Die Automobilindustrie steht vor den größten Umbrüchen, seit Carl Benz 1886 seinen „Motorwagen“ zum Patent anmeldete. Besser gesagt: Sie steckt mittendrin. Ganz besonders im Fokus steht der Wandel von Verbrennungsmotoren zu rein elektrischen Antrieben.
Einige Hersteller wie Volvo entwickeln bereits keine neuen Verbrennungsmotoren mehr, andere wie Daimler, Fiat, Ford und Nissan haben angekündigt, dass sie im Jahr 2030 keine „Verbrenner“ mehr produzieren werden. Audi, General Motors und Volkswagen werden 2035 nachziehen.
Die elektrische Antriebsart hat massive Auswirkungen auf die Automobilproduktion und auf die Aufgaben der Roboter dort. Klassische Roboteraufgaben wie Handhaben von Zylinderköpfen, der Transport von Kolben zu Hon- und Schleifmaschinen, die Montage von Einspritzanlagen oder das automatische Entgraten von Zahnrädern verlieren an Bedeutung.
Tausend Roboter für Batteriefabrik
Werden die Roboter in der Automobilproduktion also arbeitslos? Ganz sicher nicht, es ändert sich nur ihr Aufgabenspektrum. Dieser Wandel kommt Stäubli Robotics sehr gelegen, denn Prozesse in der Batteriefertigung verlangen nach ultraschnellen und hochpräzisen Robotern. „Und genau das sind ja die Paradedisziplinen unserer Roboter“, so Adrien Brouillard, Global Business Head General Industry & Customer Services bei Stäubli Robotics. „Deshalb konnten wir bereits vor Monaten den tausendsten Roboter für die Produktion von Lithium-Ionen-Batterien an einen einzigen Kunden ausliefern – und das ist aus unserer Sicht erst der Anfang.“ Brouillard sieht durch die Transformation in der Automobilindustrie einen immensen Markt für die Stäubli Roboter aufkommen.
Die Marktprognosen stützen diesen Optimismus: Weltweit wurden 2021 rund 6,5 Millionen reine E-Autos (ohne Hybridfahrzeuge) verkauft. Das ist ein Anteil von 9,5 Prozent am Gesamtvolumen und ein Plus von mehr als 100 Prozent gegenüber dem Vorjahr. Der rasche Zuwachs wird anhalten, da sind sich die Marktstudien einig. Bis 2030 sollen mindestens 40 Prozent aller neuen Automobile elektrisch angetrieben sein, manche Prognosen gehen sogar von einem 50:50-Verhältnis in 2030 aus.
Die Aufgaben, die Stäubli Roboter in den Batteriefabriken erledigen, könnten vielfältiger kaum sein. Sie stapeln beispielsweise die Stacks in prismatischen Zellen und packen pouchförmige (rechteckige) oder zylindrische Zellen zu Batterie-Packs zusammen. Weitere Aufgaben sind das Aufbringen von Leitpaste, das Verschrauben der Einheiten, die Handhabung beim Testen sowie das Ein- und Auslagern für den Ladevorgang.
Gigafactories entstehen
Noch liegt der Fokus der Stäubli Roboter in der Batterieproduktion in China, weil China der größte Produzent von Lithium-Ionen-Batterien ist. Aber die USA und Europa holen auf, mit hohem Tempo. Allein in Europa werden zwanzig bis dreißig Gigafactories entstehen, die Europas Bedarf an Batterien für Elektroautos decken. Volkswagen wird zum Beispiel gemeinsam mit Partnern bis 2030 sechs Giga-Zellfabriken mit einer Kapazität von insgesamt 240 GWh bauen.
Jede Gigafabrik erfordert Investitionen in einer Größenordnung von einer Milliarde Euro. Und Stäubli Roboter sind bereits an den ersten Projekten beteiligt – aus guten Gründen, wie Lionel Schaal, Market Leader Automotive / E-Battery bei Stäubli Robotics erläutert: „In der Batteriemontage sind kürzeste Taktzeiten und höchste Präzision gefragt. Für diese Aufgabe sind unsere Roboter optimal geeignet. Mit der automatisierten Batterieproduktion erschließen wir einen neuen, sehr attraktiven Markt.“
Eines von vielen Beispielen für den Einsatz von Stäubli Roboter in der Elektromobilität ist das Remote-Laserschweißen von Rundzellen zu einbaufertigen Battery Packs. Der junge Sondermaschinenbauer SWS Laser hat dafür plug-and-play-fähige Roboterzellen entwickelt und setzt dabei den Stäubli Sechsachsroboter TX2–90 mit einem speziell entwickelten Prozesskopf ein.
Bei der Auswahl des Roboters standen Prozessgenauigkeit und Präzision an erster Stelle, weil ein Durchschweißen der Verbindungsbleche zu Kurzschlüssen in der Batterie führen würde. Deshalb muss die Einschweißtiefe bis in den μm-Bereich gewährleistet sein. Und für diese Präzision sind die Stäubli Roboter ja bekannt.
Montage von Batteriemodulen
Daher kommen Stäubli Roboter auch bei einer vollintegrierten Zelle für die Montage von Lithium-Ionen-Batteriemodulen zum Einsatz. Die Voltjet genannte Zelle, eine Gemeinschaftsentwicklung der österreichischen Spezialisten Nordfels und Voltlabor, kann eine Batteriekapazität von bis zu 100 kWh pro Stunde verarbeiten. Für die Montage und Prüfung der zylindrischen Batteriezellen kommen die Vierachsroboter der TS2 Generation von Stäubli zum Einsatz.
Auch bei Herstellung spezieller E-Komponenten vertrauen Zulieferer und Anlagenhersteller auf das Robotik-Know-how von Stäubli. So hat der deutsche Sondermaschinenbauer Eberhard AG im Auftrag eines Automobilzulieferers eine Anlage für die Montage von Hochvoltsteckern gebaut. In der Anlage, die in Mexiko zum Einsatz kommt, übernehmen sechs deckenmontierte Stäubli Roboter das Handling von fünf Millionen Steckern pro Jahr – einschließlich Optik- und Dichtheitsprüfung sowie Verpackung in Trays.
So weitreichend diese Transformation der Automobilproduktion auch ist: Jedes Auto – egal mit welchem Antrieb – braucht Bedienelemente, Licht, Schließsysteme, Klimatisierung: alles Komponenten und Module, bei deren Produktion hoch automatisierte und robotergestützte Anlagen zum Einsatz kommen. Stäubli ist darauf vorbereitet.
Stäubli Robotics
https://www.staubli.com/de/de/robotics.html
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