Algemeen

Mobiele robot voor de vliegtuigbouw

mobiele robot Fraunhofer IFF
Europese onderzoekers en partners uit de industrie hebben aangetoond, dat mobiele robots in de vliegtuigindustrie goed kunnen samenwerken met mensen (foto: Kuka).

In de luchtvaartindustrie krijgt de fabriek van de toekomst al duidelijk vormen. Met het EU-project Valeri hebben Europese onderzoekers en partners uit de industrie aangetoond, dat mobiele industriële robots goed kunnen werken samen met mensen naast zich. Binnen het project brengen robots bijvoorbeeld afdichtingsmateriaal aan op een vliegtuigromp of ze controleren vliegtuigonderdelen. Het onderzoek wordt gecoördineerd door het Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung (IFF) in Magdeburg.

De onderzoekers willen vooral de werkzaamheden in de productie automatiseren, die een gevaar vormen voor de gezondheid van mensen of erg monotoon en lichamelijk belastend zijn. Ook werkzaamheden in de vliegtuigbouw, die door veel productiestappen steeds worden herhaald, moeten in de toekomst door een mobiele robot kunnen worden uitgevoerd. De robot moet de vakman niet vervangen, maar hem ontlasten, assisteren en bij werkzaamheden ondersteunen.

Mobiele robot

In het Valeri-project (Validation of Advanced, Collaborative Robotics for Industrial Applications) hebben de onderzoekers de technische mogelijkheden geschapen waardoor mens en robot naast elkaar kunnen werken. Met het voorbeeld van het opbrengen van afdichtpasta op de vliegtuigromp en het controleren van onderdelen hebben ze bij de Airbus DS fabriek in Sevilla aangetoond, dat in de toekomst hekwerken en andere beschermingsinstallaties kunnen verdwijnen van de werkplekken.

Mensen en robots werken direct naast elkaar en misschien zelfs wel aan dezelfde component, maar zijn desondanks onafhankelijk van elkaar. Met de inbouw van een tweede testsensor in het Valeri-robotsysteem hebben de project partners bovendien aangetoond, dat het systeem ook in andere productieprocessen kunnen worden gebruikt.

Aan het Valeri-project nemen de industriële gebruikers als Airbus DS en FACC, Kuka Robotics, de Spaanse systeemintegrator IDPSA en de onderzoekpartners Profactor (Oostenrijk) en Prodintec (Spanje) deel.

Meer flexibiliteit

Grote onderdelen worden tegenwoordig op een vaste productiecel door mensen bewerkt. Gedurende meerdere dagen monteren en controleren arbeidskrachten de componenten in meerdere stappen. Specialistische, stationaire robotsystemen zijn in een dergelijke productie-omgeving niet rendabel. Dat moet in de toekomst veranderen. Een mobiele robot kan dergelijke werkzaamheden op meerdere plaatsen overnemen. Daarom heeft het Valeri-systeem een grotere flexibiliteit ten opzichte van de traditionele stationaire industriële robots.

Het onderzoeksproject heeft zich geconcentreerd op drie specifieke opgaven

  • het aanbrengen van afdichtingsmateriaal langs een groef
  • daaropvolgend dit controleren en daarna
  • het testen van componenten uit gevlochten koolstofvezel.

De eerste twee werkzaamheden zijn nauw met elkaar verbonden, zodat het Valeri consortium nog een derde opdracht heeft uitgekozen, om de algemene flexibiliteit van het systeem aan te tonen. De robot kan van gereedschappen wisselen. Hierdoor is de programmering voor het uitvoeren van volledig nieuwe processen snel en intuïtief uit te voeren.

Geïntegreerd systeem

Aan het begin van het project heeft Kuka een al beschikbare omniRob robot zodanig aangepast, dat zijn reikwijdte voor het spectrum van de geplande werkzaamheden geschikt is. Zo hebben de experts het platform aangevuld met een draaibare verticale lineaire as, zodat de complete robot twaalf vrijheidsgraden heeft en de reikwijdte heeft die op die van de mens lijkt. De coördinatie van een dergelijk hyperredundant systeem voor het afstemmen van alle bewegingen (echte mobiele manipulatie) was noodzakelijk, zodat de Valeri-robot intuïtief kan worden geprogrammeerd en deze werkzaamheden kan uitvoeren.

Als veiligheidstechnologieën voor de directe mens-robot-samenwerking ontwikkelden de onderzoekers van Fraunhofer IFF gevoelige sensoren en een werkruimtebewakingssysteem gebaseerd op camera’s,. De gevoelige sensoren herkennen aanrakingen: zodra een biomechanische belastinggrens wordt bereikt, stopt de robot. Van tevoren hadden de onderzoekers al de maximaal toelaatbare snelheden voor de robot vastgesteld.

