Industrieroboter mit prototypischem Qualitätssicherungssystem bei der Prüfung einer Flugzeugrumpfschale (Bild: Fraunhofer IFAM)
29.10.2021 Großstrukturen automatisiert und qualitätsgesichert abdichten
Thermografie für eine industrielle Qualitätssicherung
Die Automatisierung von Kleb- und Dichtanwendungen wird in dieser Branche stetig vorangetrieben. Jedoch ist nach der Applikation oft eine Kontrolle notwendig, deren Ergebnis von Erfahrung und Tagesform der Prüfenden abhängig ist. Im Rahmen des Forschungsprojekts INATA („Systeme zur automatisierten Auftragskontrolle, Qualitätssicherung und Aushärtung von Luftfahrtdichtstoffen“) wurde ein Qualitätssicherungssystem für den automatisierten Einsatz entwickelt, um auch an großen (Bild 1) und schwer zu erreichenden Bauteilen eine digital dokumentierte und objektive Kontrolle zu ermöglichen.
Die Applikation von Versiegelungen unterschiedlichster Art spielt bei der Produktion von Verkehrsflugzeugen eine wichtige Rolle. Ob es die Abdichtung der Druckkabine, die Versiegelung von Nietköpfen, Schnittkanten sowie Fügestellen oder die aerodynamische Glättung der Außenhaut ist – Dichtungen sind unabdingbar, um die Funktionalität und Langlebigkeit eines Flugzeugs zu gewährleisten. Sie schützen die Flugzeugstruktur u.a. vor eindringender Feuchtigkeit durch externe Witterungseinflüsse und somit vor möglicher Korrosion, welche die Flugtauglichkeit und Sicherheit maßgeblich beeinträchtigen würde und deswegen unbedingt vermieden werden muss.
Aktuell wird der jeweilige Dichtstoff vorwiegend durch erfahrene Mitarbeitende appliziert, die sich für den Auftrag oft in körperlich ungünstige Positionen begeben müssen. Zudem führen sie die Qualitätssicherung ebenfalls manuell durch, dokumentieren nach abgeschlossener Applikation ihre Arbeit und versichern dadurch, dass die Qualität der aufgebrachten Dichtstoffnaht den hohen Sicherheitsanforderungen entspricht.
Eine Automatisierung dieser Prozesse hat einerseits zur Folge, dass ein Industrieroboter mit einem Dosier-Endeffektor die Applikation der Dichtstoffnähte übernehmen und somit die Mitarbeitenden körperlich entlasten kann. Aber andererseits entfällt dadurch auch die Expertise der erfahrenen Mitarbeitenden und deren Einschätzung der Qualität der durchgeführten Arbeiten. Ein wichtiger Faktor bei der Umsetzung der Automatisierung ist also der Einsatz eines digitalen Zwillings, verbunden mit einem Qualitätssicherungssystem, welches die automatisiert durchgeführten Arbeiten objektiv bewertet und dokumentiert. Um die Einhaltung der Qualitätsanforderungen zu
gewährleisten, bedarf es demzufolge eines Prüfverfahrens, das die – nicht nur oberflächliche – Korrektheit der durchgeführten Arbeiten sicherstellt, die untersuchten Werkstoffe bei der Prüfung nicht beschädigt und den Wegfall der Expertise erfahrener Mitarbeitenden kompensiert.
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