Tronrud Engineering: Vollautomatisierter Transport in der Batteriezellproduktion

  • Fahrerloses Transportsysteme befördert Kisten durch eine Fabrik.

Fahrerlose Transportsysteme für die Lithium-Ionen Batterieproduktion im Reinraum

Die Elektromobilität boomt und die Nachfrage nach Batterien ist höher denn je. In den letzten Jahren hat sich gezeigt, dass der europäische Markt dringend zu dem seit langem wachsenden Vorsprung der überwiegend asiatischen Batteriezellenproduktion aufschließen muss. Um dies zu erreichen, werden nun immer mehr Batteriewerke in Europa gebaut.

Automatisierungslösungen sind der Schlüssel um mit den rasanten technologischen Entwicklungen Schritt zu halten. Das weiß auch Tronrud Engineering, ein norwegisches Maschinenbauunternehmen, mit dem wir den vollautomatisierten Paletten- und Behältertransport mit MAXOLUTION® fahrerlosen Transportsystemen für unseren gemeinsamen Endkunden realisiert haben – unter besonderen Bedingungen.

Das gemeinsame Projekt von SEW-EURODRIVE und Tronrud Engineering

Werk von Tronrud Engineering mit grauem Gebäude und einer Fabrik.
  • Kunde/Anlagenbauer: Tronrud Engineering, Norwegen
  • Branche: Batteriezellproduktion
  • Applikation: Reinraum-FTS für den Paletten- und Behältertransport bei der Produktion von Lithium-Ionen-Batteriezellen

Weitere Informationen zu unserem Kunden:

  • Tronrud Engineering entwickelt, produziert und liefert seit mehr als 40 Jahren Automatisierungslösungen.
  • Das Unternehmen beschäftigt derzeit rund 150 Mitarbeitende am Standort Eggemoen und 50 in der Niederlassung in Moss, südlich von Oslo.

Vorgeschichte zum Projekt:

Die Zusammenarbeit von Tronrud Engineering und SEW-EURODRIVE MAXOLUTION® System Solutions besteht bereits seit längerer Zeit: Vor der Realisierung der Serienproduktion wurde ein FTS-Testsystem in einer Pilotfabrik des Endkunden als Proof-of-Concept installiert. Nach diesem erfolgreichen Testprojekt wurde die Zusammenarbeit fortgeführt.

Vom Testsystem zur Serienproduktion:

  • Einsatz eines fahrerlosen Transportsystems (FTS) in einer komplexen Umgebung mit hohen Reinraumanforderungen und zahlreichen Schnittstellen, z. B. Luftschleusen, Aufzüge, Stetigförderer, Sondermaschinen
  • Installation eines FTS Testsystems in einer Pilotfabrik des Endkunden als Proof-of-Concept für die Serienproduktion
  • Nach erfolgreichem Test: Realisierung des Materialflusses in einem neuen Greenfield Werk mittels FTS

Innovative Automatisierung durch fahrerlose Transportsysteme:

  • Der Endkunde, ein Produzent von Lithium-Ionen-Batteriezellen, wünschte sich die Automatisierung nicht wertschöpfender Tätigkeiten durch fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF), damit Mitarbeitende sich ausschließlich auf wertschöpfende Aufgaben fokussieren können.
  • Die Fahrzeuge und weitere Systeme im Reinraum müssen die in ISO 14644-1 Klasse 6 (Reinraum-Klassifizierung) beschriebenen Anforderungen erfüllen.
  • Verwendung der standardisierten, interoperablen Kommunikationsschnittstelle VDA 5050 zwischen Flottenmanager und Fahrzeugen.

Besondere Herausforderung im Batteriewerk:

Die Fahrzeug-zu-Fahrzeug Übergabe in den Luftschleusen erfordert eine genaue Positionierung und ausgefeilte Sicherheitstechnik. Außerdem müssen verschiedene Ebenen (Erd- und Zwischengeschoss) überwunden werden. Dazu werden die fahrerlosen Transportsysteme (FTS) samt Last in einem Aufzug transportiert.

Zwei strikt getrennte FTS-Bereiche:

Verschiedene, über das Werk verteilte Routen sorgen dafür, den spezifizierten Materialfluss aufrechtzuerhalten. Dabei gibt es grundsätzlich zwei getrennte FTS-Bereiche: Während die FTF im sogenannten „grauen Bereich“ keine besonderen Reinheitsanforderungen erfüllen müssen, unterliegen die FTF im „weißen Bereich“ erhöhten Anforderungen nach ISO Klasse 6. Zur Vermeidung einer Kreuzkontamination findet die Lastübergabe in speziellen Luftschleusen statt.

