Visual Components
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Ein Hidden Champion setzt auf Visual Components

Um die Herausforderung der Entwicklung einer vollautomatischen Batteriemontageanlage zu meistern, wandte sich EMIL SCHMID MASCHINENBAU an Visual Components. Mit 3D-Simulation und einer umfangreichen Bibliothek von Fabrikkomponenten half Visual Components dem Unternehmen, eine beispiellose Präzision und Geschwindigkeit zu erreichen. Das Ergebnis? Ein optimiertes, platzsparendes Produktionssystem, das die für die Montage von Batterien für die Elektromobilität erforderlichen schnellen Taktzeiten erfüllt.

EMIL SCHMID MASCHINENBAU optimiert die Fertigung von Fahrzeugbatterien mit Visual Components

Baden-Württemberg ist eine der wirtschaftsstärksten Regionen Europas. Neben bekannten Weltkonzernen gibt es hier besonders viele mittelständische „Hidden Champions“ aus Automobilindustrie, Elektrotechnik und Maschinenbau. Eines dieser Unternehmen ist EMIL SCHMID MASCHINENBAU in Sonnenbühl/Willmandingen, ein Hersteller von Sondermaschinen und Anlagen.

Der Erfolg des Unternehmens, das vom 1-Mann-Betrieb auf mittlerweile über 300 Mitarbeiter angewachsen ist, beruht auf Qualitätsbewusstsein, Freude an der Innovation und einem visionären Blick. EMIL SCHMID MASCHINENBAU plant und baut maßgeschneiderte Lösungen im Bereich von Produktionsanlagen und Sondermaschinen, und zwar für viele Branchen, insbesondere für die Automobilindustrie. In den letzten Jahren sind zukunftsweisende Projekte, vor allem in der E-Mobilität, zu einem Spezialgebiet des Unternehmens geworden.

Vollautomatische Anlage zur Montage von Fahrzeugbatterien

Ein aktuelles Projekt ist eine Anlage zur Fertigung von Cell-to-Chassis-Fahrzeugbatterien. Solche Batterien bestehen aus ca. tausend Zellen, von denen jeweils etwa 100 in einem Cluster in Serie geschaltet sind, um die für den Antrieb notwendige Spannung zu erreichen. Zunächst müssen die einzelnen Zellen und die Zwischenlagen an der Montagelinie bereitgestellt werden. Nach einer Qualitätskontrolle der Zellen werden diese miteinander verklebt und in Clustern abgestapelt. Anschließend werden die Kontakte der Zellen durch Verschweißen in Reihe geschaltet. Nach einer weiteren Funktionskontrolle werden die Cluster mitsamt der Steuerungselektronik in das Batteriegehäuse verbaut. Das Ergebnis sind komplette Batterien, die direkt in ein Elektroauto eingebaut werden können.

Pro Zelle weniger als eine Sekunde Montagezeit

Die größten Herausforderungen bei diesem Projekt sind die extrem kurzen Taktzeiten, speziell bei der Zuführung und Montage der Batteriezellen: Für jede einzelne Zelle steht hier weniger als eine Sekunde zur Verfügung. Außerdem herrschen bei der Montage sehr beengte Platzverhältnisse. Die für die Montage verwendeten Roboter müssen also optimal platziert und die Roboterpfade exakt berechnet werden, damit die geringen Taktzeiten eingehalten und Kollisionen vermieden werden.

EMIL SCHMID MASCHINENBAU verfügt zwar über langjährige Erfahrungen bei der Montage von Verbrenner-Motoren und Getrieben, aber eine Anlage für die Zellassemblierung von Rundzellen war Neuland. Man suchte daher nach einer Softwarelösung, mit der ein möglichst platzsparendes Layout der Anlage erzielt werden konnte, und mit der gleichzeitig die komplexe Programmierung der Roboter vorgenommen werden konnte. Das Unternehmen hat sich schließlich im Bereich Projektierung und Konstruktion für die Lösung von Visual Components entschieden.

Professionelle Software für Fabrikplanung und -simulation

Visual Components ist eine der weltweit führenden Lösungen für die 3D-Fabrikplanung und -simulation. Mit der Software können Produktionsanlagen mithilfe einer Bibliothek von mitgelieferten, vorgefertigten Fabrikkomponenten entworfen, geplant und simuliert werden. Mit Visual Components kann man digitale Zwillinge erstellen – von einzelnen Produktionszellen bis zu kompletten Fabriken; ein solcher digitaler Zwilling ermöglicht die präzise Planung und Optimierung der Produktion und sogar eine virtuelle Inbetriebnahme.

Der Stammsitz von Visual Components ist in Espoo in Finnland; die Software wird weltweit in den unterschiedlichsten Branchen eingesetzt, vom Maschinenbau über die Automobilindustrie bis zur Verpackungsindustrie und Logistik. Da es unterschiedliche Ausbaustufen der Software gibt, finden alle Unternehmen, egal ob groß oder klein, eine für sie passende Lösung. Für Bildungseinrichtungen gibt es besonders attraktive Konditionen. Die Kunden im deutschsprachigen Raum werden von der Visual Components GmbH in München betreut.

