Mobile Roboter bauen Flugzeuge

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Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF

Ideal für die Luftfahrtindustrie

José Saenz ist der Projektverantwortliche am Fraunhofer IFF und Gesamtkoordinator von Valeri. „Zunächst ist das Projekt für die Luftfahrtindustrie angelegt. Diese Produktionswelt ist für das Vorhaben wie geschaffen“, sagt der Mechatronik-Spezialist. Die Herstellung der großen, sperrigen Flugzeugteile, die über längere Zeiträume an einem festen Ort bearbeitet werden, ist ein ideales Umfeld für den Einsatz mobiler Roboter. Sie sollen in die meist von Kundenwünschen individuell geprägten Montage- und Prüfarbeiten integriert werden. Die Projektpartner schreiben den Robotern dabei ganz genaue Aufgaben zu.

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„Sie sollen Dichtmittel auftragen und Inspektionsarbeiten übernehmen“, sagt Saenz. Vor allem das Abdichten spielt im Flugzeugbau eine große Rolle. „Beispielsweise bei der Montage von Rumpfelementen müssen große Mengen von Dichtmitteln aufgetragen werden. Das sind Arbeitsschritte, die ein Roboter gut übernehmen kann.“

Wo und wie Valeri genau greift, geben vor allem Airbus Military und FACC vor. Die beiden Endanwender konkretisieren die Einsatzszenarien und schärfen im Laufe der Projektarbeit das Anwendungsprofil. „Mit Airbus und FACC haben wir Partner, die genau wissen, was benötigt wird und wo mobile Robotersysteme im Flugzeugbau Sinn machen und wo nicht“, sagt Saenz. Airbus Military und FACC sind nicht nur Projektpartner, sondern stellen auch die Testumgebung und -komponenten für den Prototyp bereit. Die anderen Partner steuern entscheidendes Know-how bei.

Vorrangig geht es allen um mehr Flexibilität, höhere Geschwindigkeiten und die Schaffung von Mehrwerten in der Produktion. Stationäre Roboter sind in einer Produktionsumgebung, in der größere Teile in einem Zeitraum von bis zu zwei Wochen in einer einzigen Vorrichtung bearbeitet werden, nur begrenzt sinnvoll. „Nehmen wir beispielsweise einen Flugzeugrumpf“, sagte Saenz. „Seine Elemente sind zu gross, um sie an die Arbeit eines herkömmlichen stationären Produktionsroboters anzupassen. Man kann ein solches Teil nicht permanent drehen und wenden, damit der Roboter an ihm arbeiten kann. Also muss es umgekehrt gehen. Der Roboter fährt an die Stelle, an der er arbeiten soll.“

Sicherheit hat oberste Priorität

Doch wie sicher ist der einzelne Arbeiter in einer Umgebung, in der regelmäßig Roboter seinen Weg kreuzen? „Die Interaktion von Mensch und Maschine muss von hundertprozentiger Sicherheit geprägt sein“, sagt Saenz. „Nehmen wir einen üblichen Industrieroboter: Er ist stationär und bei der Arbeit meist hinter einen Schutzzaun verbannt.“

Physischen Kontakt zwischen Mensch und Maschine gibt es nicht. «Betritt jemand den Schutzraum, stoppt alles.» Bewegt sich ein Roboter jedoch frei hin und her, arbeitet mit beweglichen Manipulatoren, die seinen Aktionsradius und damit das Gefahrenpotenzial plötzlich um ein Vielfaches erweitern können, muss der Mensch auf andere Weise vor Kollisionen geschützt werden. Die Entwicklung von Technologien, mit denen sich ein solcher Schutz erreichen lässt, ist, neben der eigentlichen Interaktion, die Aufgabe des Fraunhofer-IFF.

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