Produktions- und Montageprozesse für den elektrischen Antriebsstrang, einschließlich Batterie- und Motorenfertigung. Dazu gehören auch zuverlässige Handlingprozesse, digitale Dienste für eine stabile Produktion sowie Lösungen, die funktionale Sicherheit und eine hohe Systemverfügbarkeit in Fertigungslinien für Elektrofahrzeuge gewährleisten.
Die Automatisierung der Batterieproduktion umfasst mehrere Schritte, von der Herstellung der Elektroden und Zellen bis hin zur automatisierten Montage der Batteriepacks.
Die Herstellung von Elektroden und Zellen erfordert Automatisierungskomponenten, die unter kontrollierten Umgebungsbedingungen betrieben werden. Bei der Montage von Modulen und Baugruppen sind präzises Greifen, Positionieren und reproduzierbare Handlingsprozesse unerlässlich, um eine hohe Qualität und skalierbare Produktionsmengen zu erreichen.
Die Automatisierung verbessert die Gesamtanlageneffektivität (OEE) bei elektrischen Antriebssträngen durch die kontinuierliche Überwachung wichtiger Anlagen- und Prozessbedingungen.
Zustandsüberwachung und zuverlässige Automatisierungssysteme tragen dazu bei, Engpässe frühzeitig zu erkennen, wodurch ungeplante Ausfallzeiten reduziert werden und eine stabile Produktionsleistung gewährleistet wird.
Funktionale Sicherheit ist bei der automatisierten Elektrofahrzeugfertigung von entscheidender Bedeutung. Sicherheitszertifizierte Anlagen schützen Menschen, Maschinen und Produkte während des gesamten Produktionsprozesses.
Je nach Risikobewertung werden mithilfe spezieller Automatisierungskomponenten verschiedene Sicherheitsmaßnahmen umgesetzt, damit der Betrieb während der Produktion, der Inbetriebnahme und der Instandhaltung stets sicher ist.
Die Skalierung der Automatisierung in der Elektromotorenfertigung erfordert modulare Maschinenarchitekturen, effiziente Konstruktionsprozesse und flexible Handlinglösungen.
Diese skalierbaren Automatisierungskonzepte ermöglichen es Herstellern, sich an Produktvarianten und kürzere Innovationszyklen anzupassen und gleichzeitig eine stabile Leistung bei der Fertigung elektrischer Antriebsstränge zu gewährleisten.