Magnetgreifer-Technologie revolutioniert die Batteriehandhabung

Mit dem Aufschwung der Elektromobilität steigt auch die Nachfrage nach innovativen Ladelösungen und Elektrofahrzeugen (EV).

Während die Hersteller heute nicht mehr in die Entwicklung neuer Verbrennungsmotoren investieren, wächst die Produktion von EV rasant. Diese Entwicklung stellt Automobilhersteller und Zulieferer vor neue Herausforderungen, denen sie mit intelligenten und flexiblen Automatisierungslösungen der Zimmer Group begegnen.

Aktuell sind die Hersteller von Elektrofahrzeugen auf der Suche nach innovativen und automatisierten Lösungen, um ihre Fertigungsprozesse effizienter, zuverlässiger und produktiver zu gestalten. Insbesondere in der Batteriefertigung stellen die vergleichsweise geringen, aber steigenden Produktionsvolumina eine große Herausforderung dar. Automatisierungslösungen müssen daher flexibel sein, um schnell vom Prototypen zur Serienfertigung skalieren zu können.

Entwickler und Ingenieure stehen oft unter Zeitdruck, da Produktentwicklung und Automatisierung parallel laufen müssen. Manche Projekte erfordern sogar Grundlagenforschung für neue Technologien. Dies erfordert ein Höchstmaß an Flexibilität in der Gestaltung der Automatisierungslösungen und im Denken der beteiligten Ingenieure.

Für die Zimmer Group als Automatisierungsspezialist sind die Kundenanforderungen sehr unterschiedlich - vom Maschinenbauer über den Roboter-Systemintegrator bis hin zum Original Equipment Manufacturer (OEM). Deshalb wird jeder Kunde von der Anfrage bis zur Realisierung intensiv und persönlich betreut. Durch die jahrzehntelange Erfahrung hat sich THE KNOW-HOW FACTORY mit ihrem Wissen und der eigenen Fertigungstiefe als wichtiger Entwicklungspartner namhafter Automobilhersteller etabliert.

Die Umstellung auf elektrische Antriebe war für die Zimmer Group bereits 2014 spürbar. Als Automatisierungsspezialist hat das Unternehmen über viele Jahre ein umfangreiches Portfolio in der Entwicklung und Produktion von Handhabungstechnik und Systemlösungen für die Automobilindustrie aufgebaut. Früher prägten Zylinderköpfe, Motorblöcke und Kurbelwellen das Geschäft des Greiferherstellers. Heute sind Batteriezellen, -module und Elektromotoren hinzugekommen - die Zimmer Group begleitet die gesamte EV-Wertschöpfungskette des Antriebsstrangs von der Einzelkomponente bis zum Komplettsystem.

Um den Technologiewandel vom Verbrennungsmotor zur Elektromobilität aktiv mitzugestalten, greift das Unternehmen auf seine mehr als 30-jährige Erfahrung mit End-of-Arm-Toolings (EOAT) zurück, die bei der Montage von Antriebssträngen sowie der Beschickung von Fertigungslinien in der Automobilindustrie zum Einsatz kommen. So konnten in kurzer Zeit mehrere modulare Lösungen für den Bau von Elektrofahrzeugen und Batterien entwickelt werden.

Die enge Zusammenarbeit mit den Kunden steht dabei im Fokus des Unternehmens. Die Zimmer Group versteht sich als Forschungs- und Entwicklungspartner der Automobilhersteller und bietet Lösungen für den Betrieb von Produktionslinien, Handlingsystemen sowie Werkzeugen zur Herstellung von Batteriezellen, -packs und -modulen. Dabei kann die gesamte Wertschöpfungskette der Batterieproduktion - von der Zellfertigung bis zur Montage und dem Handling des Gehäuses - mit automatisierten Lösungen abgedeckt werden. Darüber hinaus bietet die Zimmer Group spezifische Lösungen entlang der Wertschöpfungskette für Rotoren, Statoren, Kontaktringe, Zahnräder und diverse Anbauteile.

