Industrieroboter sind für die Herstellung von Nietbohrungen in der Strukturmontage von Luftfahrzeugen nur bedingt geeignet. Erst die Behebung der prozessspezifischen Unzulänglichkeiten des Roboters sowie seine verfahrensspezifische Leistungssteigerung ermöglicht die Realisierung von roboterbasierten Bauplätzen, die herkömmlichen Lösungen überlegen sind. Eine der Hauptschwierigkeiten liegt darin, dass die hohe Positionsgenauigkeit, die für die Nietbohrungen gefordert wird, höher ist als die Absolutpositioniergenauigkeit von Industrierobotern für hohe Traglasten. Industrieroboter mit sechs Freiheitsgraden können mit ihrem Werkzeug grundsätzlich jede beliebige Position und Orientierung einnehmen. Dies ist ein großer Unterschied zu herkömmlichen Bohrautomaten und Voraussetzung zum Verzicht auf das kosten- und zeitintensive sowie unflexible Vorrichtungskonzept, weil Werkstücke von Industrierobotern in jeder beliebigen Lage und Orientierung bearbeitet werden können. Die Rumpfsektion, deren Längsnähte ausgenietet werden sollen, kann deshalb viel einfacher im Bauplatz platziert werden. Der hohe Zeitaufwand für die genaue Ausrichtung des Bauteils oder die Montage des gesamten Bohrautomaten auf dem Bauteil mit einer Konturschablone fällt weg. Die Roboter können sofort mit der Bearbeitung beginnen, nachdem das Bauteil im Bauplatz abgelegt wurde. Der Verzicht auf das Vorrichtungskonzept erfordert allerdings das Einmessen der Werkstücke. Mit den am LaFT entwickelten Messstrategien auf Basis von optischen Sensoren kann der Roboter die Werkstücke selbst einmessen. Er wird quasi als Koordinatenmessmaschine benutzt. Die Robustheit des im Endeffektor integrierten Messsystems ist aufgrund einer neu entwickelten Messstrategie trotz der mechanischen Störeinflüsse des Bohrprozesses gewährleistet. Eine ebenfalls im Roboterwerkzeug integrierte Vakuum-Spannvorrichtung ermöglicht das Bohren ohne Innensystem und Gegenhalter. Das Blech wird lokal an der Bearbeitungsstelle von Vakuumsaugern gegen die Bohrbuchse gezogen. Auch hierfür sind keine zusätzlichen Vorrichtungen notwendig. Zur Fertigung der Nietbohrungen wurde eine besonders robotergerechte Bohrspindel entwickelt.
Robotergestützes Herstellen von Nietbohrungen in der Flugzeugrumpfmontage
2006
18 Seiten, 14 Bilder, 6 Quellen
Conference paper
German
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