EFFIZIENTERER FLUGZEUGBAU 06.05.2014, 11:45 Uhr

Schlangenroboter aus Chemnitz kann Tragflächen montieren

Die 3000 Schrauben in der Tragfläche eines Airbus A330 anzuziehen, dauert lange. Und ist vor allem anstrengend. Jetzt entwickeln Chemnitzer Ingenieure einen Roboter, der so beweglich ist, dass er sogar in entlegende Stellen einer Tragfläche kriechen und Schrauben befestigen kann. Das soll den Flugzeugbau beschleunigen.

Montage an der Tragfläche eines A330 in Toulouse: 3000 Schrauben müssen in nur einer Tragfläche angezogen werden. Ein neuer, sehr flexibler Roboter soll einen Teil dieser Aufgabe übernehmen.

Montage an der Tragfläche eines A330 in Toulouse: 3000 Schrauben müssen in nur einer Tragfläche angezogen werden. Ein neuer, sehr flexibler Roboter soll einen Teil dieser Aufgabe übernehmen.

Foto: Airbus

Allein von seinem Langstreckenflieger A330 hat Airbus weit über 1000 Stück verkauft. 3000 Passbohrungen müssen in jeder Tragfläche ausgeführt werden. Macht 6000 bei zwei Tragflächen und sechs Millionen Bohrungen samt Verschraubung bei 1000 Flugzeugen. In Handarbeit.

Schwerstarbeit der Monteure in den Tragflächen

Die Monteure kriechen durch enge Löcher von nur 45 mal 25 Zentimetern und winden sich durch das Innere der Flügel, um dort die Tragflächenkomponenten mit Passschrauben zu befestigen. Zugleich müssen sie auch noch unzählige Nahtstellen abdichten. Die Arbeit ist zeitaufwändig, körperlich anstrengend und ermüdend. Hinzu kommen gesundheitliche Belastungen durch Dämpfe, die beim Abdichten entstehen. Ein Roboter, der diesen Job übernehmen kann, wäre ein großer Effizienzgewinn.

Wie eine Schlange windet sich der Roboter mit seinen acht Kipp- und Drehgelenken durch die enge Öffnung in den Innenraum der Tragfläche. Dadurch erreicht er auch hinterste Winkel der Kammer.

Wie eine Schlange windet sich der Roboter mit seinen acht Kipp- und Drehgelenken durch die enge Öffnung in den Innenraum der Tragfläche. Dadurch erreicht er auch hinterste Winkel der Kammer.

Quelle: Fraunhofer IWU

Stellenangebote im Bereich Automatisierungstechnik

Automatisierungstechnik Jobs
Possehl Electronics Deutschland GmbH-Firmenlogo
Advanced Engineer (w/m/d) Possehl Electronics Deutschland GmbH
Niefern-Öschelbronn Zum Job 
BEC Robotics-Firmenlogo
Application Engineer (m/w/d) BEC Robotics
Pfullingen Zum Job 
TenneT TSO GmbH-Firmenlogo
Site Manager (m/w/d) Wilhelmshaven TenneT TSO GmbH
Hannover, Wilhelmshaven Zum Job 
VIVAVIS AG-Firmenlogo
Sales Manager (m/w/d) Industrie VIVAVIS AG
Ettlingen Zum Job 
Caljan GmbH-Firmenlogo
Maschinenbauingenieur / Konstrukteur Sondermaschinenbau (m/w/d) Caljan GmbH
Halle (Westf.) Zum Job 
VIVAVIS AG-Firmenlogo
Sales Manager (m/w/d) Metering VIVAVIS AG
Berlin, Homeoffice Zum Job 
Haus der Technik e.V.-Firmenlogo
Fachdozent/in und Berater/in (m/w/d) für Krane und Hebezeuge in der Weiterbildung Haus der Technik e.V.
THU Technische Hochschule Ulm-Firmenlogo
W2-Professur Technische Informatik THU Technische Hochschule Ulm
über ifp | Executive Search. Management Diagnostik.-Firmenlogo
Teamleiter:in Mechanical & Electrical Engineering über ifp | Executive Search. Management Diagnostik.
Emlichheim Zum Job 
Berliner Stadtreinigung (BSR)-Firmenlogo
Mitarbeiter:in (w/m/d) strategisches Stoffstrom- und Anlagenmanagement Berliner Stadtreinigung (BSR)
IMS Messsysteme GmbH-Firmenlogo
Systemingenieur (m/w/i) für Oberflächeninspektion IMS Messsysteme GmbH
Heiligenhaus Zum Job 
Seus Kältetechnik GmbH-Firmenlogo
Projektingenieur Kältetechnik (m/w/d) Seus Kältetechnik GmbH
Wilhelmshaven Zum Job 
ZVEI e.V.-Firmenlogo
Manager/in Automation (w/m/d) ZVEI e.V.
Frankfurt am Main Zum Job 
Evos Hamburg GmbH-Firmenlogo
Betriebsingenieur EMSR (m/w/d) Evos Hamburg GmbH
Hamburg Zum Job 
Stadtwerke Schneverdingen-Neuenkirchen GmbH-Firmenlogo
Netzplaner (m/w/d) Stadtwerke Schneverdingen-Neuenkirchen GmbH
Schneverdingen-Neuenkirchen Zum Job 
TenneT TSO GmbH-Firmenlogo
Ingenieur als Projektleiter Leitungsbau (m/w/d) TenneT TSO GmbH
pro-beam GmbH & Co. KGaA-Firmenlogo
Business Development Manager im Bereich Sales (m/w/d) pro-beam GmbH & Co. KGaA
Gilching bei München Zum Job 
Tebis ProLeiS GmbH-Firmenlogo
MES Consultant (m/w/d) Tebis ProLeiS GmbH
Martinsried/Planegg, Erndtebrück, Aachen, Home-Office Zum Job 
Heraeus Electronics GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Head (m/f/d) of Global Quality Heraeus Electronics GmbH & Co. KG
Horn Hartstoffe GmbH-Firmenlogo
Prozessingenieur/-entwickler (m/w/d) Werkstoff- und Verfahrenstechnik Horn Hartstoffe GmbH
Tübingen Zum Job 
Possehl Electronics Deutschland GmbH-Firmenlogo
Advanced Engineer (w/m/d) Possehl Electronics Deutschland GmbH
Niefern-Öschelbronn Zum Job 
BEC Robotics-Firmenlogo
Application Engineer (m/w/d) BEC Robotics
Pfullingen Zum Job 
TenneT TSO GmbH-Firmenlogo
Site Manager (m/w/d) Wilhelmshaven TenneT TSO GmbH
Hannover, Wilhelmshaven Zum Job 
VIVAVIS AG-Firmenlogo
Sales Manager (m/w/d) Industrie VIVAVIS AG
Ettlingen Zum Job 