Eine Hauptroute ist die Verbindung des zentralen Lagers mit den jeweiligen Fertigungsbereichen (Beschichten, Kalendern, Slitten, Stapeln, Zellassemblierung), um diese mit den benötigten Materialien zu versorgen. Darüber hinaus wird weiteres Material aus Bereichen in der Nähe des zentralen Lagers an die Fertigung transportiert (Batteriehüllen, Wartungsmaterialien). Typische zu transportierende Materialien sind Coils verschiedener Metallfolien, Batteriehüllen, Separatoren, etc.

Innerhalb des weißen Reinraum-Bereichs werden die Materialien bis an den jeweiligen Verwendungsort transportiert. Dies geschieht auf direktem oder indirektem Wege: Wird das Material nicht direkt angeliefert, durchläuft es vor der Anlieferung weitere Prozesse, z. B. Kommissionierung/Vereinzelung und Zwischenlagerung, von Paletten auf einzelne Kleinladungsträger (KLT). Dabei findet auch ein Transfer von einem auf das andere FTF statt. Darüber hinaus werden FTF zum Palettentransport vom Lager in den „Supermarkt“ sowie von dort zur Zellassemblierung eingesetzt.

Insgesamt kommen in der ersten Ausbaustufe 42 Fahrzeuge zum Einsatz – 31 Fahrzeuge zum Palettentransport und 11 Fahrzeuge zum Transport von Behältern (KLT). Die längste zurückzulegende Strecke beträgt 345 Meter, inklusive zwei Aufzugsfahrten.

Fünf verschiedene mobile Assistenzsysteme vor hellgrauem Hintergrund

Ein komplettes MAXOLUTION®-System aus einer Hand:

  • Der Endkunde erhält zuverlässige Produkte und Fahrzeuge von einem etablierten Anbieter mit jahrzehntelang bewährter Industriequalität.
  • wartungsfreies Nachladen der Fahrzeugbatterien dank der kontaktlosen Energieübertragung MOVITRANS®
  • schnelle und einfache Wartung dank standardisierter und industrietauglicher FTS Komponenten aus dem MAXOLUTION® Technologiebaukasten der SEW-EURODRIVE
  • Reinraumlösung durch Erfüllung der Kundenanforderungen in Anlehnung an ISO 6
  • Einfache, projektspezifische Anpassungen des Flottenmanagers – dank SEW-EURODRIVE-eigener Lösung, basierend auf neuester Kommunikationstechnologie
  • Zuverlässige, präzise und prozesssichere Lastübergabe in den Luftschleusen – dank innovativer Navigations- und Sicherheitstechnologie von SEW-EURODRIVE

Geteilte Verantwortung – Doppelter Kundennutzen:

Tronrud Engineering und SEW-EURODRIVE teilen sich die Verantwortung:

  • SEW-EURODRIVE ist für das Plattform-FTF aus dem Baukasten zuständig und Tronrud für das Lastaufnahmemittel sowie die kundenspezifischen Schnittstellen.
  • SEW-EURODRIVE verantwortet die Integration des Lastaufnahmemittels und stellt ein Gesamtfahrzeug inkl. Konformitätserklärung zur Verfügung.
  • Vor Ort unterstützten beide Partner bei der Inbetriebnahme, um die Anforderungen und Ziele gemeinsam zu erreichen. Auch in Zukunft sichert die europa- und weltweite Präsenz der beiden Partnerunternehmen SEW-EURODRIVE und Tronrud Engineering eine schnelle Unterstützung vor Ort.

MAXOLUTION®-Systemlösungen aus dem Baukasten

Mehrer fahrerlose Transportsysteme fahren durch eine hellgrau minimalistische Fabrik

MAXOLUTION® steht für innovative, skalierbare und zukunftsfähige Systemlösungen im Bereich der mobilen und schienengeführten Fördertechnik. Wir, bei MAXOLUTION® System Solutions, verstehen uns als Gesamtlösungslieferant für fahrerlose Transportsysteme – somit liegt der Fokus nicht nur auf den Fahrzeugen selbst, sondern auch auf den dazugehörigen Dienstleistungen von der Systemplanung und Simulation bis hin zur Inbetriebnahme und dem Installed Base Service.

Nach dem Beispiel unseres weltweit bekannten Baukastensystems für Getriebemotoren und Elektronikprodukte erfolgt auch das Engineering der autonomen Fahrzeuge auf Basis eines innovativen, speziell entwickelten Technologie- und Softwarebaukastens. Dies ermöglicht es uns, individuelle Fahrzeuge zu konfigurieren und dabei die Komplexität gering zu halten.

