Je to až s podivem, ale při výrobě dopravních letadel, jako je např. Airbus, se doposud průmyslové roboty nijak zvláště neuplatňovaly. Mezi odborníky dokonce koluje přirovnání stavu automatizace v letecké výrobě k situaci ve výrobě automobilů ještě před příchodem Henryho Forda s jeho pásovou výrobou. Na rozdíl od automobilového průmyslu, kde většinou co kus to stejný sériový výrobek, letadla při svých rozměrech a stále větším podílu dílů z vláknových uhlíkových kompozit, představují každé samo o sobě v podstatě originál. A robotu bylo předurčeno, ať už jde o jeho uplatnění přímo ve výrobě nebo při montáži, vykonávat stále stejné opakované pohyby za předem určených tolerancí a navíc v uzavřeném bezpečném prostoru, kam nesmí vkročit lidská noha. Striktně to platilo ještě do nedávna. Systémy průmyslového zpracování obrazu s vyhodnocením v reálném čase dávají dnes robotu větší flexibilitu s přizpůsobivostí skutečnému stavu obrobku nebo montovaného dílu. A vývoj dostatečně citlivých senzorů dovolil hranice bezpečnosti práce robotů přiblížit člověku už natolik, že vznikají i společná kooperační pracoviště, kde se robot s člověkem vzájemně doplňují. Tyto změny si uvědomili i ve Fraunhoferově institutu IFAM, kde pro práci na letecké technice postavili v městě Stade, západně od Hamburku, obrovitou halu speciálního střediska CFK NORD. Má rozměry přibližně fotbalového hřiště a výšku 24 m. Zaměřili se tu jak na materiálový výzkum, převážně se to týká přípravy dílů z vláknových kompozit, tak i na vývoj zpracovatelských technologií, včetně zavádění automatizace. Jsou tu jak navíjecí linky pro vlastní výrobu dílů vyztužených uhlíkovými vlákny, tak i pracoviště pro porovnávací testy zpracovatelských technologií i způsobů montáže segmentů nosných ploch nebo trupů letadel. Třeba pro testy robotů při klasickém obrábění tu IFAM sestavil v rámci dílčího projektu ProsihP rozměrné testovací pracoviště, kde mohou roboty, a to i tři současně, obrábět díly až délky 13 a průměru 6 m. Protože ale klasické obrábění, frézování nebo vrtání dílů z vláknových kompozit doprovází až přílišná prašnost, a tedy i potřeba intenzivního odsávání, jsou paralelně s těmito technologiemi ověřovány na stejných úkolech i nekonvenční technologie, řezání vodním paprskem nebo využití laserových technologií. Možná, že v budoucnu řada těchto operací vůbec odpadne, tak jak se bude měnit vzhled letadla. Už teď se odborníkům zdá, že třeba řezat otvory pro okna je zbytečné, skla jsou příliš těžká a navíc okna v trupu letadla negativně ovlivňují jeho aerodynamiku. Náhradou za ně se cestujícím slibují ukázky záběrů, pořízených vnějšími kamerami. Stejně jako pracují v CFK NORD s technologiemi obrábění, hledá se tu možnost automatizace i pro spojování dílů. Pomocí robotu už se např. u Airbusu A 320 lepí plastické čepy na vnitřní stěnu segmentů trupu, které slouží pro uchycení tepelné izolace. Každý segment má délku 12 m, tloušťka stěny trupu je necelý 1 cm. Robot pojíždí podél segmentu na kolejnicích a dodržení tolerancí rozteče čepů sleduje s přesností desetiny mm na jeho ramenu laserový senzor. Při dosavadním ručním postupu šlo o náročnou pomalou práci s montáží nad hlavou, což rozhodně není trvale příjemný pracovní úkon. Zajímavým způsobem byl řešen postup automatizované montáže celých segmentů trupu letadla. Při individuálních rozměrových odchylkách jednotlivých dílů se upustilo od pevných montážních přípravků a montáž se nyní řídí pomocí „inteligentních“ robotů s paralelní kinematikou typu hexapod s vakuovými chapadly. Každé rameno takového robotu je možné ovládat individuálně, a tím dosáhnout vyrovnání polohy segmentů až po jejich usazení. Samozřejmě, že nová speciální hala CFK Nord (CFK – Carbonfaserverstärkter Kunstoff ) neslouží pouze jednomu podniku, ale cíleně ji využívají i další ústavy, které se zabývají oblastí letectví a řeší se tu i řada společných úkolů, za nimiž stojí zvláště Německé centrum pro letectví a kosmonautiku DLR. V jednom individuálním projektu automatizované montáže segmentových komor nosných ploch (SAB), což spočívá v provedení šroubových spojů a nanesení těsnicí hmoty na švy segmentů, uplatnil Fraunhoferův institut IWU nový vícečlánkový kloubový robot, který svým ramenem dosáhne i do nejzazších míst napojovaných dílů. Komory mají plochu několika čtverečních metrů a do jejich útrob se doposud úzkým otvorem vsoukával určený pracovník, který oba tyto úkony prováděl ručně. Robot tu nastoupil i proto, že výpary nanášené těsnicí hmoty jsou škodlivé pro lidské zdraví. Svým „hadovitým“ ramenem zvládá úkoly díky svým 8 kloubům, které mají ještě navíc funkci natočení. Každý kloub má svůj pohon, odvozený od krokových motorů s lankovým převodem. Samotný robot má hmotnost 60 kg, pohybuje se po kolejích nebo je doplněn mobilní platformou a jeho chapadlo může nést pracovní nástroj nebo kameru až do hmotnosti 15 kg. Roboty ale nemusí pracovat jen při prvotní výrobě dílů letadel. Letadla potřebují svou údržbu, a to je rovněž oblast, kde se dá řada operací svěřit robotům. Je to i úkolem evropského projektu VALERI (Validation of Advanced, Collaborative Robotics for Industrial Applications), který je zaměřen zvláště na vývoj mobilních servisních robotů pro různé obslužné procesy při údržbě letového parku. Úkol patří do gesce Fraunhoferova institutu IFF a výrazním podílem se na něm kromě jiných výrobců zúčastňuje i firma KUKA. Pro tento účel navrhla řešení s využitím nástavby kloubového robotu na transportní plošině, známé z programu omniMove se systémem Mecanum kol. Podvozek tu vyniká možností všesměrového pohybu na bázi kol se sadou pogumovaných válečků soudečkového tvaru s osou otáčení v úhlu 45° k rovině kola. Každé kolo je poháněné vlastním elektromotorem a při uspořádání kol do pravidelného čtverce nebo obdélníku je kromě směrových pohybů možné i otáčení podvozku na místě. Pro zajímavost ještě uveďme, že celý program omniMove sahá svým rozsahem od minirobotů s užitím lehkých typů robotů obdoby 7osého typu LBR 4+ až po kombinaci s plošinou o nosnosti 100 t, osazenou stojanovým 6osým kloubovým robotem Titan o nosnosti 1000 kg a vyložením ramene až 3200 mm. A na závěr ještě pro program VALERI příspěvek z výzkumu v Institutu für Flugzeug-Produktionstechnik (IFPT), ustaveném při Technické univerzitě v Hamburku. Tady v rámci úkolu Thermas sestrojili spolu s Lufthansou mobilní robot s vakuovým chapadlem a 6 stupni volnosti pro zjišťování rysek na plášti trupu letadla pomocí termografie. Pro jeho řízení je využito NC systému, obdobného z řízení obráběcích strojů. /jš/
