KaDoTE - KI-gestützte, teilautomatisierte Demontage von Traktionsbatterien; Teilvorhaben: Entwurf und Erprobung des Trennprozess- und Demontagedemonstrators und fabrikplanerische Integration in die Testumgebung unter Einsatz des Digitalen Zwillings und Künstlicher Intelligenz

Abstract

Im Verbundforschungsprojekt KaDoTE wurde die KI-gestützte, teilautomatisierte Demontage von Traktionsbatterien als Beitrag zu einer wirtschaftlichen, sicheren und ressourceneffizienten Kreislaufwirtschaft untersucht. Das Teilvorhaben der Technischen Universität Chemnitz wurde gemeinsam von den Professuren Produktionssysteme und -prozesse (PSP) sowie Fabrikplanung und Intralogistik (FPIL) bearbeitet und fokussierte die experimentelle Untersuchung zentraler technologischer Bausteine einer automatisierten Demontage sowie deren Integration in eine modellhafte Fabrikumgebung. Die PSP untersuchte insbesondere robotergestützte Trenn- und Demontageprozesse für unterschiedliche Fügeverbindungen in Traktionsbatterien. Hierzu wurden Verfahren zum automatisierten Lösen von Schraubverbindungen sowie verschiedene destruktive Trennverfahren, darunter Fräs-, Bohr-, Wasserstrahl- und Schneidprozesse, experimentell analysiert und in einem industrienahen Demonstrator validiert. Ergänzend wurden werkzeugseitige Entwicklungen wie ein federbelastetes Schraubsystem mit automatischem Bitwechsel und Absaugvorrichtung realisiert. Die FPIL adressierte die Integration der Demontage in eine modellhafte Fabrikumgebung. Hierzu wurde ein Demonstrator zur KI-gestützten robotischen Entnahme von Batteriekomponenten aufgebaut, einschließlich der Anbindung an ein Hochregallagersystem, eines flexibel einsetzbaren fahrerlosen Transportsystems (FTS) sowie sensorbasierter Objekterkennung und robotischer Handhabung. Dabei wurden insbesondere Fragestellungen der logistischen Integration, modularen Anlagenkopplung und variantenflexiblen Materialflussgestaltung untersucht. Darüber hinaus wirkte die TUC an der Konzeption, Integration und Validierung des im Verbund entwickelten Digitalen Zwillings sowie an der prototypischen Einbindung KI-basierter Erkennungs- und Informationsbereitstellungssysteme mit. Der Schlussbericht dokumentiert die durchgeführten Arbeiten, die erzielten wissenschaftlich-technischen Ergebnisse sowie die sich daraus ableitenden Perspektiven für zukünftige Forschungs- und Entwicklungsarbeiten im Bereich automatisierter Demontagesysteme.