Vandaag de dag worden vliegtuigvleugels nog steeds met de hand gemonteerd. Men verwacht dat dit op korte termijn kan worden geautomatiseerd met de komst van een slangachtige robot die bouten in de meest krappe en moeilijk begaanbare ruimtes van de vleugel kan vastzetten.
Door de gecompliceerde interne structuur van een vleugel is het automatiseren van de vleugelassemblage een grote uitdaging. De interne structuur van vleugels bestaat uit holle kamers en de enige toegang tot deze ruimten is door smalle luiken met een lengte van 450 mm en een breedte van 250 mm. Dit maakt het voor monteurs uiterst moeilijk om de delen met elkaar te verbinden. Het boren verbinden en afdichten moet ongeveer 3.000 keer worden herhaald per vleugeldeel. Dit is tijdrovend werk dat een intensieve inspanning vereist van de monteur. Bovendien treden er gezondheidsrisico’s op als gevolg van vrijkomende dampen afkomstig van de gebruikte afdichtingsmaterialen. Onderzoekers aan de Fraunhofer Institute voor Machine Tools en Forming Technology IWU in Chemnitz (D) werken momenteel aan een automatiseringsoplossing.
Bewegingsvrijheid
Conventionele industriële robots zijn niet flexibel genoeg om door de nauwe ruimtes te bewegen. De stijve armen zijn daarbij niet in staat om tot de uiteindes van de vleugeldelen te komen. De vleugeldelen kunnen lengtes hebben oplopend tot wel 5 m. De onderzoekers van Fraunhofer hebben daarom een slanke robotarm met acht scharnierpunten ontwikkeld. De acht scharnieren geven de robot een grote bewegingsvrijheid waardoor die in de meest nauwe ruimtes kan komen. De robotarm heeft een lengte van 2,5 m en kan gereedschappen tot 15 kg ondersteunen. De robot wordt aangedreven door een geavanceerd mechanisme dat bestaat uit een innovatief schakelsysteem waarvoor een octrooi is ingediend. Door het compacte ontwerp van de robotarm zijn conventionele motoren geen optie. Daarom is besloten om kleine motoren in elk van de acht secties van de robotarm te integreren. Samen genereren ze een koppel van 500 Nm. In combinatie met een kabel- en spindelaandrijving kan elke sectie van de robotarm onafhankelijk naar een hoek van maximaal 90o gedraaid worden.
Ontwikkeling
De 60 kg zware robot is op een mobiel platform geplaatst waardoor het eenvoudig over de lengte van het vleugeldeel kan verplaatsen. Momenteel wordt het mechanische ontwerp en de controlefuncties uitvoerig getest en verder ontwikkeld. De wetenschappers van Fraunhofer verwachten dat aan het einde van 2014 een volledige versie van de achtdelige robotarm klaar is voor gebruik. Een demonstratiemodel van de robot zal van 3 t/m 6 juni op de Automatica beurs in München worden gepresenteerd.