Die mitgelieferte Bibliothek an Fabrikkomponenten beschleunigt die Projektierung

Die Anlage zur Batteriemontage war das erste umfangreiche Projekt, das EMIL SCHMID MASCHINENBAU mit Visual Components durchgeführt hat. Das Ziel war die Erstellung eines Layouts und die Ausarbeitung eines Konzepts zur Montage der Batteriezellen. Dabei musste ein optimales Montagekonzept gefunden und die Machbarkeit dieses Konzepts nachgewiesen werden. Außerdem sollte ein Layout gefunden werden, das die verfügbare Fläche optimal nutzt.

Dank der in Visual Components enthaltenen Bibliothek an Fabrikkomponenten und mithilfe der SCHMID-Programmbibliothek konnte ein kompletter Linienverbund in kurzer Zeit projektiert werden. Die geometrischen Modelle des Batteriegehäuses wurden über Schnittstellen direkt aus den CAD-Daten in Visual Components übernommen. Die einzelnen Stationen der Anlage wurden vollständig kinematisiert, d. h. die komplette Anlage konnte in ihren Bewegungen simuliert werden; so konnte man die Taktzeiten der einzelnen Stationen optimieren. Die Roboter wurden offline programmiert, um Kollisionen auszuschließen und um die extrem kurzen Taktzeiten zu erreichen.

Die vollständige Simulation der Stationen senkt eventuelle Risiken

Das 3D-Fabrikmodell in Visual Components hat dabei geholfen, eventuelle Risiken bei der Realisierung dieser vollständig neuen Anlage erheblich zu minimieren.

„Die Bibliothek von Visual Components und die langjährige Automatisierungserfahrung von EMIL SCHMID MASCHINENBAU haben es uns ermöglicht, in kürzester Zeit ein aussagekräftiges Konzept zu erarbeiten. So konnten wir bereits in einer frühen Projektphase mit dem Kunden alles in einer viel höheren Qualität besprechen“,

Patrick Ruoff, Sales Engineer bei EMIL SCHMID MASCHINENBAU.

Einfache Vermittlung des Anlagenkonzepts an den Kunden

Nachdem der Kunde die Freigabe des vorgeschlagenen Layouts erteilte, wurde mithilfe des Fabrikmodells in Visual Components ein detailliertes Angebot ausgearbeitet. Das Ergebnis wurde dem Kunden in Form von Zeichnungen, Bildern und Videos präsentiert.

„Mit Visual Components können wir unsere Layouts und Konzepte schneller optimieren und validieren. Durch die verschiedenen Exportmöglichkeiten wie 3D-PDF, 2D-DWG und sogar Virtual Reality-Modelle können wir alle Abteilungen von der Logistik bis hin zum Betreiber mit umfassenden Informationen versorgen“, erläutert Jens Lengerer, Sales Engineer bei EMIL SCHMID MASCHINENBAU.

Ein weiterer entscheidender Vorteil liegt im unternehmensinternen Informationsaustausch: Das Wissen, das im Fabrikmodell von Visual Components enthalten ist, wird effektiv in die Fachabteilungen kommuniziert und transferiert. Dieses einheitliche Verständnis steigert die Transparenz und Effizienz in der Projektabwicklung und erhöht die Wirtschaftlichkeit. Entscheidende Aufgaben wie die Optimierung der Taktzeiten und Roboterreichweiten können durch die Simulation deutlich früher und genauer gelöst werden.

Erfolgreiche Vermittlung des Anlagenkonzepts an den Kunden

Visual Components ermöglicht eine sehr klare Darstellung der Fertigungsanlage in 3D. Das detaillierte Modell der Anlage hat wesentlich dazu beigetragen, dem Kunden das Angebot übersichtlich zu präsentieren und ihn von der Lösung zu überzeugen. EMIL SCHMID MASCHINENBAU ist dank Visual Components optimal auf die Zukunft vorbereitet und kann seine Wettbewerbsposition in dieser sich rasant verändernden Branche stärken. Daher wird das Unternehmen auch in Zukunft die Layouterstellung und Konzeptausarbeitung für Montageanlagen mit der Lösung von Visual Components durchführen.

Über EMIL SCHMID MASCHINENBAU

EMIL SCHMID MASCHINENBAU in Sonnenbühl/Willmandingen ist ein Hersteller von Sondermaschinen und Anlagen, die in unterschiedlichen Branchen zum Einsatz kommen, vorwiegend in der Automobilindustrie.

Herr Ruoff und Herr Lengerer sind bei EMIL SCHMID MASCHINENBAU als Sales Engineers tätig und erstellen Layouts und Anlagenkonzepte anhand von Kundenlastenheften. Darüber hinaus unterstützen sie bei Machbarkeitsstudien, bei der Projektierung von Anlagen und bei der Erstellung von Angeboten.

Über Visual Components

Visual Components ist eine führende Lösung für die 3D-Fabrikplanung und -simulation, mit einer Bibliothek von vorgefertigten Fabrikkomponenten. Digitale Zwillinge – von einzelnen Produktionszellen bis zu kompletten Fabriken – ermöglichen die Planung und Optimierung der Produktion.

Die Software aus Finnland wird weltweit in den unterschiedlichsten Branchen eingesetzt, vom Maschinenbau über die Automobilindustrie bis zur Verpackungsindustrie und Logistik.

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