Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF Roboter Flugzeugbau

José Navarro, IDPSA, und José Saenz vom Fraunhofer IFF prüfen, wie VALERI das Dichtmittel auf ein Flugzeugbauteil aufgebracht hat. Bild: Kuka

Die Luftfahrtindustrie macht es vor: Die Fabrik der Zukunft nimmt hier schon deutliche Formen an. Mit dem EU-Projekt VALERI (Validation of Advanced, Collaborative Robotics for Industrial Applications) haben europäische Forscher und ihre Partner aus der Industrie gezeigt, dass mobile Manipulatoren, also fahrbare Industrieroboter, sehr gut Seite an Seite mit dem Menschen zusammenarbeiten können, berichtet das Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF. In dem Projekt tragen Roboter beispielsweise Dichtmasse auf den Flugzeugrumpf auf oder prüfen Flugzeugbauteile. Koordiniert vom Fraunhofer IFF wollen die Experten insbesondere die Aufgaben in der Produktion automatisieren, die die Gesundheit des Menschen gefährden oder die sehr monoton und körperlich anstrengend sind. Auch Aufgaben im Flugzeugbau, die durch viele Fertigungsschritte hindurch immer wiederkehren, sollen zukünftig von einem einzelnen mobilen Roboter ausgeführt werden. Ersetzen sollen die Roboter die Fachkräfte nicht, sondern sie entlasten, ihnen assistieren und sie bei ihren Aufgaben unterstützen.

Menschen und Roboter arbeiten direkt nebeneinander, vielleicht sogar an demselben Bauteil und sind dennoch voneinander unabhängig. Mit dem Einbau eines zweiten Prüfsensors in dem VALERI-Robotersystem haben die Projektpartner darüber hinaus gezeigt, dass sich das System auch in anderen Fertigungsprozessen des produzierenden Gewerbes im Allgemeinen einsetzen lässt. Mit VALERI setzten die Experten einen Meilenstein, um ihre Ideen für die Mensch-Roboter-Kollaboration und in der Luftfahrtindustrie zu verwirklichen und die nächsten Schritte in Richtung Industrie 4.0 zu gehen. Am VALERI-Projekt sind industrielle Anwendern wie Airbus DS und FACC, Kuka Robotics, der Systemintegrator IDPSA und die Forschungspartner PROFACTOR und PRODINTEC beteiligt.

Großbauteile werden heute an einer feststehenden Fertigungszelle in der Produktion von Menschen bearbeitet. Über mehrere Tage hinweg montieren und prüfen Arbeitskräfte die Bauteile in mehreren Schichten. Spezialisierte, stationäre Robotersysteme sind in einem solchen Produktionsumfeld nicht wirtschaftlich. Das soll sich zukünftig ändern: Ein mobiler Roboter kann ähnliche Aufgaben an mehreren Arbeitsplätzen übernehmen. Deshalb benötigt das VALERI-System höhere Flexibilität im Vergleich zu traditionellen stationären Industrierobotern.

Das Projekt hat sich auf drei exemplarische Aufgaben konzentriert: das Auftragen der Dichtmasse entlang einer Nut, das Kontrollieren im Anschluss und das Prüfen geflochtener CFK-Bauteile. Während die ersten zwei Anwendungen eng miteinander verbunden sind, hat das VALERI-Konsortium eine dritte Anwendung ausgewählt, um die allgemeine Flexibilität des Systems zu zeigen. Der Roboter ist in der Lage, Werkzeuge zu wechseln. Dazu lässt sich die Programmierung zur Ausführung von völlig neuen Prozessen schnell und intuitiv vornehmen.