Im Innovationszentrum in Düsseldorf entwickelt Henkel gemeinsam mit seinen Kunden Batteriesysteme der nächsten Generation. Dazu gehört die Demontage von eingehenden Batterien und das digitale Modellieren neuer Batteriesysteme. Gleichzeitig werden dabei Henkel-Produkte unter verschiedenen Bedingungen auf ihre Leistungsfähigkeit getestet. Das Einbringen von Materialien wie Klebstoffen, Dichtungsmitteln, thermischen Materialien und Batteriesicherheitsmaterialien in die Batteriesysteme ist im Battery Engineering Center voll automatisiert. Die Ausstattung vor Ort ist auf alle Arten von Batteriesystemen ausgelegt. Die automatisierten Anlagen wurden von Marx Technology aus Düren entwickelt und aufgebaut.
Neben einer zuverlässigen Verfügbarkeit der Anlage und den funktionalen Aspekten stand bei diesem Anlagen-Layout auch ganz klar die Optik im Fokus. „Die Planung begann bei diesem Projekt tatsächlich auf einem weißen Blatt Papier“, erzählt Marcel Blatzheim, Head of Mechanical Design & Technical Sales bei Marx Technology. „Henkel kam mit der Idee und einer genauen Vorstellung auf uns zu und wir haben durch den Einsatz von 3D- und 4D-Planungs-Tools die passende Lösung aufgebaut.“ Ein Fokus lag auf der Klebe- und Dosiertechnik, die bei der Montage von Batterie-Packs zum Einsatz kommt. Zum Dosier- oder Klebevorgang werden diese Packs mit einem Gesamtgewicht bis 800kg auf einem 1,6×2,4m großen Schweißtisch abgelegt. Auf diesem Tisch findet das Auftragen der Klebe- und Dichtstoffe statt. Dazu entnimmt der Roboter über ein Wechselsystem die entsprechenden Dosiereinheiten.
Bereitstellung von Werkzeugen
Die Dosiereinheiten sind in einem Turm zwischengelagert. Insgesamt sechs der acht in der Gesamtanlage verbauten Dosiereinheiten werden im Drehturm gelagert. Auf ihm liegt eine Drehscheibe aus pulverbeschichtetem Aluminium mit 2,5m Durchmesser und 25mm Stärke auf. Der Turm wird von einem Weiss-Ringrundschalttisch vom Typ TR getragen. „Auf diesem Tisch ruhen etwa 1,8t Gewicht“, erklärt Blatzheim. Der Ringrundschalttisch hat eine 16er-Teilung, obwohl theoretisch acht Trägerplätze ausgereicht hätten. „Bei einer Teilung von 16 ist das Massenträgheitsmoment des Drehtischs deutlich höher als bei einer Teilung von acht. Da es bei der Lösung für das Battery Engineering Center auf die Traglast und den optischen Aspekt ankam, war diese Lösung gut geeignet“, erklärt Tino Kessler, Technical Sales Manager bei Weiss. Das Massenträgheitsmoment des Ringrundschalttischs liegt in dieser Ausführung bei 3.460kg/qm. Blatzheim ergänzt: „Außerdem wird der Drehtisch pendelnd betrieben, das heißt: 50 Prozent der Stationen pendeln nach rechts, die anderen 50 Prozent nach links. Der Tisch – und damit der komplette Turm – kann in beide Richtungen gedreht werden und pendelt um eine Mittelstellung. So vermeiden wir einen Kabelabriss.“ Die Drehbewegungszeit des Tischs liegt bei 1,98s. Weiss lieferte den Ringrundschalttisch inklusive der webbasierten Steuerung EF2 an Marx. Durch diese Steuerung kann der Tisch abgestimmt betrieben und steuerungsseitig in die Gesamtanlage eingebunden werden.
Lösung mit kleinem Footprint
Anstatt die Dosiereinheiten rotativ zur Verfügung zu stellen, war zuerst eine lineare Bereitstellung vorgesehen. Doch sie nahm in der Anlage zu viel Platz ein. Zudem forderte der Lieferant der Dosiertechnik, dass die Dosiereinheiten dauerhaft mit den zugehörigen Steuerungen verbunden sein müssen. So entschied sich das Team von Marx für eine platzsparendere Anordnung. Wichtig dabei war, dass im Innenraum des Turms genügend Platz für die Medienversorgung der Dosiereinheiten zur Verfügung steht. Jede Einheit wird mit mindestens einem Kabel versorgt, das 2cm dick ist. Die ursprüngliche lineare Anordnung hätte in Kombination mit dem großen Arbeitsbereich Schwierigkeiten beim Kabelmanagement verursacht und erfüllte nicht die Anforderungen des Endkunden an das optische Erscheinungsbild. Durch den TR-Rundtisch und seinem großzügigen Innendurchmesser blieb im Drehturm rund 1m Platz. Hier wurde der Kabelrückzug-Mechanismus verbaut: Wenn ein Dosiersystem aus dem Turm entnommen wird, wird die nötige Kabellänge ausgegeben. Wird es vom Roboter zurückgestellt, wird das Kabel wieder eingezogen. Zu diesem Kabelrückzug-Mechanismus gehört eine zuverlässige Sensorik inklusive Warnstufe, die die Ausgabe und Rücknahme der Kabel überprüft. Mehr als 4m Kabel können je Dosiereinheit ausgegeben werden. Die Kabel liegen sichtgeschützt im Inneren des Turms – eine optisch sehr saubere Lösung, die Henkel überzeugte.
Für Marx Technology war an dieser Anlage die optische Herausforderung ein echtes Highlight. „Während Kunden bei automatisierten Anlagen großteils Verfügbarkeit, Taktzeit und Präzision fokussieren, legte Henkel zusätzlich viel Wert auf ein ansprechendes, aufgeräumtes Anlagenlayout. Anlagen vor diesem Hintergrund nochmal neu zu denken, war definitiv ein Ansporn“, resümiert Blatzheim. Die Rundschalttisch-Lösung von Weiss hat diesen Anlagenaufbau mit kleinem Footprint erst ermöglicht.