Das Problem: Herkömmliche Industrieroboter kommen nicht durch die engen Öffnungen, durch die sich gerade mal ein recht schlanker Mensch zwängen kann. Außerdem sind ihre Glieder zu starr. Ein Montageroboter für Tragflächen müsste zudem verschränkungsfähig sein, soll heißen: Die einzelnen Gelenke bleiben stabil in Position, während eines von ihnen den Andockpunkt für seine Arbeit anpeilt.

Flexibler Roboter mit acht kleinen Motoren in den Gelenken

Ein solches Modell mit beweglichen Gliedern entwickeln derzeit Forscher am Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU in Chemnitz. „Der Roboter besteht aus acht Achsgelenken. Durch die seriell verketteten kurzen Dreh- und Kippgelenke kann er sehr enge Bahnradien abfahren und sich in die entlegensten Ecken der Kammern schlängeln. Wir nennen ihn auch Schlangenroboter“, erklärt Marco Breitfeld, zuständiger Projektleiter am IWU.

Schlangenroboter kann bis zu 15 kg tragen

Am vordersten der acht Glieder kann das Werkzeug oder auch eine Inspektionskamera befestigt werden. Der zweieinhalb Meter lange Roboter ist in der Lage, bis zu 15 Kilogramm schwere Werkzeuge zu tragen. Eine besondere Herausforderung war der Antrieb, der klein sein musste und doch ein ausreichend hohes Drehmoment brauchte.

Produktion eines Flügels des Airbus A350XWB in Broughton: Chemnitzer Forscher entwickeln einen Roboter, der so gelenkig ist, dass er auch in kleinsten Hohlräumen Schrauben anbringen kann.

Produktion eines Flügels des Airbus A350XWB in Broughton: Chemnitzer Forscher entwickeln einen Roboter, der so gelenkig ist, dass er auch in kleinsten Hohlräumen Schrauben anbringen kann.

Quelle: Airbus

Um den Roboter so schlank wie möglich konstruieren zu können, haben die Wissenschaftler in jedem der acht Glieder einen sehr kleinen Motor verbaut – dennoch bringt es der Antrieb auf ein Drehmoment von bis zu 500 Newtonmeter. In Kombination mit Seilzug und Spindeltrieb ermögliche er die hohe Beweglichkeit der einzelnen Glieder, die sich jeweils in einem Bereich von 90 Grad verdrehen lassen, sagt der Projektleiter: „Das Antriebskonzept erlaubt einen Einsatz überall dort, wo hohe Kräfte und Momente auf engstem Raum benötigt werden.“ Die Anwendung sei deshalb nicht nur im Flugzeugbau, sondern auch in der Automobilindustrie oder im Kraftwerksbau denkbar.

Roboter fährt auf mobiler Plattform

Geplant ist, den 60 Kilogramm schweren Roboter auf eine mobile Plattform oder eine Schiene zu montieren, so dass er unter den Tragflächen entlangfahren kann. Derzeit testen die Forscher vom IWU das mechanische Konzept sowie die Steuerung in der Praxis.

Lesen Sie auch:

Vom 3. bis 6. Juni präsentieren sie auf der Messe Automatica in München einen Demonstrator des Innenraumroboters (Halle B4, Stand 228). Bis Ende 2014 soll ein Komplettaufbau des Systems entstehen.

 

Ein Beitrag von:

  • Werner Grosch

    Werner Grosch ist Journalist und schreibt vor allem über Technik. Seine Fachgebiete sind unter anderem Elektromobilität, Energie, Robotik und Raumfahrt.

Themen im Artikel

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.