Case Study:
Fraunhofer IPA modernisiert die industrielle Batteriedemontage

ESCAD unterstützte Fraunhofer IPA bei einem Forschungsprojekt zur Frage: Ist es möglich, Fahrzeugbatterien in der Industrie, mithilfe von Robotern zu demontieren und recyceln?

Durch ein Vakuum saugt die Formhand den abgelösten Deckel des Batteriegehäuses an.
Abb.: Durch ein Vakuum saugt die Formhand den abgelösten Deckel des Batteriegehäuses an und hebt diesen ab, um an die inneren Bauteile zu kommen. / Die Kabelschere trennt alle elektrischen Verbindungen. Sind die Bauteile elektrisch und mechanisch voneinander getrennt, kann der eigentliche Recyclingprozess starten. ©Fraunhofer IPA/Rainer Bez

ÜBER UNSEREN KUNDEN

Das Fraunhofer IPA, eines der größten Institute der Fraunhofer-Gesellschaft, forscht und entwickelt an organisatorischen und technologischen Aufgabenstellungen aus der Produktion. Dazu gehören Methoden, Komponenten und Geräte bis hin zu kompletten Maschinen und Anlagen. Das IPA arbeitet eng mit Industriepartnern zusammen, um innovative Lösungen für die Herausforderungen der modernen Produktionstechnik zu entwickeln.

Dr. Lorenz Halt, Fraunhofer IPA
Abb.: Dr. Lorenz Halt | Gruppenleiter Montageautomatisierung (Fraunhofer IPA)

HERAUSFORDERUNG UND ZIELSETZUNG

Der Kunde wollte herausfinden, ob es möglich ist, Batterien, die in der Fahrzeugtechnik eingesetzt werden, mithilfe von Robotern im industriellen Maßstab zu demontieren und recyceln. Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA suchte nach ambitionierten und mutigen Partnern, um gemeinsam an diesem Forschungsthema zu arbeiten. ESCAD wurde als Lösungsanbieter eingebunden, um das Projekt finalisieren.

Bedingt durch die aktuellen Lieferengpässe standen wir mit unserem Forschungsthema unter enormem Zeitdruck. Mit ESCAD hatten wir einen externen Partner an unserer Seite, der eine sehr hohe Expertise im Bereich Automatisierungsanlagen und EPLAN vorweisen kann.

LÖSUNG

Der Entwicklungsprozess begann mit der Elektrokonstruktion des Hauptschranks. Dieser versorgte den Zerlegetisch-Schaltschrank und den Roboter mit Energie. Dort befand sich auch die Kopfsteuerung und HMI. Der Zerlegetisch war zu diesem Zeitpunkt bereits in EPLAN konstruiert und konnte, nach ein paar kleinen Schnittstellenanpassungen, in das Gesamtprojekt integriert werden.

Das ESCAD-Projektteam unterstützte stark bei der elektrischen Konstruktion des Werkzeugwechslers, der sich am Roboter befindet, und die unterschiedlichen Werkzeuge. Jedes Werkzeug wurde mit einer eindeutigen Kodierung versehen, damit die Kopfsteuerung weiß, welches Werkzeug gerade mit dem Werkzeugwechsler verbunden wird. Dabei mussten viele verschiedene technische Herausforderungen berücksichtigt und detailliert in EPLAN eingepflegt werden. Der Roboter benötig nur 400V und konnte mit Profisafe an die Kopfsteuerung angebunden werden.

Im Nachgang konstruierte ESCAD auch die gesamte Pneumatik des Werkzeugwechslers am Roboter und der verschiedenen Werkzeuge.

Industrieroboter demontiert automatisch eine Batterie.
Abb.: Auf dem Zerlegetisch werden die Batterien zerlegt und recycelt. Die passenden Werkzeuge wie Schrauber, Motorspindel, Knacker Formhand, Kleinteilegreifer, Kabelschere, Brecher und Einrichtwerkzeug mit Endoskopkamera. Sind auf einer Aluminiumvorrichtung abholbereit. ©Fraunhofer IPA/Rainer Bez

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NUTZEN

Durch das Projekt DeMoBat hat sich der Kunde einer neuen wirtschaftlichen Herausforderung gestellt und bewiesen, dass die Demontage bzw. das Recycling von Batterien mit Robotern funktioniert. Auch in industriellem Maßstab.

Universal-Kleinteilegreifer, der Einzelteile in die dafür vorgesehenen Behälter recycelt.
Abb.: Der Universal-Kleinteilegreifer ist das Allzweckwerkzeug, um die Einzelteile in die dafür vorgesehenen Behälter zu recyclen. ©Fraunhofer IPA/Rainer Bez

Mit der Unterstützung von ESCAD haben wir es geschafft, unseren Demonstrator aufzubauen und konnten das Projekt erfolgreich präsentieren. Damit haben wir nun ein Leuchtturmprojekt im Bereich des Batterierecyclings vorzuweisen.

DIESE ESCAD-STÄRKEN KAMEN ZUM EINSATZ

  • • Technisches Know-how in der Entwicklung, Konzeption und Umsetzung vollständiger Maschinen- und Anlagensteuerungen
    • Erfahrung in der Auslegung von elektrischen Betriebsmitteln
    • Einfache Unternehmensstruktur für eine unkomplizierte Projektabwicklung
    • Dynamisches und lernbereites Team, das nah am Markt arbeitet
    • Lösungsorientierter Ansatz und Zielstrebigkeit

Die Kommunikation hat ganz wunderbar geklappt. Unser Kunde Fraunhofer IPA weiß genau, was er will und konnte sein Konzept mit Bildern und Skizzen veranschaulichen. Das hat die Zusammenarbeit sehr angenehm und gewinnbringend gemacht.

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