Stimmen unserer Kunden

Skule E. Smørgrav – Geschäftsführer bei Tronrud Engineering

„Für Tronrud Engineering ist dieses Projekt sowohl aus strategischer als auch aus technischer Sicht etwas ganz Besonderes. Da es sich bei der Herstellung von Elektroauto-Batterien und der grünen Transformation um ein aufstrebendes Geschäft handelt, waren die Lösungen für alle technischen Anforderungen nicht ohne weiteres auf dem Markt erhältlich. … Wir haben uns für SEW-EURODRIVE in erster Linie wegen ihrer Erfahrung, Kompetenz und Bereitschaft entschieden, unsere Technologien vollständig in eine nahtlose Einheit zu integrieren, die alle Anforderungen des Kunden erfüllt. Die Tatsache, dass sie es gewohnt sind, ihre Fahrzeuge an eine breite Palette von Anwendungen anzupassen, und ihre ermutigende Haltung, Pilotprojekte durchzuführen und gemeinsam mit ihren Partnern Lösungen zu finden, machten die Wahl für uns bei Tronrud für MAXOLUTION® System Solutions bei SEW-EURODRIVE leicht. Ich möchte auch die Bedeutung von SEW-EURODRIVE Norwegen hervorheben, die als Schlüsselpartner dafür sorgte, dass die richtigen Informationen die richtigen Leute sowohl bei SEW-EURODRIVE Deutschland als auch bei Tronrud Engineering erreichten.“

Cato Horten – Sales / Senior Project Manager bei Tronrud Engineering

“Wir bei Tronrud suchen immer nach Herausforderungen, und dies war ein neues Gebiet für uns. Mit Förderanlagen sind wir vertraut, aber sie zusätzlich zu einem FTS einzusetzen, war etwas anderes. … Eine wesentliche Stärke von Tronrud ist, dass wir innerhalb weniger Tage interne Tests durchführen können, um die Funktion zu überprüfen, was ein großer Vorteil ist, da wir die gesamte Produktion im Haus haben. Auch der Transfer von einem FTS zu einem FTS mit 1000 kg war eine Herausforderung, aber durch mehrere Tests und die Zusammenarbeit konnte eine Lösung gefunden werden. Tronrud Engineering hat sich für SEW-EURODRIVE entschieden, weil das Unternehmen für seine Qualität und seinen Support bekannt ist. Durch das gegenseitige Verständnis und die Transparenz sind die Herausforderungen leicht zu bewältigen.“

Die Interviews mit unseren Kunden in voller Länge

Skule E. Smørgrav , CEO / Geschäftsführer bei Tronrud Engineering

Geschäftsführer von Tronrud Engineering, Skule Edvard Smørgrav
Skule Edvard Smørgrav, CEO / Geschäftsführer bei Tronrud Engineering

1. Was macht dieses Projekt aus technologischer Sicht besonders?

Für Tronrud Engineering ist dieses Projekt sowohl aus strategischer als auch aus technischer Sicht etwas ganz Besonderes. Der lange Atem, der aus technologischer Sicht für alle Schritte in diesem Projekt erforderlich war, erforderte eine Partnerschaft mit einem Lieferanten, der über ein geeignetes Fahrzeugportfolio verfügte und der auch das Interesse und die Kompetenz hatte, die Fahrzeuge weiterzuentwickeln, um die strengen Anforderungen in dieser Branche zu erfüllen, wie z. B. schwere Lasten in einer Reinraumumgebung. Da es sich bei der Herstellung von Elektroauto-Batterien und der grünen Transformation um ein aufstrebendes Geschäft handelt, waren die Lösungen für alle technischen Anforderungen nicht ohne weiteres auf dem Markt erhältlich. Darüber hinaus war es von entscheidender Bedeutung, dass unser Partner eine vollständige technische Integration zwischen seinem Fahrzeug und unseren maßgeschneiderten Materialflusssystemen, die auf diesen Fahrzeugen aufgebaut sind, sowie die nahtlose Steuerung sowohl der Fahrzeuge als auch des Materialflusssystems ermöglichte.