Einzelkomponenten, Spezialhandling, Industriestandards und individuelle Anforderungen - mit ihrem breiten Portfolio erfüllt die Zimmer Group nahezu jeden Kundenwunsch im Bereich E-Mobility. Dabei greift das Unternehmen auf jahrzehntelanges Know-how und Technologien im Mobilitätsbereich zurück und setzt Systemlösungen nach dem Baukastenprinzip um. Deutlich wird dies zum Beispiel bei einem Magnetgreifsystem für Batterierundzellen:

Das Greifen von Rundzellen in der Produktion für Elektrofahrzeuge stellt eine besondere Herausforderung dar. Diese müssen im Prozess gerafft, d.h. möglichst eng zusammengeführt werden, um den begrenzten Bauraum im Fahrzeug optimal ausnutzen zu können. Die Zimmer Group hat diese Herausforderung mit einem skalierbaren Greifsystem gelöst, das auf einem Standard-Magnetgreifer basiert.

Die kompakte Bauform wurde mit einer Haltekraft von 50N kombiniert, so dass die Rundzellen auch bei höchsten Beschleunigungen und Notstopps sicher gehalten werden. Die geringe Resthaltekraft von weniger als 1N bei deaktivierten Magneten ermöglicht nicht nur ein prozesssicheres Ablegen, sondern erfüllt auch die Anforderungen an die technische Sauberkeit.

Der Greifer kann sowohl mit einer Kolbenstellungsabfrage als auch mit einer Batterieanwesenheitserkennung kombiniert werden und es stehen Achskompensatoren zur Verfügung, die in Verbindung mit Zentrierplatten die in den verschiedenen Fertigungsprozessen auftretenden Fehlstellungen der Zellen ausgleichen. Neben dieser Kombinatorik bietet der HM1046 als einziger Magnetgreifer auf dem Markt zusätzlich die Option des vakuumunterstützten Greifens. Durch diese Kombination zweier redundanter Greifprinzipien werden Haftkräfte von bis zu 200N erzeugt und die Prozesssicherheit auf ein Maximum gesteigert.

Um den individuellen Kundenanforderungen gerecht zu werden und auch kurzfristig reagieren zu können, hat sich die Zimmer Group eine hohe Fertigungstiefe erarbeitet. Allein im Bereich Systemtechnik verfügt das Unternehmen über einen eigenen Maschinenpark mit rund 15 Bearbeitungszentren. Weitere 300 Maschinen stehen in anderen Unternehmensbereichen zur Verfügung, auf die in Spitzenzeiten zurückgegriffen werden kann. Hinzu kommt das Know-how in Spezialverfahren wie 3D-Druck, Kunststoffverarbeitung und Metal Injection Moulding (MIM), die ebenfalls von der Zimmer Group umgesetzt werden können.

Neben dem Know-how im eigenen Haus hat die Zimmer Group ein starkes Partnernetzwerk ausgebaut, das eine schnelle und effektive Zerspanung, Blechbearbeitung und Schweißtechnik ermöglicht. So ist der Automatisierungsspezialist in der Lage, ein breites Leistungsspektrum anzubieten und die Anforderungen ihrer Kunden umfassend zu erfüllen. Die globale Aufstellung der Zimmer Group mit 125 Vertriebsniederlassungen weltweit ermöglicht es der KNOW-HOW FACTORY, einen umfassenden Kundenservice vor Ort anzubieten und die Automatisierung in Unternehmen international voranzutreiben.

Durch die jahrzehntelange enge Zusammenarbeit mit den Automobilherstellern war der Wandel in der Branche für die Zimmer Group frühzeitig absehbar. Jetzt ist die Standardisierung von Automatisierungslösungen gefragt. Diese ist bei der Fertigung von Verbrennungsmotoren aufgrund der langjährigen Erfahrung bereits gegeben. Und auch das E-Mobility-Portfolio wächst: Seit 2014 hat die Zimmer Group einen Fundus an skalierbaren Systemlösungen aufgebaut. Systemanlagen werden schneller und kostengünstiger entwickelt und geliefert. Die KNOW-HOW FACTORY mit ihren Eigenentwicklungen, der hohen Fertigungstiefe und dem starken Netzwerk aus der Automobilbranche und Partnerunternehmen hat es sich zur Aufgabe gemacht, die Automatisierung von Prozessen in der E-Mobilität voranzutreiben.