Seit jeher ist es ein menschliches Bestreben, sich einen mechanischen Helfer zu schaffen, der das Leben erleichtern soll. Technisch, so machen es uns diverse Marketingvideos glauben, ist bereits alles möglich – sogar Fledermäuse und Türen öffnende „Hunde“. Was ist also mit dem technischen Klon, der an unserer Stelle arbeitet? Wie ist der Stand der Robotertechnik im Arbeitsalltag? Und was sind hier die neuesten Trends? Und vor allem – wie sieht es in der Luftfahrt aus?
Im ZAL wird an der Zukunft der Luftfahrt gearbeitet. Naheliegend, dass das Robotikthema dabei eine große Rolle spielt. In der Automobilindustrie sind die maschinellen Helfer kaum noch wegzudenken. In der Luftfahrt verläuft dieser Prozess jedoch langsamer, da die Erfordernisse weitaus komplexer sind. Das Robotics & Automation-Team der ZAL GmbH treibt hierfür die Automatisierung in der Luftfahrt voran. Im Folgenden finden Sie Einblicke in die Forschungsschwerpunkte unserer Spezialisten.
Roboterklasse: Fliegengewicht
Automatisierung mittels Roboterarmen ist ebenfalls nicht neu. General Motors startete den Einsatz von Robotern im Automobilbau bereits 1962. Klassischerweise lebt der Mensch seitdem vom Roboter getrennt. Massive Schutzzäune sorgen in der Regel dafür, dass sich die Arbeitsbereiche von Menschen und Automaten nicht überschneiden. Den Anforderungen der Luftfahrt genügt dies allerdings nicht. Hier stoßen konventionelle Robotersysteme schnell an ihre Grenzen. Die vergleichsweise geringen Stückzahlen sowie die hohe Varianz und besondere Beschaffenheit der Bauteile rechtfertigen den bis heute überwiegenden Anteil der manuellen Arbeit im Flugzeugbau. Diese Gegebenheiten fordern von Automatisierungslösungen gleichzeitig Intelligenz und Flexibilität. Die Lösung – kollaborierende Leichtbauroboter. Diese können beispielsweise aufgrund ihrer Leichtigkeit problemlos in einen Flugzeugrumpf gehängt oder auf eine mobile Plattform montiert werden. Die hier entstehende Möglichkeit zur Mensch-Roboter-Kollaboration entspringt unter anderem einer zusätzlichen internen Sensorik, welche aus den aktiv handelenden Systemen wahrnehmende und reaktive Systeme macht. Diese Eigenschaft ermöglicht den Aufbau intelligenter Systeme, welche Seite an Seite mit den menschlichen Kolleginnen und Kollegen Tätigkeiten durchführen.
Die Robotikgruppe der ZAL RnT befasst sich hierbei in gleich mehreren Forschungsvorhaben mit der Erschließung neuer Einsatzgebiete dieser Roboterkollegen.
Autonome Aufpasser
Im Gegensatz zu den oben genannten Bemühungen, Menschen vor Robotern zu schützen, wird am ZAL eine gegenteilige Anwendung erforscht – Menschen von Robotern schützen zu lassen. Im Flugzeugbau steht der Transport von schweren Lasten an der Tagesordnung. Wird beispielsweise eine Flugzeugtür mit Hilfe des Hallenkranes zum Einbauplatz transportiert, gelten erhöhte Sicherheitsvorschriften. Menschen dürfen sich beispielsweise nicht in der Nähe der schwebenden Last befinden. Hier unterstützt ein von der ZAL R&T entwickelter mobiler Roboter. Er folgt der Tür auf Schritt und Tritt, nimmt seine Umwelt wahr und überwacht den Fortschritt des Prozesses. Nähert sich beispielsweise ein Mensch dem Kran-Robotergespann zu sehr, schlägt der Roboter Alarm. Er kann hierbei visuelle oder akustische Warnsignale geben oder gar den Prozess stoppen.
Der Roboter mit dem Siegel „Made by ZAL RnT“ wird innerhalb einer eigens für das übergeordnete Forschungsprojekt aufgebauten funktionalen Testumgebung inklusive Krananlage im ZAL Hangar getestet, präsentiert und weiterentwickelt.
Druckende Roboterarme
3D Druck und Roboter – beide Technologien sind aus der Luftfahrt ebenfalls nicht mehr wegzudenken. Eine Kombination ist momentan innerhalb des ZAL Robotik-Teams Gegenstand der Forschung. Hier werden die durch Bauraumbegrenzungen und Freiheitsgrade begründeten Limitierungen des klassischen 3D Drucks durch die Reichweite und Flexibilität eines Roboterarms ergänzt. Das Ziel – 3D Druck auf Oberflächen von beliebiger Form in (fast) unbegrenztem Bauraum.
Einsatz findet diese exotische Kombination potentiell bei Anwendungen und Baugruppen, welche bisher auf konventionellen Fertigungsverfahren mit anschließenden Fügeverbindungen basieren Darüber hinaus bei Reparaturanwendungen oder aber bei der additiven Fertigung tragender Elemente durch lastgerechtes und topologieoptimiertes Drucken.
Herausforderungen dieses Vorhabens sind, neben der zusätzlich benötigten Aktorik und Sensorik, vor allem die Bahnplanung des Roboterarms sowie die bestmöglich synchronisierte Ansteuerung aller Komponenten.
Roboter können offensichtlich sogar mehr als der Mensch – vor allem in Kombination mit anderen Technologien wie dem 3D-Druck. Aber auch wenn sie zu einigem fähig sind, sie unterstützen und optimieren den Arbeitsalltag – die Arbeit nehmen sie dem Menschen nicht ab.
Weitere Informationen zum Robotics & Automation-Team der ZAL RnT finden Sie hier.
