Flugzeugproduktion - intelligente Automatisierung in jeder Phase
Die Rumpfsektionen künftiger Flugzeuge sind in Bezug auf Bauprinzipien, Werkstoffe und Systemintegration vielseitig. Ihre Produktion wird jedoch hochgradig automatisiert sein, um die kommenden Anforderungen an Zeit, Kosten, Qualität und Flexibilität zu erfüllen.
Im Rahmen von LuFo, einem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderten Forschungsprojekt, entwickelt FFT gemeinsam mit seinen Partnern Produktionssysteme für Metall- und CFK-Rumpfsektionen, die vom Handling von Stringern über die präzise Positionierung von Großbauteilen wie Doppelstegplatten oder Fensterrahmen bis hin zum innovativen Fügen von Rumpfsektionen in Originalgröße reichen.
Dabei können die Technologien im Rahmen einer industriellen Nutzung entweder in bestehende (Brownfield) oder ganz neue Produktionslinien (Greenfield) integriert werden. DIe Projekte können von FFT´s vielfältigem Produktportfolio in den Bereichen Toleranzmessungen und -optimierung (BestFit, VisionView), Leichtbau-Greifer und Strukturen (FibreTec3D, Carbon Gripper), Bauteiltransport (iGV) oder digitale Prozessüberwachung (FF-Trace) sowie von FFTs mehr als 50-jähriger Erfahrung in der Konzeption und Entwicklung intelligenter Produktionssysteme profitieren.
Flexible Stringer führen die Handhabung durch
Im Rahmen des DHiiP-Projekts hat FFT flexible CFK-Performen und Werkzeugkerne in ein Konsolidierungswerkzeug zur Herstellung von Stringern im RTM-Verfahren eingebracht. Die Aufnahme und Handhabung von mehrteiligen Metallkernen und textilen Performs führte zu spezifischen Anforderungen an die Prozessautomatisierung, die durch eine Kombination von Vakuum-, Klemm- und Magnetgreifern erfüllt werden konnten. Die Verformbarkeit der flexiblen Halbzeuge stellte die Handhabung vor Herausforderungen hinsichtlich der Ablagegenauigkeit, die ebenfalls durch den Greifermechanismus gemeistert werden konnte. Darüber hinaus wurde ein digitaler Produktzwilling entwickelt und in die Anlagensteuerung integriert, um Daten aus vor- und nachgelagerten Prozessen bereitzustellen.
Automatisierte Komponentenintegration
Im Rahmen des Projekts ATON wurde ein neues Bauverfahren für Aluminium-Rumpfsegmente untersucht, das sich auf das automatisierte Aufbringen von geklebten Doublern, Fensterrahmen und Stringen konzentrierte. Zunächst wurde die Klebefolie auf die Bauteile aufgebarcht. Anschließend wurden sie automatisch auf der Rumpfhaut platziert. Die Klebstoffapplikationen wurden vom Projektpartner Fraunhofer realisiert, während FFT für die gesamte Anlagentechnik, Technologieintegration und Systemsteuerung einschließlich Simulation und Funktionstest verantwortlich war.
Zwei kooperierende Industrieroboter wurden für das automatisierte, toleranzgerechte Stringerhandling in einer großtechnischen Demonstration in industrieller Umgebung eingesetzt. Durch die Integration des optischen Messsystems BestFit von FFT in den Carbon-Gripper von FFT konnte ein effektiver Toleranzausgleich realisiert und die anspruchsvollen Prozessanforderungen erfüllt werden. Ein dritter Roboter auf einer Linearachse sorgte für das Handling der Doublierer und Fensterrahmen.
Im Folgeprojekt GREATER werden die Technologien derzeit für sphärische Bauteile weiterentwickelt und vom Projektpartner Airbus Aerostructure in seinen F&E-Einrichtungen analysiert, da sie erhebliche Massenreduzierungen und einen hohen Automatisierungsgrad ermöglichen.
Montage des Abschnitts und Installation des Systems
Im Rahmen des SeMoSys-Projekts wurde eine Profilmontage einschließlich der Systeminstallation entwickelt. Der Schwerpunkt lag dabei auf einer verkürzten Montagezeit und einem höheren Automatisierungsgrad durch die Verlagerung von Vorbereitungstätigkeiten außerhalb der Station und die Automatisierung des Transports mit dem iGV von FFT bei gleichzeiteiger Vermeidung von Brückenkranarbeiten. FFT war für die gesamte Konzeption, Gestaltung und Realisierung des Systems verantwortlich. Präsentationsrahmen aus den leichten FibreTec 3D-Profilen von FFT, mit Lasertrackern abgestimmte Konturblöcke und ein laseroptimierter Strahlrahmen sorgen für eine hohe Positionsgenauigkeit. Die beliebige Positionierung der Längsstöße ermöglicht ein ergonomisches Arbeiten und eine optimale Nutzung des Roboters, während der Austausch von Konturblöcken eine einfache Anpassung an unterschiedliche Schalengeometrien ermöglicht.
Das Toleranzkonzept wurde gemeinsam mit dem Fraunhofer IFAM entwickelt, das auch alle Messungen durchführte. Die Partner Fraunhofer und PFW Hutchison errichteten Systeminstallationen wie Rohrmodule. Der Blick über den Tellerrand führte zu innovativen Montageprozessen und -technologien mit paralleler Systeminstallation.
