Oliver Reitz
Direktor des Eigenbetriebs Wirtschaft und Stadtmarketing Pforzheim (WSP)
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ILA Berlin 2024: PI präsentiert hochdynamische Ausgleichskinematik für den Flugzeugbau
18.06.2024
Das zentrale Ziel des Projekts war die Entwicklung einer hochdynamischen Ausgleichskinematik für den Flugzeugbau, speziell für die Bearbeitung und Versiegelung von CFK-Bauteilen im RTM-Herstellungsverfahren (Resin Transfer Molding). CFK, ein leichter und steifer Faserverbundwerkstoff, trägt maßgeblich zur Energieeffizienz und CO2-Einsparung von Flugzeugen bei.
Leistungsfähigkeit des Hexapods H-900K101
Den Schwerpunkt der Ausgleichskinematik bildet die Konturenbearbeitung von Wing of Tomorrow Singleaisle Flügelschalen aus CFK mittels Fräsen und Entgraten, außerdem deren nachgelagerte Versiegelung und das Einbringen von Bohrungen. Kombiniert mit einem Knickarmroboter zur groben Positionierung dient der Hexapod von PI der Feinpositionierung von Bearbeitungs- und Versiegelungswerkzeugen. „Wir haben mit dem neuen Hexapod H-900K101 ein hochdynamisches System umgesetzt, das eine Nutzlast von bis zu 40 kg in der XY-Ebene mit bis zu 12.000 mm/s² beschleunigen kann. Das System ist in der Lage, hochfrequente Bahnabweichungen unter der Einwirkung von Prozesskräften beim Fräsen dynamisch auszugleichen“, erläuterte Christian Sander, Head of Technology Development Parallel Kinematics bei PI in Karlsruhe. Das neuentwickelte Hexapod-System wurde für die spezifischen Rand- und Umgebungsbedingungen der Applikation konzipiert und ist somit insbesondere für die zeitkritischen Fertigungsprozesse mit den vorgegebenen Toleranzen der Luftfahrtindustrie optimiert.
Technologische Highlights
Das Hexapod-System ist mit einer Glasfaserdatenübertragung und der EtherCAT®-Schnittstelle ausgestattet, die eine minimale Latenzzeit und eine sichere Datenübertragung gewährleisten. Diese Technologien erlauben es, den Hexapod-Controller außerhalb der Bearbeitungszelle zu platzieren und gleichzeitig präzise Steuerbefehle aus bis zu 100 m Entfernung zu übermitteln.
Das für das Forschungsprojekt LuFo VI-1: ADMAS entwickelte Positioniersystem von Physik Instrumente (PI) besteht aus einem Controller (links), einem Hexapod (mittig) und der Treiberelektronik (rechts). Der Controller und der Treiber kommunizieren per Glasfaserdatenübertragung. Der Hexapod und der Treiber sind IP54-gedichtet und damit gegen CFK-Staub, Kühl- und Schmiermittel geschützt. Foto: Physik Instrumente (PI)
Einsatz im Rahmen von ADMAS LuFo
Im Rahmen des ADMAS LuFo Projekts wurde auch die Nutzung von Beschleunigungssensoren zur Verschleißdetektion der Hexapod-Einzelbeine untersucht. Diese Sensoren ermöglichen eine frühzeitige Erkennung von Systemveränderungen durch charakteristische Eigenfrequenzen der Antriebskomponenten.
Flexibilität und Anpassungsfähigkeit
PI bietet eine breite Palette an Hexapoden, die individuell auf Kundenanforderungen angepasst werden können. Von Lasten bis zu 250 kg in der Standardausführung bis hin zu maßgeschneiderten Lösungen für Lasten über 2.000 kg bieten diese Systeme höchste Präzision und Wiederholgenauigkeit im Nanometerbereich. Sie finden Anwendung in Bereichen wie der Siliziumphotonik, Automatisierung, Medizintechnik sowie in der Astronomie und Forschung.
pm/tm
Über Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG
PI mit Hauptsitz in Karlsruhe ist Markt- und Technologieführer für hochpräzise Positioniertechnik und Piezoanwendungen in den Marktsegmenten Industrielle Automatisierung, Halbleiterindustrie, Photonik sowie Mikroskopie & Biowissenschaften. PI ist mit neun Fertigungsstandorten in Europa, Nordamerika und Asien sowie 16 Vertriebs- und Serviceniederlassungen weltweit vertreten.
