Batteriemodulmontage
Batteriemodulmontage
Batteriemodulmontage
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<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
Neue Märkte für (Solar) OEMs: <strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
■ Dr. Eberhard Kroth<br />
General Manager<br />
Reis Group Holding<br />
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
September 2011 / Dr. Kroth
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
Inhalt<br />
■ Firmenvorstellung Reis Robotics Group<br />
■ Der Markt für Batteriefertigung<br />
■ Konzepte für automatisierte <strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
September 2011 / Dr. Kroth
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
Reis Group Holding<br />
REIS ROBOTICS, Zentrale Obernburg<br />
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
September 2011 / Dr. Kroth
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
Reis Group Holding<br />
REIS Tschechien<br />
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
September 2011 / Dr. Kroth
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
Reis Group Holding<br />
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
September 2011 / Dr. Kroth
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
Reis Robotics Firmengruppe weltweit<br />
USA<br />
USA<br />
Frankreich<br />
Spanien<br />
Tschechien<br />
Italien<br />
China<br />
Singapur<br />
Brasilien<br />
Niederlassungen weltweit – insgesamt ca. 1300 Mitarbeiter<br />
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
September 2011 / Dr. Kroth
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
Reis Robotics – facts and figures<br />
■ Gründungsjahr: 1957<br />
■ Zu 100 % im Familienbesitz<br />
■ Mitarbeiter weltweit: 1300<br />
■ Mitarbeiter Maschinenfabrik: 850<br />
■ Umsatz 2010 : 130 Mio. €<br />
■ Umsatz Group: 180 Mio. €<br />
Reis Maschinenfabrik, Obernburg<br />
200<br />
150<br />
100<br />
■ Verkaufte Robotersysteme: 13.000<br />
■ Verkaufte Pressen: 6.500<br />
1995<br />
1997<br />
1999<br />
2001<br />
2003<br />
2005<br />
2007<br />
Umsatz , Reis Maschinenfabrik<br />
2009<br />
2011<br />
50<br />
0<br />
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
September 2011 / Dr. Kroth
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
Customized turn key automation systems for all industries<br />
Photovoltaik<br />
Handhabung &<br />
Montage<br />
Schweißen<br />
& Schneiden<br />
Laser<br />
Kunststoff<br />
Entgratpressen<br />
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
Batterie<br />
Gußautomatisierung<br />
September 2011 / Dr. Kroth
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
Inhalt<br />
■ Firmenvorstellung Reis Robotics Group<br />
■ Der Markt für Batteriefertigung<br />
■ Konzepte für automatisierte <strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
September 2011 / Dr. Kroth
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
Der Markt für xEVs – Eine Parallele zu PV?<br />
Weltweit installierte<br />
PV-Systeme<br />
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
September 2011 / Dr. Kroth
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
Neuer Komponentenmarkt auf hohem Preisniveau<br />
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
September 2011 / Dr. Kroth
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
EV/HEV/CE Trend der Produktionskosten<br />
Source: Ôliver Wyman-Studie “Elektromobilität 2025”<br />
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
September 2011 / Dr. Kroth
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
Inhalt<br />
■ Firmenvorstellung Reis Robotics Group<br />
■ Der Markt für Batteriefertigung<br />
■ Konzepte für automatisierte <strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
September 2011 / Dr. Kroth
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
REIS Robotics – Entwicklungen für den Bereich New Energy<br />
350 MW<br />
PV-Modul Montagelinie<br />
Größte Einzellinie weltweit<br />
< 20 Sek Zykluszeit<br />
Vorteile<br />
■ vollautomatisiert<br />
■ Materialfluss- und Produktionssimulation<br />
