Korea und China sind aktuell die führenden Standorte für die Batterieherstellung. Allein auf China entfallen etwa 80 % der weltweiten Produktion von Lithium-Ionen-Batterien. Die Batteriepacks für die E-Mobilität bestehen aus zylindrischen Zellen oder aus Flachzellen – entweder prismatischen Zellen (in einem quadratischen, geschweißten Aluminiumgehäuse) oder flexiblen Pouch-Zellen. Während zylindrische Zellen von einer hohen Festigkeit und Langlebigkeit profitieren, können flache Zellen den Platz im Akkupack effizienter nutzen.
Bei beiden Zellentypen beginnt die Herstellung mit dem Aufbringen leitender Beschichtungen und dem Laminieren der Elektrodenblätter. Zum Bau einer zylindrischen Zelle werden die Streifen zu einem Zellkern gewickelt, der dann in das zylindrische Gehäuse eingesetzt wird. Flachzellen werden in einer ähnlichen Verfahrensabfolge hergestellt, einschließlich Stapeln der Elektrodenschichten, Verschweißens des Gehäuses oder Formen und Abdichten des Pouch mit Hilfe von Versiegelungsverfahren.
80 % der Prozesse automatisiert
Präzision und Wiederholgenauigkeit sind dabei ebenso wichtig wie Geschwindigkeit und Wirtschaftlichkeit. Daher sind über 80 % der Prozesse bei der Herstellung von Hochleistungs-LithiumBatterien automatisiert. Prozesse wie das Auftragen von Beschichtungen, das Laminieren der Folien, das Schneiden in Streifen und das Anbringen von Elektroden durch Schweißen übernehmen häufig kundenspezifisch automatisierte Anlagen. Ergänzend kommen aber auch Roboter zum Einsatz, denn diese bieten Vorteile wie Skalierbarkeit und die Flexibilität, die Montageprozesse schnell anzupassen.
Bei Batterieherstellern in China und Korea sind Roboter von Yamaha für ausgewählte Prozesse im Fertigungsablauf zuständig. In China werden derzeit mehr als 3000 Scara-Roboter in der Batterieproduktion eingesetzt – oft zum Be- und Entladen, wenn die Batterien von einem automatisierten Fertigungsprozess zum nächsten wechseln.
Die Batteriehersteller nutzen dafür Yamahas Scara-Roboter YKXG. Ihr riemenloser Antriebsmechanismus mit Motoren mit vertikaler Welle und direkt angetriebener Kugelumlaufspindel ermöglicht über längere Zeiträume einen Betrieb mit gleichbleibender Genauigkeit.
Die YKXG-Serie bietet eine Nutzlast von bis zu 20 kg und eignet sich damit für die Handhabung großer Pouch-Zellen und teilfertiger Batteriebaugruppen. Die spezielle R-Achsen-Konstruktion ermöglicht ein hohes Masseträgheitsmoment der Last. Dies versetzt den Roboter in die Lage, schwere Teile zu handhaben, und gewährleistet zusätzlich eine kurze Zykluszeit.
Kartesische Roboter dichten ab
Kartesische Roboter werden häufig für Dichtungsprozesse bei der Montage von quadratischen Batteriezellen eingesetzt. Die kartesischen Roboter von Yamaha enthalten Resolver zur Positionserfassung, die weder elektronische Bauteile noch optische Elemente enthalten und daher nicht durch Fett oder Staub aus der Fabrik verunreinigt werden können. Darüber hinaus profitieren die Führungsschienen der kartesischen Roboter von einer Zweipunkt-Konstruktion, die die Reibung minimiert und Ausrichtungsschwankungen selbst bei der Handhabung von Lasten mit hohen Momenten verhindert.
Die linearen Fördermodule LCMR200 werden in Batteriefabriken häufig für den Hochgeschwindigkeitstransport fertiger Baugruppen – etwa zur abschließenden Röntgeninspektion – eingesetzt. Da die einzelnen LCMR200-Module präzise miteinander koordiniert werden können, wird auf beiden Seiten der Schutztür jeweils ein Modul am Eingang des Röntgengeräts installiert, um die Baugruppen in den Inspektionsprozess zu transportieren und die Sicherheit der Bediener in der Nähe zu gewährleisten.
Yamaha Motor Europe N.V.
https://fa.yamaha-motor-im.de; Automatica B5.314
Mehr zum Thema Robotik
Hier finden Sie mehr über: