Roboter im Duett Automatisiertes Handling biegeschlaffer Halbzeuge

Mit der Inbetriebnahme der ersten Roboterzelle am Zentrum für Leichtbauproduktionstechnologie (ZLP) im Sigma-Technopark Augsburg stellt sich das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) den Herausforderungen der Produktion von künftigen Flugzeuggenerationen.

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Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR)

Der Faserverbundkunststoffanteil dieser neuen Flugzeuge wird mehr als 50% des Strukturgewichts ausmachen und erfordert aufgrund der prognostizierten Fertigungskadenzen ein Umdenken in der Produktion. Die klassische Manufaktur, wie sie im Moment in der Luftfahrttechnik vorherrscht, ist folglich kein tragfähiges Konstrukt für zukünftige Herausforderungen.

Deshalb bündelt das ZLP das vorhandene Know-how in den Bereichen Faserverbundbauweisen und Mechatronik aus den Standorten Stuttgart (BK), Oberpfaffenhofen (RM) und Braunschweig (FA). Durch die vorhandene Erfahrung in diesen Bereichen soll eine kostengünstige und werkstoffgerechte Produktion entstehen, die den Standort Deutschland europaweit in der Faserverbundfertigung an die Spitze bringen.

Kooperierende Roboter auf einer gemeinsamen Verfahrachse

Die am ZLP in Betrieb genommene Roboterzelle besteht aus zwei Kuka-Robotern der jüngsten Generation, die auf einer gemeinsamen, fast 10 m langen Verfahrachse montiert sind. Diese Konfiguration erlaubt es, unterschiedliche Ansätze zum Handhaben von biegeschlaffen Halbzeugen mittels Multi-Roboter-Kooperation zu entwickeln und zu erproben. Zusätzlich lässt sich auch die Zusammenarbeit verschiedener Roboterwerkzeuge untereinander unter realistischen Produktionsbedingungen untersuchen. Die parallele Ausführung unterschiedlicher Prozesse soll so zu einer Senkung der gesamten Fertigungsdauer beitragen.

Robotergroßanlage in Planung

Dementsprechend können die einzelnen notwendigen Schritte zur Produktion von Faserverbundbauteilen untersucht und damit wirtschaftlich optimal gestaltet werden. Zu Beginn der Forschungsarbeiten wird das Hauptaugenmerk auf Vakuuminfiltrationsprozesse gelegt.

Diese Prozesse umfassen das Ablegen von trockenen Zuschnitten, den dazugehörigen Vakuumaufbau und eine entsprechende produktionsintegrierte Qualitätssicherung.

Diese Arbeiten dienen als Vorstufe zu der in Planung befindlichen Robotergroßanlage. Die multifunktionale Roboterzelle soll in der Lage sein, große Flugzeugstrukturen gemäß den geltenden Fertigungsvorschriften kostengünstig zu produzieren. Zudem soll sie als Forschungsplattform für die Erprobung von weiteren Prozessen und Endeffektoren den Partnern des ZLP zur Verfügung stehen.

* Dipl.-Inf. Florian Krebs ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Zentrum für Leichtbauproduktionstechnologie (ZLP) der Deutschen Luft- und Raumfahrttechnik (DLR) im Sigma-Technopark Augsburg

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