Automatisierung findet in der Luftfahrt im Cockpit ebenso statt wie bei der Herstellung von Flugzeugen - ich beiden Fällen geht es um Kostenersparnis, ohne die Sicherheit zu vernachlässigen. (Bild: Adobe Stock / romanb321)
Nicht nur an der Zapfsäule um die Ecke reisen die Treibstoffpreise ein dickes Loch in den Geldbeutel. Auch auf dem Rollfeld schaut man bei der Betankung der Flugobjekte genauer auf den Kassenbeleg. So habe der Kerosin-Preis nach der russischen Invasion der Ukraine einen Höchststand erreicht und sei seitdem nur leicht zurückgegangen, wie der mdr.de den Volkswirt Eric Heymann von der Forschungseinrichtung DB Research zitiert. Ende 2021 kostete eine Gallone (3,8 Liter) etwa 200 Cent, im Frühjahr 2022 bereits 350 Cent.
Weil bei den Bauteilen und dem Betrieb der Flugzeuge die Rechnung höher ausfällt, wollen die Flugzeugbauer ihre Produktion kosteneffizienter machen. Das gelingt durch eine Automatisierung mit Robotern. Kollegeroboter.de stellt verschiedene Automatisierungslösungen für den Flugzeugbau vor.
Wie Airbus von einer Schwerlastplattform der Kuka profitiert
Wer einen Blick in die Werkshallen des europäischen Flugzeugherstellers Airbus wirft, erkennt klare Automatisierungsansätze bei der Fertigung von großen Maschinen wie der A350 oder dem bis Ende 2021 gefertigten Flaggschiff A380. Der Koloss war mit einer Kapazität von bis zu 853 Passagieren das größte in Serienfertigung produzierte zivile Verkehrsflugzeug in der Luftfahrtgeschichte.
Um die schweren Bauteile der Großraum-Jets zu bewegen, ist eine intelligente Mobilität vonnöten. Die Automatisierungs-Profis von Kuka hatten zum Bau des Riesenvogels A380 eine mobile Schwerlastplattform mit dem Namen omniMove ausgeliefert. Dank ihrer Mecanum-Räder transportiert die Plattform bis zu 90 Tonnen schwere Flugzeugteile auf kleinstem Raum millimetergenau durch die Hamburger Produktionsanlage von Airbus.
Im Hangar des Flugzeugherstellers ist durch die verschiedenen Arbeitsstationen und die großen Rumpfteile wenig Platz. Als größter Pluspunkt gilt die Fähigkeit des omniMove, sich aus dem Stand heraus zu drehen. Dies gelingt, weil ein Mecanum-Rad aus mehreren einzelnen Rollen besteht, die jeweils im 45 Grad-Winkel zur Achse platziert sind - und damit quasi eine Seitwärtsbewegung möglich machen.
Zum anderen hat Kuka ‒ passend zur logistischen Meisterleistung ‒ einen mobilen Roboter gebaut, der die schweren Bauteile von Flugzeugen bearbeitet. Die mobile Roboter-Einheit KMR Quantec besteht aus der Plattform omniMove, einem Roboter der KR Quantec-Serie sowie aus Software und Steuerungsmodulen. Für das autonome und arbeitssichere Manövrieren durch den Raum ohne Bodenmarkierung sorgt das Navigationssystem Kuka Navigation Solution.
Wie das in der Praxis aussieht, zeigt das folgende Youtube-Video:
Wie die Bundeswehr und Airbus die kommerzielle Luftfahrt billiger machen wollen
Wie der Kunde wünscht, so wird geliefert. Was mittlerweile nahezu jeden gewerblichen Produktionsprozess bestimmt, kommt auch beim Flugzeugbau zum Tragen: je individueller, desto besser. Um die Produktion entsprechend flexibler, schneller und ressourcenschonender zu gestalten, arbeitet Airbus mit Hochdruck an Automatisierungslösungen.
Mit im Boot ist dabei auch die Bundeswehr. Nicht nur aus gesteigertem Eigeninteresse will die Heeresspitze auf intelligente und roboter-gesteuerte Systeme setzen. Der Fachkräftemangel ist auch bei der deutschen Armee spürbar. Geplant ist demnach, Roboter einzusetzen, die autonom arbeiten und die Arbeitshandlungen der Mitarbeiter adaptieren.