18.06.2024
Das zentrale Ziel des Projekts war die Entwicklung einer hochdynamischen Ausgleichskinematik für den Flugzeugbau, speziell für die Bearbeitung und Versiegelung von CFK-Bauteilen im RTM-Herstellungsverfahren (Resin Transfer Molding). CFK, ein leichter und steifer Faserverbundwerkstoff, trägt maßgeblich zur Energieeffizienz und CO2-Einsparung von Flugzeugen bei.
Leistungsfähigkeit des Hexapods H-900K101
Den Schwerpunkt der Ausgleichskinematik bildet die Konturenbearbeitung von Wing of Tomorrow Singleaisle Flügelschalen aus CFK mittels Fräsen und Entgraten, außerdem deren nachgelagerte Versiegelung und das Einbringen von Bohrungen. Kombiniert mit einem Knickarmroboter zur groben Positionierung dient der Hexapod von PI der Feinpositionierung von Bearbeitungs- und Versiegelungswerkzeugen. „Wir haben mit dem neuen Hexapod H-900K101 ein hochdynamisches System umgesetzt, das eine Nutzlast von bis zu 40 kg in der XY-Ebene mit bis zu 12.000 mm/s² beschleunigen kann. Das System ist in der Lage, hochfrequente Bahnabweichungen unter der Einwirkung von Prozesskräften beim Fräsen dynamisch auszugleichen“, erläuterte Christian Sander, Head of Technology Development Parallel Kinematics bei PI in Karlsruhe. Das neuentwickelte Hexapod-System wurde für die spezifischen Rand- und Umgebungsbedingungen der Applikation konzipiert und ist somit insbesondere für die zeitkritischen Fertigungsprozesse mit den vorgegebenen Toleranzen der Luftfahrtindustrie optimiert.
Technologische Highlights
Das Hexapod-System ist mit einer Glasfaserdatenübertragung und der EtherCAT®-Schnittstelle ausgestattet, die eine minimale Latenzzeit und eine sichere Datenübertragung gewährleisten. Diese Technologien erlauben es, den Hexapod-Controller außerhalb der Bearbeitungszelle zu platzieren und gleichzeitig präzise Steuerbefehle aus bis zu 100 m Entfernung zu übermitteln.
Das für das Forschungsprojekt LuFo VI-1: ADMAS entwickelte Positioniersystem von Physik Instrumente (PI) besteht aus einem Controller (links), einem Hexapod (mittig) und der Treiberelektronik (rechts). Der Controller und der Treiber kommunizieren per Glasfaserdatenübertragung. Der Hexapod und der Treiber sind IP54-gedichtet und damit gegen CFK-Staub, Kühl- und Schmiermittel geschützt. Foto: Physik Instrumente (PI)
Einsatz im Rahmen von ADMAS LuFo
Im Rahmen des ADMAS LuFo Projekts wurde auch die Nutzung von Beschleunigungssensoren zur Verschleißdetektion der Hexapod-Einzelbeine untersucht. Diese Sensoren ermöglichen eine frühzeitige Erkennung von Systemveränderungen durch charakteristische Eigenfrequenzen der Antriebskomponenten.
Flexibilität und Anpassungsfähigkeit
PI bietet eine breite Palette an Hexapoden, die individuell auf Kundenanforderungen angepasst werden können. Von Lasten bis zu 250 kg in der Standardausführung bis hin zu maßgeschneiderten Lösungen für Lasten über 2.000 kg bieten diese Systeme höchste Präzision und Wiederholgenauigkeit im Nanometerbereich. Sie finden Anwendung in Bereichen wie der Siliziumphotonik, Automatisierung, Medizintechnik sowie in der Astronomie und Forschung.
pm/tm
Über Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG
PI mit Hauptsitz in Karlsruhe ist Markt- und Technologieführer für hochpräzise Positioniertechnik und Piezoanwendungen in den Marktsegmenten Industrielle Automatisierung, Halbleiterindustrie, Photonik sowie Mikroskopie & Biowissenschaften. PI ist mit neun Fertigungsstandorten in Europa, Nordamerika und Asien sowie 16 Vertriebs- und Serviceniederlassungen weltweit vertreten.
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