Fraunhofer

Fraunhofer-Gesellschaft  zur Förderung
der angewandten Forschung e.V.


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Fraunhofer IFAM, Automatisierung und Produktionstechnik

Bild: Vision einer Fabrik der Zukunft am Beispiel Ausrüstung von Flügeln für Passagierflugzeuge ©Fraunhofer IFAM

Bearbeitung und Montage im CFK Nord

Das Fraunhofer Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM engagiert sich im CFK Nord auf ca. 4000 m2 Hallenfläche im Themenbereich Bearbeitung und Montage von Großstrukturen aus Leichtbauwerkstoffen, wie sie z.B. im Flugzeugbau, im Nutzfahrzeugbau, im Rotorblattbau und perspektivisch auch im Schienenfahrzeugbau oder Schiffbau vorkommen.

Entsprechend der technologischen Anforderung ihrer Kunden und in enger Kooperation mit den späteren Anwendern entwickeln die Experten der Abteilung Automatisierung und Produktionstechnik automatisierte Prozesse und Anlagen, die sich sowohl der laufenden Produktionsplanung als auch den Bauteilen und Menschen flexibel anpassen. Solche Lösungen bringen alle Voraussetzungen für die konsequente Integration in eine Industrie 4.0-Umgebung mit, die sich durch einen horizontalen und vertikalen „End-to-End“-Datenfluss entlang der gesamten Prozesskette auszeichnet.

Bild: Kooperierend arbeitendes Roboterfeld zur Form- und Lagerkorrektur von Großbauteilen ©Fraunhofer IFAM

Produktionslösungen für die Fabrik der Zukunft

„Der Schlüssel zum robotischen Bearbeiten und Montieren von Großbauteilen, die fast immer  eine geringe Formtreue aufweisen, ist die Automatisierung des in der heutigen Produktion extrem zeit- und arbeitsaufwändigen Toleranzmanagements“, sagt Dr. Dirk Niermann, Abteilungsleiter Automatisierung und Produktionstechnik im Fraunhofer IFAM. „Dazu haben wir eine Reihe universell nutzbarer Technologiebausteine entwickelt, die uns in die Lage versetzen, sowohl frei fahrende Roboter entlang der 5, 10 oder 20 m messenden Bauteile präzise arbeiten zu lassen als auch die Spaltmaße beim Fügen von Großbauteilen automatisiert zu optimieren.“

Kooperierend arbeitende Roboterfelder nehmen dabei mit ihren sensiblen Vakuumgreifern Bauteile konturgetreu auf und bringen sie durch Steuersignale, die von hochgenau arbeitenden Lasermessgeräten erzeugt werden, in die für die Spaltmaßminimierung benötigte individuelle Form und Lage.   

Bild: Mobiles System aus Industrieroboter u. Bodenfahrzeug (AGV), welches für präzises Fräsen und Bohren an Großbauteilen entwickelt wurde. ©Fraunhofer IFAM

Mobilität und Wandlungsfähigkeit in der Fabrik der Zunkunft

Ebenso wichtig wie das Toleranzmanagement werden in Zukunft die Mobilität der Fertigungsmittel und die Zusammenarbeit Seite an Seite mit dem Menschen sein. Die statische Einteilung der Produktion in Stationen, denen bestimmte Prozesse zugeordnet sind, weicht einem temporären Zusammenkommen qualifizierter Mitarbeiter und mobiler Roboter, die nach Abarbeiten der Prozesskette sofort den nächsten Einsatzort aufsuchen. Das garantiert eine maximale Auslastung der Fertigungsmittel, eine höchstmögliche Flexibilität hinsichtlich verschiedener Produkttypen sowie eine Vermeidung von Stillstandzeiten bei Ausfall einzelner Module.  

Bild: Großanlage zur Montage von Flugzeugrümpfen, die eine große Palette unterschiedlicher Prozesse und Bauweisen unterstützt ©Fraunhofer IFAM

Automatisierung von Prozessen und Prozessketten

Umfangreiche Erfahrungen haben die Fraunhofer Spezialisten auf dem Themenfeld Bearbeitung mit dem Fräsen oder Bohren, darüber hinaus auch mit Wasserstrahlschneiden. Im Themenbereich Montage sind es hauptsächlich automatisierte Kleb-, Shim- oder Dichtprozesse, mit allem, was dazugehört: Oberflächenreinigung, Oberflächenaktivierung, spaltmaßangepasster Auftrag von Klebstoffen, aerodynamisch fluchtende Fugenversiegelung oder Kantenversiegelung ohne Maskieren, Fügen auch unter hoher Anpresskraft, Fixieren, beschleunigtes An- oder Aushärten. Zu allen Prozessen gehört auch eine automatisierte Qualitätsinspektion mit optischen Methoden.