Airbus und die Bundeswehr wollen das analoge Arbeitsumfeld für die Techniker sicherer und effizienter machen. Die Mitarbeiter sollen hierbei bewusst nicht von Robotertechnik verdrängt werden. Die modular integrierten Roboter unterstützen den Mitarbeiter bei der Montage in der Werkshalle. Mit smarten Logistiksystemen sollen zudem große und schwere Bauteile im notwendigen Arbeitsschritt am Montageplatz blitzschnell verfügbar sein.
Nach dem Abflauen der Corona-Pandemie soll durch die Automatisierungoffensive einer höheren Auftragslage und dem Wettbewerb mit dem Flugzeughersteller Boeing Rechnung getragen werden. Wie das Onlinemagazin Managementblatt berichtet, hat Airbus die Kampagne “intern mit dem Arbeitstitel DDMS (Digital Design, Manufacturing & Services)” versehen. Für den Flugzeughersteller sei dies “mehr als eine reine Rationalisierungsmaßnahme”, so das Magazin. Man strebe im Konzern nach einem “Paradigmenwechsel hin zu einer Unternehmenskultur”. Smarte Robotik soll bei Airbus die Produktion nicht nur verbessern, sondern auch auf ein führendes Automatisierungsniveau heben.
Roboter brennen mit Lasern den Lack vom Flugzeug
Ein weiterer arbeitsintensiver Prozess in der Luftfahrt ist das Entlacken von Flugzeugen - ein Vorgang, der in der Regel spätestens nach fünf Jahren im Einsatz fällig wird, um die Oberfläche des Fluggeräts ohne störenden Lack inspizieren zu können. Das Entlacken stellt aufgrund der in Farbe und Lösungsmittel enthaltenen Stoffe eine potenziell gesundheitsgefährdende Aufgabe für Menschen dar.
In den USA hat das Unternehmen Titan Robotics eine auf Robotern und Lasern basierende Lösung entwickelt. Diese ist seit einigen Jahren bei der US Air Force im Einsatz, um F-16-Kampfjets und Transportflugzeuge von Typ Hercules C-130 vom alten Lack zu befreien. Bei der laserbasierten Lackentfernung werden nicht nur wesentlich weniger Schadstoffe freigesetzt, auch die Menge an Sondermüll, die bei den sonst üblichen Methoden wie etwa Sandstrahlen anfällt, wird deutlich reduziert.
Wie das Entlacken mit Robotern und Lasern vonstattengeht, zeigt das folgende Youtube-Video:
Wie die Wartung von Flugzeugen mit Robotern automatisiert wird
Neben den Personalkosten müssen die Flugzeugbauer und Fluggesellschaften ihre Emissionen sowie Ressourcen herunterschrauben. Das Projekt “Hi-Digit-Pro 4.0” der Technischen Universität Braunschweig und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrttechnik (DLR) will das Fliegen mit mobilen Robotern klimafreundlicher und kosteneffizienter machen.
Auf dem Tisch liegt ein neues Montagekonzept, das leichte Montagevorrichtungen mit Aktoren gewährleisten soll. Diese kompensieren Toleranzabweichungen und ermöglichen eine exakte Positionierung der Bauteile, wie die Uni Braunschweig erklärt. Die neue Montagevorrichtung hat ein so geringes Gewicht, dass sie auf mobilen Robotern befestigt werden kann. Dank des Roboters wird der Produktionsprozess flexibler. Die automatisierte Montage von Strukturen, die eine geringe Steifigkeit besitzen. Dazu zählen zum Beispiel die Landeklappen-Komponenten.
Einen Einblick in den Prozess gibt das Video der TU Braunschweig:
Diese Beispiele zeigen, dass die Robotik ein wichtiger Teil der Digitalisierung in der Flugzeugindustrie geworden ist. Sparzwänge sind keine betriebswirtschaftlichen Sackgassen, sondern beschleunigen innovative Denk- und Handlungsimpulse. Im Flugzeugbau entwickeln die Akteure immer mehr digitale Fertigungskonzepte, die die hohen Preise für fossile Energieträger ausbalancieren ‒ nur so bleibt man wettbewerbsfähig und kommt ohne Turbulenzen in die Gewinnzone.
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