2. Warum haben Sie sich für SEW-EURODRIVE, MAXOLUTION® System Solutions entschieden?

Wir haben uns für SEW-EURODRIVE in erster Linie wegen ihrer Erfahrung, Kompetenz und Bereitschaft entschieden, unsere Technologien vollständig in eine nahtlose Einheit zu integrieren, die alle Anforderungen des Kunden erfüllt. Die Tatsache, dass sie es gewohnt sind, ihre Fahrzeuge an eine breite Palette von Anwendungen anzupassen, und ihre ermutigende Haltung, Pilotprojekte durchzuführen und gemeinsam mit ihren Partnern Lösungen zu finden, machten die Wahl für uns bei Tronrud für MAXOLUTION® System Solutions bei SEW-EURODRIVE leicht.

3. Was waren Ihre persönlichen Highlights im Projekt und in der Zusammenarbeit?

Für mich gibt es zwei klare Höhepunkte in dem Projekt zwischen SEW-EURODRIVE und Tronrud Engineering. Das erste und wichtigste war zu sehen, wie die Ingenieure und Projektmanager von Tronrud, die Ingenieure, Techniker und Produktverantwortlichen von SEW-EURODRIVE Deutschland und das Team von SEW-EURODRIVE Norwegen einwandfrei zusammengearbeitet haben, um dieses Projekt zum Erfolg zu führen. Wie bei jedem Projekt gab es zahlreiche technische und organisatorische Herausforderungen, aber unsere beiden Unternehmen haben unermüdlich daran gearbeitet, sie alle durch gute Kommunikation und die richtige Einstellung aller Beteiligten zu lösen. Das zweite war, zu sehen, wie die Fahrzeuge beim Kunden arbeiten und ihre Aufgabe mit dem Fahrzeug und unserem Materialflusssystem einwandfrei erfüllen. Ich möchte in diesem Zusammenhang auch die Bedeutung von SEW-EURODRIVE Norwegen hervorheben, die als Schlüsselpartner dafür sorgte, dass die richtigen Informationen die richtigen Leute sowohl bei SEW-EURODRIVE Deutschland als auch bei Tronrud Engineering erreichten.

Cato Horten, Sales / Senior Project Manager bei Tronrud Engineering

Sales / Senior Project Manager von Tronrud Engineerin, Cato Horten
Cato Horten, Sales / Senior Project Manager bei Tronrud Engineering

1. Was ist das Besondere an diesem Projekt aus technologischer Sicht?

Wir bei Tronrud Engineering suchen immer nach Herausforderungen, und dies war ein neues Gebiet für uns. Mit Förderanlagen sind wir vertraut, aber sie zusätzlich zu einem FTS einzusetzen, war etwas anderes. Unser Ansatz bei einem neuen Projekt ist immer, dass es machbar ist, wir müssen nur herausfinden, wie. Wenn wir die Anforderungen des Kunden verstehen und darauf aufbauend das richtige Team zusammenstellen, dauert es nicht lange, bevor wir die endgültige Lösung sehen. Ein weiterer Schlüsselfaktor in diesem Projekt war ISO6. Am Anfang haben wir die Anforderungen nicht ganz verstanden, aber als das geklärt war, war es einfach. Ein weiteres Thema war die Ladung selbst und wie die Palette auf dem Förderband gesichert werden kann. Eine wesentliche Stärke von Tronrud Engineering ist, dass wir innerhalb weniger Tage interne Tests durchführen können, um die Funktion zu überprüfen, was ein großer Vorteil ist, da wir die gesamte Produktion im Haus haben. Auch der Transfer von einem FTF zu einem FTF mit 1000 kg war eine Herausforderung, aber durch mehrere Tests und die Zusammenarbeit konnte eine Lösung gefunden werden.

2. Warum haben Sie sich für MAXOLUTION® von SEW-EURODRIVE entschieden?

Tronrud Engineering hat sich für SEW-EURODRIVE entschieden, weil das Unternehmen für seine Qualität und seinen Support bekannt ist. Bei anderen Projekten haben wir immer problemlose und schnelle Unterstützung erfahren. Als wir mit diesem Projekt begannen, spürten wir sofort, dass wir zusammenarbeiten, uns verstehen und auf das gleiche Ziel hinarbeiten können. Wir bei Tronrud Engineering haben immer gesagt, wenn man die Kontrolle über das Produkt hat, gibt man es nicht her, bevor man muss. Deshalb haben wir SEW-EURODRIVE gebeten, das voll beladene FTF in unseren Aufzügen von einer Ebene zur anderen zu transportieren. Das haben wir noch nie gemacht, aber es ist möglich, war die Antwort von SEW-EURODRIVE, und wir sehen heute, dass es sehr gut funktioniert.