■ Parallele Ausführung der Kernprozesse<br />
■ Integration von Stringer und Laminator<br />
■ übergeordnetes MES-System<br />
Evaluation of shift performance<br />
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
September 2011 / Dr. Kroth
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
Fabrik für Solar Panels (Realisierung 2010)<br />
Components:<br />
- ~ 700 conveyor drives<br />
- 14 Embedded Controlers<br />
- ~ 150 Scalance X 100 Mbit/s<br />
- ~ 30 Scalance X 1000Mbit/s<br />
- 65 Robots<br />
- 100x Machine Vision 420<br />
- 20x Barcode Scanners<br />
Highlights:<br />
-entire communication by<br />
PROFINET<br />
- high reliable production of 4.700<br />
panels/d<br />
- redundance concept over all 8<br />
lines<br />
- Safety integrated<br />
- MES functions with WinCC:<br />
- Tracking & Tracing<br />
- Quality<br />
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
September 2011 / Dr. Kroth
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
Produkt- und Systemgeschäft für Automatisierung<br />
Automatisierungsstandards<br />
PLM<br />
• Production<br />
Development<br />
• Product<br />
Design<br />
MES<br />
Automation<br />
Designer<br />
• Automation<br />
Engineering<br />
• PLC code<br />
generation<br />
• Integration of Plant Automation & ERP for Management of<br />
Order, Material, Quality, Maintenance…<br />
HMI<br />
• Panels, Panel PC<br />
• Software WinCC<br />
flexible, WinCC<br />
PLC<br />
• Micro Automation,<br />
S7-300/400, PC-based<br />
• Remote I/O, Safety<br />
Motion Control<br />
• CNC- und Motion-<br />
Control Systeme<br />
• Motoren, SINAMICS<br />
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
September 2011 / Dr. Kroth
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
Prozess Batteriefertigung<br />
Foil<br />
production<br />
Mixing Coating Compression Drying<br />
Reis<br />
Systemtechnik<br />
Cell<br />
production<br />
Slitter,<br />
Puncher<br />
Assembly<br />
Filling,<br />
Dipsensing<br />
Formation,<br />
Aging<br />
Grading<br />
Packing<br />
Battery modul<br />
assembyl<br />
Cell-module<br />
assembyl<br />
Wiring<br />
Battery<br />
management<br />
Climate<br />
Control<br />
Final<br />
testing<br />
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
September 2011 / Dr. Kroth
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
Prozess <strong>Batteriemodulmontage</strong> (Technologie)<br />
Battery modul<br />
assembyl<br />
Cell-module<br />
assembyl<br />
Wiring<br />
Battery<br />
management<br />
Climate<br />
Control<br />
Final<br />
testing<br />
Montage & Fügen<br />
Laser & MIG<br />
Schweißen<br />
Kleben & Tapen<br />
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
Logistik & Qualitätskontrolle<br />
Handhabung<br />
September 2011 / Dr. Kroth
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
Prozesstechnologie – Montieren<br />
■ Eigene Konstruktion und Fertigung<br />
für Greifer, Vorrichtungen und<br />
Montagestationen<br />
■ Montage- und Rahmungsstationen<br />
servogesteuert mit<br />
Wegmesssystem und<br />
Drucksteuerung<br />
■ Integration aller notwendigen<br />
Prozesse wie Schrauben und<br />
alternative Verbindungstechniken<br />
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
September 2011 / Dr. Kroth
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
Prozesstechnologie – Schweißen<br />
■ Vorrichtungsbau: eigene<br />
Konstruktion und Fertigung<br />
■ Integration unterschiedlicher<br />
Schweiß- und Fügeverfahren<br />
■ Sensorgeführtes Schweißen,<br />
integrierte Prozessüberwachung<br />
■ Prozessoptimierung und<br />
Materialversuche im hauseigenen<br />
Technikum<br />
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
September 2011 / Dr. Kroth
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
Prozesstechnologie – Laserschweißen<br />
■ Parameter-, Prozessüberwachung<br />
und Auswertung<br />
■ Integration unterschiedlicher<br />
Laserverfahren und Optimierung<br />
auf die Anwendung<br />
■ Laserschweißversuche und<br />
Materialversuche im hauseigenen<br />
Technikum<br />
Schliffbild einer Batteriepolanbindung<br />
