Klassisch aufgebauten Montagelinien mit ihren fix installierten Fördereinrichtungen fehlt die nötige Flexibilität, um dynamisch auf die veränderlichen Erfordernisse in der Batteriemontage reagieren zu können. „Um dieses hohe Maß an Flexibilität zu erreichen, muss die Produktionslinie auch die Möglichkeit bieten, einfach und rasch Veränderungen der Transportwege innerhalb der Anlage vorzunehmen“, bestätigt Ing. Kurt Ammerstorfer, Bereichsleiter Vertrieb, Produktmanagement und Marketing bei DS Automotion, Hersteller von Fahrerlosen Transportsystemen (FTS). „Diese Flexibilität bietet nur ein Fahrerloses Transportsystem.“ Damit lassen sich die Wege, die eine Baugruppe während ihrer Komplettierung zurücklegt, ebenso rasch und unkompliziert an neue Erfordernisse anpassen wie die Verweildauer an den einzelnen Stationen.
Kapazitätserweiterung in drei Schritten
Der Aufbau der Kapazitäten in der Batteriemontage im Kompetenzzentrum E-Antriebsproduktion erfolgte im Zeitraum 2018 bis 2021 schrittweise durch den Aufbau von drei Produktionslinien. Die erste davon erzeugt pro Stunde sechs Batteriespeichereinheiten für Hybridfahrzeuge. Die Kapazität der um zwei Jahre jüngeren zweiten Anlage ist bei ähnlichem Flächenverbrauch beinahe doppelt so hoch. Während auch dort Energieblocks für Hybridantriebe montiert werden, entstehen auf der dritten Anlage pro Stunde 30 wesentlich größere Speicherbaugruppen für rein elektrisch angetriebene Fahrzeuge.
Während die Anlagen jede für sich anders konzipiert sind, haben sie eines gemeinsam: Der Aufbau der Batteriemodule erfolgt auf fahrerlosen Transportfahrzeugen (FTF) des österreichischen Herstellers DS Automotion. „bereits seit 1990 verbindet uns eine enge Partnerschaft mit dem Automobilhersteller“, bestätigt Kurt Ammerstorfer. „Dieser setzt in zahlreichen Anlagen auf der ganzen Welt für verschiedene Zwecke über 500 unserer FTF ein.“
Anwendungsoptimiertes FTF
Vom Vorbereiten der Bodenplatte über das Bestücken mit den Zellblöcken und Batteriemanagementsystemen sowie dem Herstellen der elektrischen Verbindungen bis zum Aufbringen der Abdeckung erfolgt die Batteriemontage in zahlreichen Stationen. Viele Stationen sind als geschlossene Roboterzellen ausgebildet, dazwischen werden jedoch zahlreiche Arbeitsschritte auch manuell erledigt. Manche Stationen sind auch mehrfach vorhanden, um Prozesse zu parallelisieren, deren Zeitbedarf die Taktzeit der anderen Zellen wesentlich übersteigt, z.B. das erste Aufladen der Energiespeicher-Baugruppen.
In den Automatikstationen werden die Batteriemodule samt Werkstückträger vom Fahrzeug genommen, um zur Bearbeitung durch die Roboter unabhängig von Bodenunebenheiten eine definierte Lage zu gewährleisten. Die beengten Verhältnisse zwingen nicht nur zu sehr engen Kurvenradien, sondern auch dazu, in vielen Stationen zu wenden, statt sie zu durchfahren. Deshalb müssen die FTF nicht nur besonders wendig sein, sondern auch am Stand wenden können.
Ein von DS Automotion speziell für die Batteriemontage entwickeltes FTF hat sich bei diesem Automobilhersteller als bevorzugter Fahrzeugtyp für diese Anwendung etabliert. „Die FTF sind seit einigen Jahren in allen Batteriemontagelinien dieses Herstellers weltweit im Einsatz“, erklärt Christoph Salmhofer, Projektleiter, DS Automotion. „Für die jüngste Anwendung wurden sie weiterentwickelt, um die Zugänglichkeit für Wartungsarbeiten auch bei Beladung mit den größten Batteriemodulen zu gewährleisten.“
Bewährter Systemansatz
In den Produktionsstätten für Pkw-Hochvoltspeicher müssen die FTF auch im Rückwärtsgang in die Zellen einfahren, und das oft im engen Bogen. Sein Differenzialantrieb mit Servomotoren macht das Fahrzeug nicht nur sehr wendig. Er versetzt es auch in die Lage, den Rückwärtsgang einzulegen und auf der Stelle zu drehen. Die Navigation erfolgt spurgeführt über ein Magnetband. Dieses ist am Boden aufgeklebt, sodass sich Anpassungen der Fahrwege bei Bedarf sehr einfach realisieren lassen. Ihre Batterien laden die FTF bei Aufenthalten in den Stationen mit längerer Verweildauer über Bodenkontakte. Die Fahraufträge vom darüber liegenden Leitsystem setzen die Steuerrechner in den Fahrzeugen in koordinierte Bewegungen entlang vorgegebener Punkte um.
