最初的情況
德國航天航空中心 (DLR) 以開發高效的碳纖維增強塑料 (CFK) 部件生產技術為目標。在全新 45 米長的生產線上,CFK 部件(例如隔框)的生產實現完全自動化。迄今為止,制造 CFK 飛機部件仍然非常昂貴并且需要大量人力勞動。作為純粹的研究機構,DLR 希望能為下一代飛機改變這種現狀。
CFK 輕質高強,然而只有當整個工藝過程能夠實現可重復性和穩定質量時,才能達到飛機制造商的高要求。這是因為與鋁相比,例如當纖維方向沒有最佳排列或水分通過切割邊滲入復合材料時,CFK 的質量可能會參差不齊。另外,從材料外部看不到可能存在的機械損傷。因此,在制造過程中必須保證高精度。
該設備必須具有靈活性,因為這里涉及的是研究任務,而不是真正的批量生產。至關重要的一點是,無論是從系統概念還是從編程方面都要盡可能地自由。工具更換必須快速、簡單,機器人的編程也應該直觀化。經過短暫的學習后,學生應能在設備上實現新的任務/產品。這對于實際應用同樣重要,因為一架中型客機具有大約 140 個隔框段,其中幾乎沒有兩個是完全一樣的。
該成形工序結束后,被壓合的預型件隨后由流程銜接機器人轉移到下游精修整工站的工具上。流程銜接機器人沿高處的線性軸移動,以便在車間內實現最大運動自由度。此類機器人用于連接各個工藝站。相應機器人根據部件 CAD 數據和 Hause Cenit 的軌跡編程軟件 fastCURVE 進行離線軌跡編程。通過一個相應的接口,控制系統 Reis ROBOTstarV 可以實現一條非常精確的流動軌跡,因為該軌跡并不只是“成角度地”以點到點的方式進行示教。因此,已編程的軌跡也可以事后補上一定的移動距離。
相應機器人根據部件 CAD 數據和軌跡編程軟件進行離線軌跡編程。通過一個相應的接口,控制系統 KRC ROBOTstar 可以實現一條非常精確的流動軌跡。因此,已編程的軌跡也可以事后補上一定的移動距離。通過選擇最佳切割工具,可使用超聲刀在不影響周圍材料的前提下實現精準切割。