Mikroskopablichtung des Laser-Schweiß-<br />
Ergebnisses im Reis-Technikum<br />
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
September 2011 / Dr. Kroth
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
Prozesstechnologie – EMPT Schweißen / Atomic Binding<br />
Schematische Darstellung EMPT Schweißen<br />
Stoffschlüssiges Fügen nicht schmelzschweißbarer<br />
Metallverbindungen<br />
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
Prozessablauf, Kraft-Zeit-Kurve<br />
September 2011 / Dr. Kroth
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
Prozesstechnologie – EMPT Schweißen/ Atomic Binding<br />
■<br />
■<br />
■<br />
■<br />
■<br />
■<br />
20µs Prozesszeit<br />
Keine thermische Belastung der Fügekörper keine<br />
Wärmeinflusszone, kein thermischer Verzug<br />
Berührungsloses Verfahren<br />
Verbindung metallischer Werkstoffe mit verschiedenen<br />
Legierungen und unterschiedlichen<br />
Schmelztemperaturen (Alu und Stahl)<br />
Hohe Festigkeit der Verbindung<br />
Kein Füllerdraht oder Schutzgas notwendig<br />
EMPT Schweißen<br />
Atomares Fügen von Aluminium<br />
(oben) und Stahl (unten)<br />
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
September 2011 / Dr. Kroth
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
Prozesstechnologie – Kleben<br />
■ Reinigungs- und<br />
Aktivierungsverfahren<br />
■ Integration unterschiedlicher<br />
Klebeverfahren und Materialien<br />
■ Integration verschiedener<br />
Dosierverfahren<br />
■ Optional mit Rühren, Vakuum und<br />
Temperierung<br />
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
September 2011 / Dr. Kroth
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
Prozesstechnologie – Tapen<br />
■ Tapemaschine von Reis Extrusion zum Tapen der Zellen<br />
Schematische Darstellung 2-Liner-Tapemaschine<br />
von Reis Extrusion<br />
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
Tape-Auftragskopf<br />
September 2011 / Dr. Kroth
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
Prozesstechnologie – Tapen<br />
■ Hauseigene Entwicklung durch Reis Extrusion<br />
■ Tape wird verzugsfrei bis zur Übergabe<br />
transportiert<br />
■ Geringer Wartungsaufwand durch vereinfachte<br />
Tapeführung<br />
■ Sehr gute Zugänglichkeit der einzelnen<br />
Komponenten und schneller Produktwechsel<br />
ohne Werkzeug<br />
■ Auftragskopf und Linerwicklung sind von<br />
Bedienerseite zugänglich Bandwechsel kann<br />
ohne Betreten der Zelle durchgeführt werden<br />
Tapemaschine REX<br />
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
September 2011 / Dr. Kroth
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
<strong>Batteriemodulmontage</strong> – Projekt 1<br />
Automatisierte Montage von Zelle zu Batteriepack<br />
Komplette Linie<br />
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
September 2011 / Dr. Kroth
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
<strong>Batteriemodulmontage</strong> – Projekt 1<br />
Abschnitt 1:<br />
Zelleinbringung<br />
und Test<br />
Abschnitt 2:<br />
Montage von<br />
Zelle zu Modul<br />
Abschnitt 3:<br />
Inspektion und<br />
Verschaltung<br />
Abschnitt 4:<br />
Puffer und<br />
Endmontage<br />
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
September 2011 / Dr. Kroth
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
Konzeptprojekt<br />
Automatisierte Montage von<br />
Zelle zu Batteriepack<br />
Komplette Linie<br />
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
September 2011 / Dr. Kroth
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
Konzeptprojekt<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
6 9<br />
5<br />
11<br />
8<br />
10<br />
7<br />
1. Zelleneinbringung<br />
2. Zellreinigung<br />
3. Klebeauftrag Zellen<br />
4. Gehäuseeinbringung,<br />
Isolationsfolien<br />
5. Modul stapeln,<br />
Vorrichtung bestücken<br />
6. Modul verschweißen<br />
7. Wärmeleitblech<br />
aufkleben<br />
8. Modulhandling,<br />
Modulpuffer<br />
9. Querverschaltung der<br />
Zellen<br />
10. Modulpuffer<br />
11. Batteriepackmontage<br />
manuell<br />
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
