KUKA, DLR'de elyaf kompozit bileşenleri işliyor

Stade'de bulunan CFK Nord, karbon elyaf takviyeli plastikten yapılan parçaların üretimi için son derece modern ve şirketler arası bir araştırma merkezi olarak ortaya çıkmıştır. Kullanıcılardan birisi de tescil kurum olan Alman Havacılık ve Uzay Yolculuğu Merkezidir (DLR). DLR, KUKA Industries ile birlikte araştırma amacıyla otomatik bir işlem teçhizatı geliştirmektedir.

Başlangıç Durumu

Tescil kurum Alman Havacılık ve Uzay Yolculuğu Merkezi (DLR), karbon elyaf takviyeli plastik (CFRP) parçalar için etkili üretim teknolojisi geliştirmeyi kendisine hedef belirlemiştir. CFRP parçalar, örneğin uçak gövdeleri, 45 metre uzunluğundaki yeni bir üretim hattı üzerinde tam otomatikleştirilmiştir. Bugüne kadar bir uçağın karbon elyaf takviyeli plastikten üretilmesi oldukça pahalı olmakta ve el kullanımına bağlı yüksek iş yükü gerektirmektedir. Eksiksiz bir araştırma kurumu olarak DLR, gelecekteki uçak üretimi için bu durumu değiştirmek istiyor. 

CFRP, hafif ve sağlamdır ancak uçak şirketlerinin yüksek gereksinimleri sadece bütün süreç akışı ve dolayısıyla kalitenin yeniden üretilebilir olması durumunda elde edilmektedir. Alüminyumun aksine, CFRP, örneğin elyaf yönlerinin uygun şekilde uygulanmaması veya nemin kesim kenarlarından bileşime nüfuz etmesi durumunda çok farklı kalitede olabilir. Ek olarak, malzemede dışarıdan gelebilecek mekanik hasarlar görülmez. Bu nedenle, üretim sırasında yüksek doğruluk uygulanmış olmalıdır.

Görev

Deneme tesisinde kesine yakın biçimde olan hacim parçalar, bir uçaktaki gövdeyi içeriden sağlamlaştıran uçak gövdeleri şeklinde üretilmektedir. Bu, tekstil ön biçiminin otomatik üretimi ve yanı sıra ince ayarının ve sıvı epoksid reçinesi ile sonraki emdirme işleminin yapılmasıyla ilgilidir. Akış yukarı bir işlemde silindirlerin gerekli olan farklı elyaf ham maddeleri açılır ve bir keski ile (çalışan makaralı bıçak ile) önceden hazırlanır. Daha sonra ham metal kullanılana kadar depolama sisteminin uygun çekmecelerinde saklanır. Sensör teknolojisi, tüm projede özel bir zorluk içerisindedir çünkü istenilen ürün kalitesi sadece tabaka ve elyaf açısının tam olarak koşullara uyması durumunda sağlanır. Tümleşik bir endüksiyon akımı ile elyaf açı akışı görselleştirilip değerlendirilir. Halihazırdaki bitmiş parçalar bu araştırma tesisinde bütünüyle maksimum 26 katman karbon elyafından oluşmaktadır.
Bitmiş parçalar bütünüyle maksimum 26 katman karbon elyafından oluşmaktadır.
Sistem, gerçek bir seri üretimden ziyade araştırma görevleri ile ilgilendiği için esnek olmalıdır. Hem tesis konseptinin hem de programlama sayfasının mümkün olduğunca serbest olması hayati önem taşımaktadır. Takım değişiminin hızlı ve kolay işlemesi gerekir ve aynı zamanda robotun programlanması da sezgisel olmalıdır. Öğrenciler, kısa bir öğrenim sürecinden sonra sistem üzerine yeni görevler/ürünler gerçekleştirebilmelidir. Bu, aynı şekilde uygulama kullanımıyla ilgilidir çünkü orta büyüklükteki bir yolcu uçağı neredeyse ikisi ise özdeş olan yaklaşık 140 gövde bölümünden oluşmaktadır.

Çözüm

KUKA Industries aracılığıyla otomasyon işlemi, istenilen 3D kontura dönüştürmek üzere 2D kesim alan bir örtü robotudur. Bu amaçla, sadece bir kesim alan bir kıskacı vardır. Pano üzerindeki kesim tabanı, görüntü işleme sistemi aracılığıyla tespit edilir. Örtü robotu, biçimleme işleminden sonra ön biçimi konsolidasyon istasyonunun takımı üzerine bırakır. Takım, alüminyumdan çevre çizgisel olarak frezelenir ve konsolidasyon istasyonunun kayar tablası için bir arayüze haiz olan temel üzerine tespit edilir. Konsolidasyon istasyonu, hareketli baskı levhasına sahip bir membranlı basınçtan oluşur. Kızılötesi ışınımı vasıtasıyla ön biçim ısıtılır ve tabaka paketini dengelemek için tekstil üzerinde bulunan toz düğümü eritilir. 
Tabaka paketini dengelemek için tekstil üzerinde bulunan toz düğümü kızılötesi ışınımı ile eritilir
Oluşan çalışma kademesinden sonra, konsolide edilmiş ön biçim zincirleme robotu tarafından sonraki ince çapaklama istasyonunun takımında dönüştürülür. Zincirleme robotu, yüksek serili bir lineer aks boyunca hareket eder ve böylece aralıkta maksimum hareket serbestliği sağlanır. Robot, ayrı işlem istasyonlarına bağlıdır. İlgili robotun üretim hattı programlaması, yapı parçalarının ve Hause Cenit'ten üretim hattı programlaması yazılımı fastCURVE'nin CAD verilerine dayanılarak çevrimdışı meydana gelir. Reis ROBOTstarV kumandası uygun bir arayüz üzerinden akıcı, çok kesin bir üretim hattı sağlar çünkü bunu sadece noktadan noktaya "açılı" olarak ele almaz. Böylece, programlanmış bir üretim hattı sonradan belirli bir miktar değiştirilebilir.
İlgili robotun üretim hattı programlaması, yapı parçalarının ve üretim hattı programlaması yazılımının CAD verilerine dayanılarak çevrimdışı meydana gelir. KRC ROBOTstar kumandası uygun bir arayüz üzerinden akıcı, çok kesin bir üretim hattı sağlar. Böylece, programlanmış bir üretim hattı sonradan belirli bir miktar değiştirilebilir. En uygun kesim takımının seçilmesi sayesinde bir ultrason kesici ile çevredeki malzemeden etkilenmeksizin çok doğru bir kesim gerçekleştirilebilir.

Çok kısa görüşmelerden sonra fark ettik ki, Obernburg'da kurulan şirket bu türden hacim yapılarının otomasyonunu ilk kez tasarlamamış. Proje yöneticileri, ön biçimlendirme işleminin ayrı yönlerini çok modüler bir şekilde göz önünde bulundurarak standart bileşenler esasında merak uyandırıcı konseptler takdim ediyorlar.

Sven Torstrick, DLR hafif yapı üretim teknolojisi merkezinde proje yöneticisi
CFRP yapı parçalarının işlenmesine yönelik kıskaç teknolojisi

İnternet sitesi üzerinden de size en iyi hizmeti sunmak için çerezleri kullanıyoruz. Ayrıntılı bilgi için.

Tamam