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Concluso con successo il progetto di ricerca sull'aviazione

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Costruzione di aeromobili: L'erogazione assistita da cobot potrebbe presto diventare più efficiente

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Per dodici mesi (2021) ViscoTec ha fatto parte di un progetto di ricerca denominato AGREED - "Automation for flexible and expandable shell assemblies with digital intelligence". In questo progetto gestito dall'Istituto di Strutture e Design, parte del Centro Aerospaziale Tedesco (DLR), gli scienziati della Cattedra di Tecnologie e Gestione della Trasformazione Digitale e gli ingegneri e tecnici di altri partner del progetto, hanno svolto ricerche sull'uso della digitalizzazione e dell'intelligenza artificiale per automatizzare l'assemblaggio di gusci di aerei. AGREED era un progetto interno del Centro aerospaziale tedesco (DLR) ed è stato portato avanti con successo tra gennaio e dicembre 2021. Oltre alla ricerca tecnologica, il DLR si è assunto la responsabilità degli aspetti amministrativi e di pianificazione. Il lavoro è stato coordinato in collaborazione con l'appaltatore principale Premium AEROTEC GmbH. Altri partecipanti dell'industria e della ricerca sono stati subappaltati per fornire ulteriore supporto: Broetje-Automation GmbH, ViscoTec GmbH, Bergische Universität Wuppertal, Fraunhofer IFAM, Fraunhofer IFF e Capgemini.

Una parte importante del progetto: L'erogazione sottilissima di materiali sigillanti complessi. Per Premium AEROTEC - il principale fornitore Tier 1 di aerostrutture al mondo - questa applicazione è essenziale nella produzione di componenti aeronautici complessi e su larga scala. Il progetto di ricerca mira ora ad aumentare il grado di automazione nell'assemblaggio strutturale dei cosiddetti aerei a corridoio singolo. Da un lato, ciò dovrebbe ridurre i processi di produzione manuali attualmente esistenti e, dall'altro, l'aumento del grado di automazione dovrebbe portare a una maggiore efficienza economica.

La ricerca è stata condotta a Nordenham, in Bassa Sassonia, e ad Augsburg. La testa di dosaggio bicomponente vipro-DUOMIX, progettata appositamente per i materiali di tenuta e già affermata sul mercato, poteva essere utilizzata con i robot industriali. La sfida più grande: L'applicazione di materiali complessi in uno strato estremamente sottile, che il team ViscoTec è riuscito a risolvere con un ugello appositamente sviluppato. E un sistema di controllo meccanico integrato sviluppato insieme a PAG, composto da un distanziatore e da una sospensione a molla.

A Nordenham, al team ViscoTec è stata richiesta una competenza di sviluppo notevolmente superiore, perché in questo caso la produzione doveva essere parzialmente automatizzata tramite cobot e quindi si doveva ottenere una collaborazione uomo-macchina. A questo scopo, per il cobot è stato sviluppato uno speciale effettore finale (< 10 kg), basato su un sistema a due componenti dal design leggero, che è stato posizionato sulla parte anteriore del braccio del robot. È progettato in modo ottimale per carichi leggeri e garantisce la sicurezza durante la collaborazione. Il materiale di erogazione bicomponente viene fornito in contenitori separati (secchi da 20 l). I serbatoi sono situati presso l'effettore finale. I serbatoi sono alimentati tramite accoppiamenti di materiale nella stazione dei serbatoi. Questa è a sua volta collegata al sistema di svuotamento tramite tubi flessibili. Il concetto sviluppato dagli ingegneri ViscoTec combina i vantaggi dei contenitori di grandi dimensioni - affidabilità del processo e costi contenuti - con quelli dei contenitori di piccole dimensioni, più flessibili in termini di applicazione del materiale. L'eliminazione di un tubo flessibile di collegamento tra il contenitore grande e l'effettore finale di erogazione sul cobot consente un'applicazione di erogazione priva di restrizioni meccaniche e quindi una maggiore flessibilità in tutti i gradi di libertà. I test effettuati nel centro tecnico di ViscoTec durante le fasi di sviluppo consentono l'applicazione a strati sottili di un materiale di tenuta complesso, che è di grande importanza per la ricerca in entrambe le sedi. Particolarmente importante: Mentre in precedenza i materiali dovevano essere miscelati in un processo a monte e il materiale non necessario doveva essere scartato a causa del rapido inizio dell'indurimento, ora il dosaggio e la miscelazione di precisione vengono effettuati immediatamente prima dell'applicazione del materiale e il rapporto di miscelazione viene mantenuto

I risultati della ricerca sono stati accolti positivamente dal DLR, responsabile del progetto, e questo semplificherà i futuri sviluppi tecnologici, come le strategie di apprendimento per rinforzo. Dopo l'apprendimento, i robot possono eseguire in modo indipendente le operazioni di giunzione nell'industria aerospaziale, agevolate anche dalle tecnologie di dosaggio di ViscoTec.