Nella produzione aeronautica, gran parte della fresatura, la foratura e il montaggio sono ancora eseguiti a mano. Questo perché i componenti grezzi variano non solo per dimensioni e design, ma anche nella precisione della forma. Piccole differenze sono inevitabili in materiali estremamente leggeri ed elastici, che rappresenta una sfida per l'elaborazione automatizzata. Lavorando con un consorzio industriale, I ricercatori Fraunhofer hanno ora sviluppato un robot mobile in grado di gestire questi elevati requisiti:l'unico robot al mondo con questa capacità.

Quando oggi vengono utilizzate macchine automatizzate nella produzione di aeromobili, tendono ad essere pesanti, sistemi a portale personalizzati che scorrono lentamente sui componenti su rotaie. Però, oltre ad essere costoso e poco flessibile, questi sistemi rimangono inattivi per lunghi periodi, il che significa che i loro livelli di produttività sono bassi.

"Il nostro nuovo robot è in grado di raggiungere i componenti in modo autonomo ed eseguire lì tutti i compiti necessari. Misurare, legame, perforazione, fresatura:può fare tutto. Il robot è una macchina per tutti gli usi e può essere adattato in modo rapido e flessibile per modellare imprecisioni di componenti di grandi dimensioni, nonché modifiche di prodotto e modello, " dice il dottor Dirk Niermann, Capo del dipartimento di automazione e tecnologia di produzione presso il Fraunhofer Institute for Manufacturing Technology and Advanced Materials IFAM a Stade. Mentre i primi robot hanno fallito quando si trattava dei requisiti di alta precisione nel settore dell'aviazione, il nuovo robot non ha queste difficoltà:le deviazioni nei risultati di lavorazione sono inferiori a mezzo millimetro.

Guadagni di precisione grazie ai sistemi di misurazione lato uscita

"Soprattutto, integrando sistemi di misura lato uscita appositamente sviluppati (i cosiddetti encoder secondari), siamo riusciti a ridurre sostanzialmente al minimo l'errore, " spiega Christian Böhlmann, Responsabile di Gruppo per i Sistemi Integrati di Produzione. Mentre la tecnologia di misurazione è collegata al motore nei robot industriali convenzionali, è montato direttamente sugli assi del nuovo robot. "Per di qua, conosciamo sempre l'esatta posizione degli assi." Anche altre tecnologie hanno contribuito ad aumentare la precisione di lavorazione, compresa la compensazione lato controllo degli effetti di aderenza per attrito dagli ingranaggi, e una raffinata calibrazione del robot, per mezzo delle quali vengono effettuate misurazioni una tantum per determinare la vera geometria del robot, che viene poi preso in considerazione nei calcoli del movimento.

Poiché i componenti aeronautici sono spesso lunghi fino a 20 metri, la mobilità era importante durante la progettazione del nuovo robot. "Abbiamo sviluppato una piattaforma rigida con tre ruote motrici per il robot, " dice Böhlmann. "Ciò significa che può muoversi liberamente all'interno della fabbrica e andare dove è necessario in un dato momento. Non appena giunge a destinazione, tira le ruote e sta in una posizione stabile."

In questo modo, il robot e altri sistemi di produzione robotica modulari di Fraunhofer IFAM facilitano fluidi, produzione versatile; non passano più per stazioni rigidamente determinate, ma adattati in fretta, in modo flessibile ed economico alle diverse esigenze.