September 2011 / Dr. Kroth
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
Anlagensteuerung<br />
MES, ERP, SAP, … (kundenseitige Systeme)<br />
Leitstand<br />
Anlagennetz<br />
1 2 3 4 5<br />
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
September 2011 / Dr. Kroth
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
Leitstand - Visualisierung - Montage Zelle zu Modul<br />
Gehäuseeinbringung<br />
Zykluszeit Aktuell<br />
Stückzähler Aktuell<br />
Bewertung<br />
Kleben<br />
Zykluszeit<br />
Zykluszeit Letzte<br />
Zykluszeit Durchschnitt<br />
Stückzähler<br />
Schicht 0 -12<br />
Schicht 12 – 24<br />
Schicht 21 – 36<br />
Letzte 3 Schichten<br />
Letzte 21 Schichten<br />
0.0<br />
0<br />
OK<br />
0.0 s<br />
0.0 s<br />
0<br />
0<br />
0<br />
0<br />
0<br />
s<br />
Modul stapeln<br />
Zykluszeit Aktuell<br />
Stückzähler Aktuell<br />
Barcode DMC Zuganker 1<br />
Barcode DMC Zuganker 2<br />
Pressen im Maß<br />
Isolationsmessung<br />
Zykluszeit<br />
Zykluszeit Letzte<br />
Zykluszeit Durchschnitt<br />
0.0<br />
0<br />
546846131<br />
465461846<br />
OK<br />
OK<br />
0.0 s<br />
0.0 s<br />
s<br />
Zykluszeit Aktuell<br />
Stückzähler Aktuell<br />
Barcode Pressplatte 1<br />
Barcode Pressplatte 2<br />
Barcode Isolierung 1<br />
Barcode Isolierung 2<br />
Bekleben letzter Zelle<br />
0.0 s<br />
0<br />
564635431<br />
654686133<br />
984654112<br />
849646331<br />
17.07.2011 10:45:31<br />
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
Zykluszeit Aktuell<br />
Stückzähler Aktuell<br />
Barcode DMC Pressplatte 1<br />
Barcode DMC Pressplatte 2<br />
Barcode DMC Isolierung 1<br />
Barcode DMC Isolierung 2<br />
Bekleben letzter Zelle<br />
Zeitstempel 1<br />
Zeitstempel 2<br />
Zeitstempel 3<br />
Zeitstempel 4<br />
Zykluszeit Letzte<br />
Zykluszeit<br />
Durchschnitt<br />
Stückzähler<br />
Schicht 0 -12<br />
Schicht 12 – 24<br />
Schicht 21 – 36<br />
Letzte 3 Schichten<br />
Letzte 21 Schichten<br />
Gehäuseeinbringung<br />
Plasmareinigung<br />
Zykluszeit<br />
0.<br />
0<br />
0<br />
17.08.2011 15:00:00<br />
17.08.2011 16:00:00<br />
17.08.2011 17:00:00<br />
17.08.2011 18:00:00<br />
0.0 s<br />
Zykluszeit 0.0 s Durchschnitt<br />
0<br />
0<br />
0<br />
0<br />
0<br />
s<br />
Zeit Pressplatte 1<br />
564635431<br />
654686133<br />
Zeit Pressplatte 2<br />
984654112<br />
849646331<br />
Zeit 17.03.2011 Isolierung 1<br />
08:00:00<br />
Zeit Isolierung 2<br />
Zykluszeit Letzte<br />
Plasmareinigung<br />
Zykluszeit<br />
Stückzähler<br />
17.07.2011 10:32:11<br />
17.07.2011 10:32:27<br />
17.07.2011 10:32:39<br />
17.07.2011 10:32:51<br />
0.0 s<br />
0.0 s<br />
September 2011 / Dr. Kroth
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
Leitstand - Traceability - Produktionsschritte Zelle<br />
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
September 2011 / Dr. Kroth
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
REIS Robotics - der ideale Partner für Batteriefertigung<br />
■<br />
■<br />
■<br />
■<br />
■<br />
Neue Energie<br />
Erfahrung in großen<br />
schlüsselfertigen<br />
Anlagen<br />
Erfahrung in der<br />
Entwicklung neuer<br />
Technologien<br />
Gemeinsame<br />
Prozessentwicklung<br />
mit Kunden<br />
Resultat:<br />
Marktführer im PV-<br />
Bereich<br />
■<br />
■<br />
■<br />
■<br />
Automotive<br />
Schlüsselfertige<br />
Lösungen für<br />
Schweißen, Guss,<br />
Handhabung,<br />
Viele Referenzen<br />
und gute Kundenzufriedenheit<br />
Über 40 Jahre<br />
Erfahrung in<br />
Robotertechnik und<br />
Automation<br />
■<br />
■<br />
■<br />
■<br />
Batterie<br />
Erste Verträge für<br />
Batteriefertigung<br />
Entwicklung und<br />
Untersuchung der<br />
Kernprozesse<br />
Konzeptstudien für<br />
automatisierte<br />
Batteriefertigung<br />
■<br />
■<br />
■<br />
■<br />
Systemintegration<br />
Komplettes System<br />
aus einer Hand<br />
Alle Technologien<br />
im Haus<br />
Weltweiter Service<br />
durch regionale<br />
Niederlassungen<br />
<strong>Batteriemodulmontage</strong><br />
September 2011 / Dr. Kroth
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