Deze data zijn belangrijk voor een wereldwijde robotica. Ze helpen bij het valideren van samenwerkende robots met veiligheidsmaatregelen voor kracht- en vermogensbegrenzing. Bovendien kunnen de gevoelige sensoren voor de haptische interactie met de robot worden gebruikt. Gebruikersstudies hebben dat bevestigd: de bedienaar geleidt de robot intuïtief en op de manier waarop hij zich moet bewegen.

Het werkruimtebewakingssysteem bestaat uit dieptebeeldsensoren met drie stereocamera paren. Het systeem neemt de beweging van het werktuig op en creëert een virtueel beschermingsveld in dit gebied. Als zichnu een mens of een object binnen dit beschermingsveld beweegt, stopt de robot en voorkomt een botsing.

Bijdragen van partners

De experts van IDPSA ontwikkelden het werktuig voor het aanbrengen van afdichtingsmassa en integreerden dit in de robotbesturing. Hierdoor kan het aanbrengen van de afdichting nauwkeurig worden afgestemd op de snelheid en oriëntering van de robot. Over de kromme en vlakke banen wordt de afdichting hiermee beduidend beter aangebracht.

Het onderzoeksinstituut Prodintec integreerde na wat aanpassingen een op een camera gebaseerd werktuig voor de sortering van onderdelen. De camera neemt waar in 3D puntwolken en kan met CAD matching software de onderdelen herkennen en sorteren. Hierdoor kan Valeri de onderdelen, die gedeeltelijk op rollen staan en niet steeds in dezelfde positie in de fabriek zijn geplaatst, toch lokaliseren en bewerken.

Profactor ontwikkelde en integreerde twee andere werktuigen, waarmee de Valeri-robot afdichtingen en de gevlochten CFK componenten kan controleren.

  • Bosch Rexroth partner Nevonex

    Bosch Rexroth nieuwe Nevonex-partner

    De processorgebaseerde RCU-telematica-besturingseenheid van Bosch Rexroth maakt nu deel uit van het Nevonex-ecosysteem voor digitale diensten in de landbouw. (Foto: Bosch Rexroth)Bosch Rexroth is een nieuwe partner voor hardware en interfaces van Nevonex, het fabrikantonafhankelijke ecosysteem voor digitale diensten in de landbouw. De RCU-telematica-eenheid van… Lees verder →

  • Schunk Medtech Steriline

    Mechatronische componenten Schunk compatibel met standaard lab-apparatuur

    De levenslang onderhoudsvrije PGN-plus-P met klant specifieke coating voor de handling van medicijnflessen in een aseptisch vulsysteem (foto: Steriline)De verwerkende industrie speelt een sleutelrol in de biowetenschappelijke sector. Bij de productie van gevoelige producten waar mensen direct mee in contact komen, zijn betrouwbare systeem-componenten namelijk… Lees verder →

  • Dana introduceert drie nieuwe planetaire aandrijvingen

    Dana introduceert drie nieuwe planetaire aandrijvingen

    Dana introduceert drie nieuwe planetaire aandrijvingen. (Foto: Dana)Dana introduceert nieuwe planetaire aandrijvingen met verbeterde koppeldichtheid en ontwerpflexibiliteit voor een breed scala aan rups-, wiel- en liertoepassingen. De nieuwe planetaire aandrijvingen, die nu beschikbaar zijn, bieden nominale koppelwaarden van 80 kNm tot 130 kNm. Ze kunnen… Lees verder →

  • Hannover Messe 2020

    Hannover Messe 2022 wordt verplaatst

    Hannover Messe 2022 vindt plaats van 30 mei t/m 2 juni. Op de afbeelding een impressie van een eerdere editie van de Hannover Messe. (foto: Paul Quaedvlieg)Hannover Messe 2022 wordt verplaatst. Vanwege de huidige situatie rond Covid, organiseert Deutsche Messe van 30 mei tot 2… Lees verder →

  • Hyundai HX 260 AL

    GMB zet door UMS aangepaste elektrische Hyundai in (+video)

    De elektrische Hyundai HX 260 AL graafmachine van GMB in actie (foto's: UMS)Sinds enige tijd zet GMB een elektrische Hyundai HX 260 AL graafmachine in. Familiebedrijf GMB staat voor expertise en duurzame oplossingen op het gebied van waterveiligheid, waterkwaliteit, bio-energie en industriële bouw & infra.… Lees verder →

  • Bauma 2022

    Optimisme in München; Bauma 2022 bijna volgeboekt

    Bauma 2022 vindt van 24 t/m 30 oktober plaats in München. (Foto: Bauma)Het duurt nog meer dan 10 maanden vooraleer Bauma 2022 van 24 tot 30 oktober zijn deuren opent in München. ’s Werelds grootste vakbeurs voor bouwmachines, bouwmateriaalmachines, mijnbouwmachines, bouwvoertuigen en bouwmachines verwacht een… Lees verder →

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven