Roboter prüft Qualität während der Produktion

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

Das anvisierte Anwendungsspektrum liegt momentan vor allem in der Luftfahrttechnik. Dort werden CFK-Großbauteile meist erst nach dem Durchlaufen komplexer Fertigungsketten geprüft. Die Kontrolle von Prozesszwischenschritten erfolgt dabei oft nur qualitativ, zum Beispiel mittels visueller Prüfung. Langfristig gedacht, könnten Roboter zusätzlich zur Großbauteilfertigung auch die Prüfungsabläufe bei großen Stückzahlen kleinerer unterschiedlich geformter CFK-Bauteile automatisieren. Das wäre unter anderem bei der Herstellung von sogenannten Clips vorteilhaft – von Verbindungselementen, mit denen Flugzeughaut und Spanten zu Rumpfschalen montiert werden.

Charakteristisch für Roboter ist die Anwendungsflexibilität

Roboter erlauben eine flexible Automation. Ein Grund dafür ist, dass unterschiedliche Werkzeuge vom gleichen Manipulator aufgenommen werden können. Damit bieten Roboter eine effiziente Verknüpfung von Prozessen. Das ZLP Augsburg hat sich mittelfristig zum Ziel gesetzt, Prozesse der Fertigungs- und Qualitätssicherung auf einem Roboter so zu integrieren, dass nur ein Ablauf erforderlich ist. Ein modularer Aufbau einer automatisierten Fertigungszelle, in der jeder Roboter Produktions- oder Prüfungsschritte übernehmen kann, bietet eine hohe Anwendungsflexibilität. Eine solche Konstellation verspricht ein enormes Einsparpotenzial aufgrund optimierter Prozessabläufe, die nachhaltig zu Zeit- und Materialeinsparungen führen und den manuellen Arbeitsaufwand reduzieren.

Dieses Ziel ist jedoch nicht einfach zu erreichen. Seitens der Robotik ergeben sich zwei zentrale technische Herausforderungen, die gemeistert werden müssen, um Industrieroboter in der Qualitätssicherung anwenden zu können. Zum einen sind CFK-Bauteile prozessbedingt mit geometrischen Abweichungen versehen. Das müssen Messverfahren und Roboterprogramme beachten. Das ZLP des DLR arbeitet an Steuerungsmethoden, die eine intelligente Reaktion auf Bauteilabweichungen zulassen und somit Fehlmessungen reduzieren sollen.

Industrieroboter haben sehr exakte Wiederholgenauigkeit

Zum anderen sind Industrieroboter darauf ausgelegt, dieselbe Aufgabe häufig zu wiederholen. Dies spiegelt sich in der sehr exakten Wiederholgenauigkeit wider. Sie quantifiziert die Präzision, mit der ein Roboter eine bekannte Position wieder einnehmen kann. Im Gegensatz dazu bezeichnet der Begriff Absolutgenauigkeit den Fehler, mit dem sich ein beliebiger Punkt im Arbeitsraum des Roboters anfahren lässt.

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