V červnu letošního roku se po dvou letech koná v Mnichově opět veletrh Automatica. I tady v prostředí automatizace a robotizace se v posledních letech stále více diskutuje pojem nové průmyslové revoluce. Podívejme se nyní na skok do oblasti leteckého průmyslu, kde automatizace ve výrobě ještě do nedávných let byla spíše popelkou.
Proti automobilovému průmyslu se sériovou výrobou se na letadla pohlíží spíše jako na kusové výrobky, a to nebylo pro robot, dříve ještě spatřovaný především pro nasazení nejlépe u hromadné výroby, to pravé. Doba se ale změnila. Systémy průmyslového zpracování obrazu s vyhodnocením v reálném čase dávají dnes robotu větší flexibilitu s přizpůsobivostí skutečnému stavu obrobku nebo montovaného dílu a navíc vývoj citlivých senzorů pokročil už natolik, že průmyslové roboty se s člověkem mnohdy už i vzájemně doplňují. U našeho západního souseda spadl úkol zavádět automatizaci do výroby letadel zvláště na bedra Fraunhoferova institutu IFAM, kde pro práci na letecké technice postavili v městě Stade, západně od Hamburku, obrovitou halu speciálního střediska CFK Nord (CFK – Carbonfaserverstärkter Kunstoff). Má rozměry přibližně fotbalového hřiště a výšku 24 m.
STŘEDISKO CFK NORD
Zaměřili se tu jak na materiálový výzkum, převážně se to týká přípravy dílů z vláknových kompozitů, tak i na vývoj zpracovatelských technologií. 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. A vznikaly tu i první montážní linky trupů a křídel letadel v rámci spolkového projektu „Automatisierte robotische Montagetechnologien für zukünftige Flugzeuggenerationen“. U Airbusu A 320 se tak např. pomocí robotu lepí už nějakou dobu plastické čepy, které slouží pro uchycení tepelné izolace, na vnitřní stěnu segmentů trupu. Zajímavým způsobem je řešen i 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.
PROJEKT PROSIHP II
Po zkušenostech s automatizovanou montáží pak byl už jen krok k úmyslu zavést průmyslové roboty i do technologií obrábění, frézování a vrtání. Tady bylo dosud zvykem při výrobě rozměrově rozsáhlých dílů používat nákladných konvenčních portálových strojů, které ale nedávaly možnost dobré kalibrace. To se pak mohlo negativně projevovat při obrábění dílů z vláknových kompozitů, kde drobná počáteční nezachycená chyba mohla vést v závěru k vysokým materiálovým ztrátám. Takové situaci má zabránit současný projekt ProsihP II, založený na funkci mobilních robotů při obrábění. Pracoviště, které je pro tyto technologie připraveno, má podle sdělení IFAM délku až 30 m, mohou se tu zpracovávat i jiné než jen letecké díly, např. listy vrtulí větrných elektráren, a současně tu mohou paralelně pracovat i tři mobilní roboty s libovolnou kinematikou. Pro ně byly speciálně vyvinuty mobilní plošiny na třech kolech s možností otáčení i na místě, dimenzované pro hmotnost robotů až 3 t. Ve stabilní poloze se plošina opírá o tři podpěry.
Jak bude pracoviště robotů vypadat nadále, závisí jak na technologickém vývoji, tak na vývoji konstrukce letadel. Protože klasické obrábění, frézování nebo vrtání dílů z vláknových kompozitů doprovází až přílišná prašnost a tedy i potřeba intenzivního odsávání, jsou paralelně s těmito technologiemi ověřovány na stejných úkolech dnes už i nekonvenční technologie řezání vodním paprskem nebo využití laserových technologií. A je možné, 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 do oken jsou příliš těžká a navíc okna v trupu letadla negativně ovlivňují jeho aerodynamiku. Náhradou za okna se cestujícím slibují ukázky záběrů pořízených vnějšími kamerami.
Pokud už se postaví taková obrovitá hala, jakou je CFK Nord, dá se předpokládat, že bude sloužit co největšímu počtu úkolů i dalším ústavům. V jednom takovém zajímavém individuálním projektu automatizované montáže segmentových komor (SAB), což spočívá v provedení šroubových spojů a nanesení těsnicí hmoty na švy segmentů, uplatnil např. Fraunhoferův institut IWU vícečlánkový kloubový robot, který svým ramenem a hadovitým pohybem při osmi kloubech s vlastním pohonem dosáhne i do nejzazších míst napojovaných dílů. Úkonem tu vystřídal stísněného pracovníka, pro kterého byly výpary nanášené těsnicí hmoty navíc i zdraví škodlivé.
PROJEKT VALERI
A že roboty mohou pomáhat i při údržbě letového parku, o tom ví své už nějakou dobu projekt EU VALERI („Validation of Advanced, Collaborative Robotics for Industrial Applications“), zaměřený zvláště na vývoj mobilních servisních robotů pro různé obslužné procesy. Úkol patří do gesce Fraunhoferova institutu IFF a výrazným podílem se na něm kromě jiných výrobců zúčastňuje i firma KUKA s využitím nástavby kloubového robotu na transportní plošině, známé z programu omniMove se systémem Mecanum kol. A aby se alespoň připomněla i Lufthansa, tak ta spolu Institutem für Flugzeug- Produktionstechnik IFPT sestrojila mj. mobilní robot s vakuovým chapadlem a šesti stupni volnosti pro zjišťování rysek na plášti trupu letadla pomocí termografie. Ale o tom až někdy příště.