Von Roboter bis Cobot – Teil Eins

Komplexität des Roboter-Einsatzes in der Luftfahrtindustrie

Während manche Bereiche beispielsweise in der Montage bereits weitgehend automatisiert ablaufen, gehen viele Arbeitsabläufe noch manuell. Roboterunterstützte Produktions-, Prüf- und Instandhaltungsprozesse sind indes in ständiger Weiterentwicklung. Dabei ist der Einsatz von Robotern in der Luftfahrtindustrie komplexer als in der Automobilindustrie – schon vor allem, weil viele Bauteile Einzelanfertigungen sind und Losgrößen und Stückzahlen geringer. Während in der Automobilindustrie Roboter meist die gleichen Bewegungen ausführen, sind zum Beispiel beim Nieten und Bohren am Flugzeugrumpf ständig unterschiedliche Winkel, Materialstärken und Durchmesser zu bewältigen.

Das Unternehmen Rolls Royce ist dabei, die Triebwerkswartung mit Mini-Robotern zu revolutionieren. Wir haben darüber bereits in diesem Beitrag berichtet.

Produktivität und Effizienz steigern, Endproduktkosten senken, Qualität verbessern, Fehlerquoten reduzieren oder die Arbeiter in der Fertigung unterstützen: Mensch-Maschine-Interaktionen und autonome Roboter haben alle Arme voll zu tun.

„Neue digitale Technologien eröffnen gänzlich neue Möglichkeiten, Produktionsprozesse zu optimieren und so die Effizienz zu erhöhen. Schlagworte wie intelligente und automatisierte Produktion, Robotik und künstliche Intelligenz in der Industrie werden in der Luftfahrtindustrie – und besonders hier im ZAL – greifbar und verständlich.“, so der Luft- und Raumfahrtkoordinator der Bundesregierung Thomas Jarzombek in seiner Keynote zu den ZAL Innovation Days Ende Februar. Hier im Aviation Cluster Hamburg, dem drittgrößten zivilen Luftfahrt-Standort der Welt, wurde das Zentrum für Angewandte Luftfahrtforschung zum zweiten Mal zum Hotspot von Entwicklungen und zur Fach- und Innovationskonferenz. Die Themen: „Human-Machine Collaborations“ und „Automated & Autonomous Robots“:

ZAL Innovation Days 2019: Wie Robotik und Automation die Luftfahrt verändern

„Die smarte Integration von Robotik und Automatisierungsverfahren in der Fertigung zählen zu den zentralen Fragestellungen der Luftfahrtindustrie weltweit und auch zu den Kernthemen unserer Forschungsaktivitäten hier im ZAL. Wir haben dieses Leit-Thema daher bewusst für die ZAL Innovation Days 2019 gewählt, um Strategien und Anschauungsbeispiele länder- und branchenübergreifend hier in Hamburg zu diskutieren“, so Roland Gerhards, Geschäftsführer des ZAL.

Ein Filmrückblick zu diesem hochkarätigen Event informiert euch hier:

Ein Interview zum Betreff Luftfahrtstandort Deutschland und dem „Miteinander von Roboter und Mensch“ mit Herrn Gerhards findet ihr auch im Whitepaper „Digitalisierung in der Luftfahrt“ des WingMag-Sponsors SFS. In diesem Whitepaper ebenfalls thematisiert werden Cobots – kollaborative Roboter – sowie Exo-Skelette: sozusagen anziehbare Roboter, die Werker bei körperlich anstrengenden Arbeiten unterstützen.

Im ZAL testen beispielsweise Airbus und die Helmut-Schmidt-Universität zusammen solche Exo-Skelette. Diese Assistenzsysteme helfen Arbeitern in der Fertigung beim Heben schwerer Lasten und strapaziösen Tätigkeiten wie dem Nieten. Gewisse Nietarbeiten können Nietroboter schon automatisiert übernehmen, aber an den Stellen, die sie nicht erreichen können, ist nach wie vor der Facharbeiter gefragt. Bei allen Ausführenden – Mensch, Maschine oder Mensch-Maschine-Interaktion – geht es meist um die formschlüssige Verbindung der einzelnen Bauteile.

Hohe Absolutgenauigkeit realisieren auch die Roboter des Fraunhofer-Instituts IFAM mit Sitz in Stade: Standard-Industrie-Roboter werden zu mobilen CNC-Fräsrobotern aufgerüstet. Dieses System ermöglicht im Flugzeugbau zum Beispiel die Präzisionszerspanung von Großstrukturen aus CFK (carbonfaserverstärkte Kunststoffe). Und erfüllt dabei die Genauigkeitsanforderungen der Bauteilbearbeitung in der Luftfahrt sicher. So errang diese Lösung 2018 bei der Verleihung des Robotics Award auf der Hannover Messe auch einen Platz 2.

Ebenfalls vom Fraunhofer-Institut und in Zusammenarbeit mit Airbus entwickelt: Ein Assistenzroboter, der Arbeiter bei der Installation von Seitenwand-Paneelen unterstützt und entlastet. Bei Airbus in Hamburg kommen bei der Produktion des A320 seit 2018 auch innovative Nietroboter zum Einsatz, die Arbeiten am vorderen und hinteren Rumpf übernehmen. Arbeiten übernehmen – inwieweit kann die Robotisierung in der Luftfahrtindustrie damit auch insgesamt betrachtet bestehende Arbeitsplätze wegnehmen? Mehr dazu erfahrt ihr im zweiten Teil unseres Beitrags.