Bei Airbus im Einsatz: Wegweisender Reparatur-Roboter für Faserverbundwerkstoffe mit PA 9000 Micro CNC Steuerung

Eine bereits zehn Jahre währende erfolgreiche Entwicklungs-Zusammenarbeit wurde jetzt mit einem Auftrag des Flugzeugherstellers Airbus gekrönt: Cédric Pujos, Geschäftsführer von Power Automation Frankreich und Michel Déléris, Chef von Jedo Technologies, haben ein Werkzeug zur automatisierten Reparatur von Faserverbundstoffteilen durch Wasserstrahlschneiden entwickelt. Eingesetzt wird in dem innovativen Reparatur-Roboter auch die neue PA 9000 Micro CNC Steuerung.

Cédric Pujos, Geschäftsführer von Power Automation Frankreich ist auch Gründer des in Bordeaux beheimateten Start-ups CP3i, einem Team von Software-Entwicklern. Er arbeitet seit 2007 mit Michel Déléris und dem Entwickler François Cénac daran, die in der Industrie herrschenden Vorurteile gegen das Wasserstrahlschneiden zu entkräften. Gemeinhin gilt diese Technologie als teuer und ressourcenintensiv. Déléris hat mit dem Reparatur-Roboter Reply.5 nachgewiesen, dass das Wasserstrahlschneiden ungeahnte Möglichkeiten bietet. Aus Sicht des Jedo-Geschäftsführers sind Lösungen möglich, die günstig sind, wenig Wasser verbrauchen und insbesondere das zu bearbeitende Material nicht beschädigen oder gar seine Beschichtung ablösen.

Automatisierte Reparatur von Flugzeugteilen vor Ort
Die in den vergangenen Jahren entwickelte Technik, mit der sich Faserverbundstoffteile ohne die Ablösung von Laminatschichten fräsen lassen, stößt auf enormes Interesse in der Flugzeugindustrie. Denn sie unterstützt eine brandneue Anwendung: die automatisierte Reparatur von Flugzeugteilen an Ort und Stelle durch Wasserstrahlschneiden. Im Flugzeugbau werden immer mehr Composites eingesetzt, auch in großen Teilen wie dem Rumpf oder den Flügeln. Bislang mussten Reparaturen in diesem Bereich aufwändig in Handarbeit durchgeführt werden, was die Techniker zwang in extrem unkomfortabler Haltung zu arbeiten.

„Uns war schnell klar, dass wir einen enormen Synergieeffekt erzeugen konnten“, erinnert sich Cédric Pujols an den Beginn der Zusammenarbeit von Power Automation mit Jedo: „Das Know-how im Bereich der Reparatur-Anwendungen kombinierten wir mit unserem Wissen rund um CNC, Prozessinstrumentierung und Messtechnik.“ Gemeinsam wurde zunächst ein grobes Demonstrationsmodell einer Wasserstrahlschneidmaschine entwickelt. Es folgte ein mobiler Prototyp, aus dem letztendlich eine zertifizierte Lösung für die Industrie entstand: Reply.5 ist eine automatisierte, ferngesteuerte Wasserstrahlschneidmaschine. Mit Hilfe von Saugnäpfen hält sich der Roboter überall am Flugzeug fest und repariert dort schadhafte Faserverbundstoffteile. Das Kontrollzentrum kann dabei stationär oder beweglich sein. Reply.5 bearbeitet das Material ohne Schichtablösung, darüberhinaus sorgt ein mit einer Kamera ausgestattetes Monitoring-System dafür, dass die Ergebnisse der Bearbeitung erfasst werden.

PA 9000 Micro CNC im Einsatz
Die „5“ im Produktnamen steht bei Reply.5 sowohl für die Größe der zu bearbeitenden Flächen (500x500 mm) als auch für das relativ geringe Gewicht von 50 kg. Der Reparatur-Roboter verstaut sich selbst in seiner Kontrolleinheit, er lässt sich an Bord von Flugzeugen als normgerechtes Stück Luftfracht in einem Container transportieren. Um die geringe Größe zu erreichen, hat Power Automation die Teile der Steuerung extrem miniaturisiert: Zum Einsatz kommt die neue PA 9000 Micro CNC Steuerung. Durch EtherCAT-Anbindung wurden zudem Umfang und Gewicht der Verkabelung reduziert.

Die offene und flexible Systemarchitektur der PA 9000 Micro CNC ermöglichte es CP3i, ein Touchpad zu entwickeln und komplett in den Reply.5 zu integrieren – dazu ein System fürs 3D-Mapping, die erforderlichen Business-Anwendungen und die dazugehörige HMI. Der Roboter besitzt eine Standard-Stromversorgung mit 24V, gemäß der Vorgabe, dass er überall und in jeder Umgebung einsetzbar sein muss. Cédric Pujols lobt zudem das einfache Set-up des Reply.5 sowie den niedrigen Strom- und Wasserverbrauch und die erhöhte Sicherheit für die Anwender, die nicht mehr dem Carbonstaub ausgesetzt werden.

Der Reply.5 wird noch im Sommer 2017 erstmals für Reparaturen am Airbus A350 eingesetzt werden. Entwickler François Cénac, der das Projekt mit seiner Firma Bayab in die Zukunft führt, plant bereits die Erschließung weiterer Märkte, etwa in den Bereichen Windkraft und Segeln. Dazu soll auch eine Version des Reply.5 gebaut werden, die 2 x 2 Meter große Composites-Teile reparieren kann.




Die Projektinitiatioren: links: Michel Déléris, CEO Jedo Technologies
und rechts: Cédric Pujols, CEO Power Automation France und CP3i.