Roboter prüft Qualität während der Produktion

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JESSBERGER GmbH

KNAPP AG

CMS Automatisme

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

Aufgrund der möglichen Abweichungen und der Größe der CFK-Bauteile in der Luftfahrttechnik ist ein exaktes Anfahren der Positionen (Messpunkte) bei der Qualitätsprüfung erforderlich. Kompensationssysteme ermöglichen deshalb, Roboterbahnen zu überwachen und gegebenenfalls zu korrigieren. Somit werden Mehrfachprüfungen an einer definierten Stelle am Bauteil auf ein kleineres Maß reduziert. Zudem erlaubt eine exakte und unabhängige Erfassung der Messposition eine Zuordnung von Anomalien innerhalb der Bauteilgeometrie. Das vereinfacht den nachfolgenden Bewertungsprozess erheblich.

Messgrößen müssen Qualität der Prozessschritte widerspiegeln

Die Frage, wo und wann entlang der Prozesskette geprüft wird, orientiert sich an den einzelnen Prozessschritten, die von der Automatisierung vorgegeben werden. Maßgeblich ist dabei, dass die gewählten Messgrößen der zerstörungsfreien Prüfmethoden den jeweiligen Prozessschritt zuverlässig abbilden können. Entlang der Prozesskette sind Fertigungstoleranzen festzulegen, nach denen die Prüfsysteme Abweichungen erkennen und anzeigen können. Die Umsetzung lässt sich beispielhaft anhand der Vakuumfiltration zeigen.

Im Fall des Vakuuminfiltrationsverfahrens werden folgende Prozessschritte überprüft: Trockenfaserablage, Formgebung der trockenen Faserhalbzeuge und Harzinfiltration mit Aushärtung. Nach einem exakt berechneten Ablegeplan positioniert ein Roboter die Trockenfaserhalbzeuge in der Werkzeugkavität. Um die Qualität der Ablage prozessintegriert zu überprüfen, wurde eine Auswertungssoftware für einen Laserlichtschnittsensor entwickelt und am Roboter integriert. Das berührungslose Messsystem liefert Aussagen über die Positionen und die Spaltgrößen der gelegten Faserhalbzeuge.

Formgebung der Trockenfasern im Visier optischer und thermischer Kamerasysteme

Für den nächsten Fertigungsschritt – die Formgebung der Trockenfasern – werden optische und thermische Kamerasysteme installiert. Zur Prüfung des Endbauteils nach der Aushärtung setzt man verstärkt auf Methoden die im Wesentlichen ohne Koppelmedien und Vorbehandlungen auskommen. Dazu zählt die Thermografie. Es gibt aber auch Neuentwicklungen in der Ultraschalltechnik.

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