Optimierung einer Positionier- und Haltevorrichtung nach Steifigkeits- und Gewichtsgesichtspunkten

Die automatisierte Montage von Bauteilen findet auch in der Luftfahrtindustrie immer mehr Verbreitung. Am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA läuft ein Projekt zur Entwicklung und Erprobung einer roboterbasierten, automatisierten Bohr- und Nieteinheit für die Bearbeitung und Montage von Schalenelementen im Flugzeugbau. Der Roboter sorgt dabei für die richtige Positionierung und die Bohr- und Nieteinheit in Form eines Endeffektors für die eigentliche Fügung. Für die Durchführung von Mess- und Versuchsreihen ist es erforderlich, die gesamte Apparatur unter möglichst realitätsnahen Bedingungen zu betreiben. Hierzu wurde eine Testvorrichtung entwickelt, die Materialproben von Flugzeugbauteilen aufnimmt und die von den Anforderungen an die Bewegungsabläufe des Roboters her den zu montierenden Flugzeugteilen nachempfunden ist. Um die Ergebnisse der Genauigkeitsmessung des Roboters nicht zu verfälschen, muss die Testvorrichtung sehr steif ausgeführt werden. Zudem soll sie eine möglichst geringe Eigengewichtverformung aufweisen und händisch verstellbar sein. Zur Lösung der konträren Zielsetzung maximale Steifigkeit und geringes Gewicht werden eine Sensitivitätsanalyse und eine Optimierung mit optiSLang durchgeführt.