E-Mobility ruft nach Montage-Automation

Der deutsche Maschinen- und Anlagenbau wird vom Ausbau der Elektromobilität stark profitieren, erwartet eine Studie von VDMA und Roland Berger: Allein durch neue Produktionsanlagen für Batterien werde sich bis 2020 ein Geschäftspotenzial von 4,8 Milliarden Euro ergeben.

Die Maschinenbauer müssen sich aber auf einen Wandel einstellen. „Mit E-Mobility entfallen über zwei Drittel des Wertes eines Autos auf elektrische, elektronische und elektro-chemische Komponenten. Heute sind das 30 Prozent", betont Professor Dr.-Ing. Jörg Franke, Leiter des Lehrstuhls für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik der Universität Erlangen-Nürnberg. Die Wertschöpfung verschiebe sich daher von formgebenden Fertigungsverfahren hin zur Montage. „ Allerdings tut man sich in der Montage mit der Automation meist schwerer als bei der spanenden Fertigung", so Franke.

Bei Elektromotoren etwa bereite die Handhabung biegeschlaffer Teile wie Kabel Schwierigkeiten. Zudem gelte es, die Fingerfertigkeit des Menschen bei diffizilen Montagetätigkeiten zu ersetzen – so ist bislang das Einlegen von Wicklungen im Stator eines Motors nur mit der Flexibilität und dem Feingefühl des Mitarbeiters möglich. Die Forschung ist hier aber schon einen Schritt weiter: So tüftelt Franke an automatisierten Wickelprozessen mit 2-Arm-Robotern.

Von Startschwierigkeiten weiß auch Ralf Schmid, Standortleiter der Continental in Berlin, ein Lied zu singen: Er baut derzeit eine Anlage zur Montage eines elektrischen Achsantriebs auf, die 2011 in die Serienproduktion starten und 60 000 Achsantriebe pro Jahr liefern wird. Schmid: „Wir sind noch weit weg von Standardisierung und Mainstream."

Auch bei der automatisierten Fertigung der Batterien werden noch kleine Brötchen gebacken, berichtet Sven Schulz, Geschäftsführer der Akasol Engineering. Er stellt Batteriesysteme für High-Performance-Anwendungen wie Busse oder Sportwagen her: „ Wir fertigen, meist manuell, Stückzahlen von 1 bis 1000 Batteriesysteme pro Jahr." In fünf Jahren rechnet er dann mit 1000 bis 10 000 Stück in teil- und vollautomatisierten Prozessen. „In 10 Jahren stehen wir dann eventuell bei 10 000 bis 100 000 Stück, die auf vollautomatischen Montagelinien laufen", so Schulz. Auf dem Weg dahin sei aber noch eine Menge Skalierbarkeit nötig, um sich auf steigende Stückzahlen einzustellen. Notwendig sei zudem viel Flexibilität wegen der mangelnden Standardisierung.

„Bei der Batteriefertigung sind wir weit weg von Standards, die Systeme unterscheiden sich von Hersteller zu Hersteller", bestätigt Carsten Busch, Leiter Profit-Center Solar PV bei ABB Automation. Die nötige Flexibilität könnten aber Roboter-basierte Anlagen leichter liefern als eine Hard-Automation mit Sondermaschinen, wirbt Busch für die roboterbasierte Automatisierung. Für die automatische Produktion von 50 000 Modulpacks hat ABB in den USA bereits eine Referenzanlage aufgebaut.

Auch deutsche Hersteller haben sich das Thema auf die Fahnen geschrieben, berichtet Hans Eßer, externer Berater für neue Technologien beim Systemhaus IBG. Der Robotikspezialist beteiligt sich am Projekt Street- scooter der RWTH Aachen. Zur Zellen- und Batteriepack-Fertigung hat IBG in diesem Kontext modulare Anlagen entwickelt, in denen 4 bis 20 Roboter zum Einsatz kommen.

Eine Anlage zur Zellenfertigung ist als Vorserien-Variante bereits ausgeliefert, und auch ein Montage- system für Batteriepacks stößt bei deutschen OEMs auf Interesse, sagt Eßer. Für die Zukunft denkt IBG zudem an Anlagen zum automatischen Einbau der Batterie ins Fahrzeug oder an Batterie-Recycling-Anlagen.

Trotz dieser ersten Automationserfolge diagnostiziert Eßer eine „unsichere Marktentwicklung, da es noch keine etablierten Technologien gibt". Auch ABB-Mann Busch konstatiert: „Generell stehen wir bei der Automation der Batteriefertigung noch ziemlich am Anfang." ab

Wird es in Deutschland eine Batteriefertigung geben? Seite 6

Studie von VDMA & Roland Berger: www.fva-net.de/fileadmin/download/VDMA_E-Mobility-Studie_20110511.pdf