Windkraft-Produktion Roboter schleifen Rotorblätter für Windkraftanlagen

Erstmals wird ein durchgängiges Konzept für die automatisierte Fertigung von Windkraftanlagen erarbeitet. Ein Kernelement dabei ist das automatisierte, robotergestützte Schleifen von Rotorblättern. Bis zu 70% der Produktionskosten können dadurch eingespart werden.

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GDC - Automation GmbH & Co.KG

Die Fertigung von Windkraftanlagen ist nach wie vor ein sehr personalintensiver Prozess. Ein Hauptgrund dafür ist, dass sich die Schleifbearbeitung der neuerdings bis zu 80 m langen Rotorblätter bislang nicht automatisieren ließ, weil die Dimensionen zu gewaltig sind und die Geometrie zu stark schwankt. Anders ausgedrückt: Die Form der Rotorblätter ließ sich im Fertigungsprozess nicht so genau bestimmen, dass eine Automatisierung möglich ist. Denn die Schleifbearbeitung muss mit Augenmaß und Gefühl erfolgen, und an beidem mangelt es einem konventionellen Roboter.

Spezielle Scanner erfassen die Geometriedaten des Rotorblatts

Der Automatisierungsspezialist GDC Consulting hat sich intensiv mit dieser Thematik befasst und ein Konzept entwickelt, das die automatisierte Fertigung dieser GFK-Komponenten erlaubt. Schlüsselelement dieses Konzeptes ist das intelligente Zusammenspiel des Roboters sowohl mit Sensorik als auch mit den CAD-Daten des Rotors.

Die realen Flügeldaten werden mittels spezieller Scanner erfasst und mit den virtuellen Daten verglichen. Das Resultat dieses Vergleichs erzeugt eine neue, den realen Umständen entsprechende Geometrie. Die Bearbeitungsroboter werden daraufhin mit den neuen Bahndaten aktualisiert.

Roboter berücksichtigt Topographie des Windkraftanlagen-Flügels

Zugleich – und das ist das Entscheidende an dem neuen Konzept – ist dieses Automatisierungskonzept darauf ausgelegt, die Topographie des Flügels zu berücksichtigen. Dem Roboter einfach nur einen kraft- und momentengekoppelten Schleifer in die „Hand“ zu geben, wäre kaum zielführend. Vielmehr erkennt das entwickelte System, wo im Schleifprozess welche Mengen abzutragen sind (Bilder 1 und 2 – siehe Bildergalerie).

Durch die Steuerung des Roboters über diese Sensoren entsteht ein Regelkreis, der hilft, die individuellen Abmessungen des Rotors zu berücksichtigen sowie Position und Form des Flügels exakt zu erfassen. Und durch den produktionsbegleitenden Vergleich mit den CAD-Daten lassen sich Konstruktion und Realität abgleichen und Produktionsdatenbanken einrichten, die exakte Aufschlüsse über die Fertigungsparameter geben.

Flächen und Außenkonturen der Rotorblätter von Windkraftanlagen vom Roboter fast identisch geschliffen

Ohne Übertreibung kann man sagen, dass diese Fertigungstechnik einer Revolution in der Windkraftanlagen-Produktion gleichkommt. Bisher mussten Werker in Schutzkleidung bei einem einzelnen 40 m langen Flügel schätzungsweise 60 bis 100 Stunden manuelle Arbeit leisten, um eine glatte Oberfläche zu erzeugen.

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