3. Was waren Ihre persönlichen Highlights im Projekt und in der Zusammenarbeit?

Die Zusammenarbeit mit einem deutschen Unternehmen auf dem Niveau, das wir in diesem Projekt erreicht haben, ist neu für uns und ich denke auch für SEW-EURODRIVE. Durch das gegenseitige Verständnis und die Transparenz sind die Herausforderungen, die sich im Projektverlauf ergeben, "leicht" zu bewältigen. Auf dieser Ebene des Geschäfts gibt es große Unterschiede zwischen SEW-EURODRIVE und Tronrud Engineering, aber durch Verständnis und Akzeptanz ist alles möglich. Wir sehen auch, dass die Möglichkeit für eine noch engere Zusammenarbeit in der Zukunft etwas ist, das wir gemeinsam tun wollen. Die Arbeit mit FTS auf dieser Ebene war für Tronrud Engineering neu, und ich denke, für SEW-EURODRIVE war die Zusammenarbeit mit einem Systemintegrator neu. Wir haben das sehr zu schätzen gewusst.

Produkte und Lösungen

MAXOLUTION® connected fleetmanager

Laptop Bildschirm mit Softwareoberfläche des connected fleetmanager

Der SEW-EURODRIVE Flottenmanager MAXOLUTION® connected fleetmanager fungiert als FTS-Leitsteuerung und sorgt für die Transportauftragsverwaltung, die Fahrzeugdisposition und die Fahrauftragsabwicklung. Hierfür nutzt der Flottenmanager die standardisierte Schnittstelle für FTS-Kommunikation „VDA5050“.

Eigenschaften:

  • Transportauftragsverwaltung für die Annahme und Priorisierung der Transportaufträge vom übergeordneten System
  • Fahrzeugdisposition für die Ermittlung des am besten geeigneten Fahrzeugs
  • Verkehrsmanagement unter Berücksichtigung der Fahrzeugabmessungen
  • Energiemanagement für eine zuverlässige und performante Energieversorgung der Fahrzeugflotte
  • Routing Management für die Berechnung der möglichen Pfadkombinationen und Auswahl der optimalsten Route
  • Benutzerfreundliche Bedienoberfläche und einfacher Zugriff über Web-Browser

Plattformfahrzeug mit aufgesetztem und integriertem Rollenförderer

Flaches Plattformfahrzeug mit aufgesetztem und integriertem Rollenförderer
  • Abmessungen: L = 1400 mm, B = 1200 mm, H = 600 mm
  • Übergabehöhe Rollenförderer: 500 mm
  • Max. Traglast: 1000 kg (inkl. Lastaufnahmemittel)
  • Max. Geschwindigkeit: 1,5 m/s
  • Fahrwerk: Bidirektional
  • Positioniergenauigkeit: +/- 2 bis 10 mm
  • Umfangreiche Sicherheitstechnik für das gesamte Fahrzeug:
    • Safety-Scanner Manipulationskontrolle
    • Integrierte Sicherheitssteuerung zur Erfüllung diverser Sicherheitsfunktionen wie geschwindigkeitsabhängige Schutzfeldumschaltung, sicher abgeschaltetes Drehmoment, sichere Geschwindigkeit und weitere
    • vollständige Integration des Lastaufnahmemittels in die Fahrzeugsicherheit
  • VDA 5050 Schnittstelle
  • Reinraumtauglich in Anlehnung an ISO 14644-1 Klasse 6
  • Induktive Ladetechnik MOVITRANS® spot als Aufboden-Lösung in Kombination mit Lithium-Ionen Akkumulatoren
  • Laser-SLAM Navigation in Kombination mit Laserparking und Feinpositionierung mittels Data-Matrix-Code, vor allem für sicherheitsrelevante Bereiche: Fahrzeug zu Fahrzeug Lastübergabe

MOVITRANS® für fahrerlose Transportsysteme

Verschiedene Einbauoptionen für MOVITRANS®-Komponenten in Verbindung mit fahrerlosen Transportsystemen

Mithilfe der induktiven Energieversorgung MOVITRANS® können fahrerlose Transportfahrzeuge kontaktlos mit Energie versorgt werden. Die Energieaufnahme erfolgt dabei verschleißfrei, entweder punktuell im Stillstand oder während der Fahrt über energieversorgte Strecken.

Ihre Vorteile:

  • Optimale Anzahl von Fahrzeugen durch Vermeidung von Stillstandszeiten (bspw. Laden während der Fahrt oder Lastübergabe)
  • Einfache und dezentrale Installation
  • Verlegung im Boden oder auf dem Boden möglich
  • Wartungsfrei
  • Geeignet für sensible Bereiche (bspw. Reinraum, Lebensmittelindustrie)
  • Automatischer Energiesparmodus

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