Kollaborierende Roboter im Flugzeugbau (Projekt VALERI)

Die Fabrik der Zukunft hält Einzug in der Luftfahrtindustrie: Ein Konsortium bestehend aus europäischen Forschungseinrichtungen und Industriepartnern entwickelt derzeit mobile und autonom agierende Roboter, die bei der Produktion von Flugzeugteilen zum Einsatz kommen und dort Hand in Hand mit dem Menschen arbeiten.

Die Fabrik der Zukunft hält Einzug in der Luftfahrtindustrie: Ein Konsortium bestehend aus europäischen Forschungseinrichtungen und Industriepartnern entwickelt derzeit mobile und autonom agierende Roboter, die bei der Produktion von Flugzeugteilen zum Einsatz kommen und dort Hand in Hand mit dem Menschen arbeiten.

Initiator und Koordinator des Projekts VALERI ist das Fraunhofer IFF in Magdeburg. Zusammen mit den Industriepartnern Airbus DS, FACC, IDPSA und KUKA Laboratories GmbH sowie ihren Forschungspartnern Profactor GmbH und PRODINTEC wollen die Robotikspezialisten ihre Vision in die Realität umsetzen.

VALERI steht für »Validation of Advanced, Collaborative Robotics for Industrial Applications«. Innerhalb von drei Jahren wird das Konsortium die neuen mobilen Roboter entwickeln, die in die Herstellungsprozesse von Flugzeug-Komponenten integriert werden sollen. Das Besondere daran: Die Roboter sollen autonom und ohne trennende Schutzräume Seite an Seite mit dem Menschen agieren und die Mitarbeiter von zeitintensiven, körperlich anstrengenden und monotonen Arbeiten befreien.

Zum Ende des Projekts werden die Roboter schließlich drei exemplarische Aufgaben in der Flugzeugkomponentenproduktion erfüllen. Es handelt sich dabei um das Auftragen der Dichtmasse entlang einer Nut, die optische Qualitätskontrolle der aufgetragenen Dichtmasse und die optische Prüfung geflochtener CFK-Teile. Die ersten beiden Aufgaben werden auf verschiedene Weise an praktisch allen Montagestationen durchgeführt, und alle drei Aufgaben erfolgen bislang manuell. Das neue Robotersystem wird die Produktivität in diesen Bereichen deutlich verbessern.

Die omniRob Plattform der Firma KUKA mit einem LBR 4+ dient als Ausgangsbasis für die Entwicklung. Zur Vergrößerung des Arbeitsbereichs wird die Plattform durch eine drehbare, vertikale Linearachse ergänzt, an der der LBR montiert ist.

Das Fraunhofer IFF ist neben der Projektkoordinierung für die Konzeption und Umsetzung der Sicherheitskomponenten zuständig, damit Menschen frei in der Nähe des Roboters arbeiten können. Das Konzept umfasst die Nutzung von taktiler Sensorik an der fahrenden Plattform und an der Linearachse, um bei den teilweise engen Platzverhältnissen in der Fabrik einen Kontakt zwischen Mensch und Roboter sicher detektieren zu können. Für die Überwachung des Arbeitsraums um das Werkzeug herum wird ein innovatives 2 1/2D-Kamerasystem verwendet. Im Rahmen des Projekts werden im industriellen Umfeld neue haptische Interaktionsmodalitäten zusammen mit der taktilen Sensorik und dem LBR getestet und evaluiert.

Mit VALERI entwickeln die Konsortialpartner ein System, das als adaptive und flexible Unterstützung auch im Handwerk oder in der Produktion von Kleinserien eingesetzt werden kann. Das macht es sowohl für die Luft- und Raumfahrt als auch für andere produzierende Bereiche interessant.