Vollstanznieten in der Flugzeugendmontage
Cobot im Flugzeugrumpf
Der Frage, wie die Flugzeugendmontage produktiver und zugleich ergonomischer gestaltet werden kann, gingen Tox Pressotechnik, das Fraunhofer Institut für Großstrukturen in der Produktionstechnik und der Flugzeugbauer Airbus nach. Sie statteten einen kollaborativen Roboter mit einer Handzange aus und ermöglichten so den Einsatz des effizienten Verbindungsverfahrens Vollstanznieten.
Montage einer Stringer-Kupplung mithilfe eines kollaborativen Roboters im Flugzeugrumpf (Bild: Tox Pressotechnik GmbH & Co. KG)
Zurzeit werden bei Airbus die Längsstreben einzelner Segmente des Rumpfes noch über Stringer-Kupplungen und durch herkömmliche Vollnieten manuell miteinander verbunden. Künftig jedoch sollen hier Vollstanznieten zum Einsatz kommen. Das Verfahren verspricht eine Reduzierung der relevanten Prozessschritte, der Bearbeitungszeit pro Nietverbindung und damit der Montagezeit pro Segment sowie schließlich der Belastung des Montagepersonals. Um das Vollstanznieten für die robotergestützte Applikation in der Flugzeugendmontage anzupassen, schlossen sich die Unternehmen Airbus Operations, Tox Pressotechnik sowie das Fraunhofer IPG zu einem Kooperationsprojekt zusammen.
Cobot verbindet Flugzeugsegmente
Die gemeinsam erarbeitete Lösung basiert Hardware-seitig im Wesentlichen auf einer speziell entwickelten und integrierten Handzange mit Steuerung und Sensorik aus dem Tox-Baukasten, einer Nietzuführung sowie einem modifizierten Cobot-System mit einer maximalen Traglast von 10kg. Der kollaborierende Roboter ist mechanisch und steuerungstechnisch mit dem Setzgerät gekoppelt und wird, ähnlich einem Balancer, über die Handgriffe geführt und positioniert. Da die sehr kompakte Stringer-Zange inklusive Nietzuführung, Blechdickenmessung, Nietkontrolle und Steuerelemente nur 6,5kg wiegt, lässt sie sich mittels Cobot leicht und zielgerichtet führen und positionieren. Die Stringer-Zange ist für Presskräfte bis 50kN ausgelegt und weist eine Rachenöffnung von 53mm auf. Sie arbeitet mit einem Krafthub von 11mm und einem Eilhub von 26,5mm. Der Gesamthub liegt bei maximal 47mm und die Werkzeugöffnung bei 37,5mm. Die Hubauslösung erfolgt an den Handgriffen bzw. über die Tox-2-Hand-Steuerung STE, die wiederum mit der Robotersteuerung korrespondiert. n
