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25.03.2020

Vollstanznieten in der Flugzeug-Endmontage

Der Frage, wie eine Flugzeug-Endmontage produktiver und zugleich ergonomischer gestaltet werden kann, ging Tox Pressotechnik gemeinsam mit dem Fraunhofer Institut für Großstrukturen in der Produktionstechnik (IGP) und dem Flugzeugbauer Airbus nach. Sie statteten einen kollaborativen Roboter mit einer Tox-Handzange aus und ermöglichten so den Einsatz des Verbindungsverfahrens Vollstanznieten (VSN).

Beim größten europäischen Flugzeughersteller boomt das Kurzstreckenflugzeug Airbus A320 mehr denn je, und auch die neue Familie Airbus A350 befindet sich im Steigflug. Bis heute wurden rund 10.000 sogenannte Schmalrumpfflugzeuge der 320er-Familie produziert und die ungebrochen starke Nachfrage wird durch das weltweit steigende Transport-Aufkommen buchstäblich weiter beflügelt. Deshalb erhöht Airbus zum einen die Produktionsraten. Zum anderen will der Flugzeugbauer mit Hilfe neuer Produktionstechnologien die bis dato überwiegend manuelle Endmontage effizienter gestalten.

  • Montage einer Stringer-Kupplung mithilfe eines kollaborativen Roboters im Flugzeugrumpf. Bild: Tox Pressotechnik

    Montage einer Stringer-Kupplung mithilfe eines kollaborativen Roboters im Flugzeugrumpf. Bild: Tox Pressotechnik

  • Der Schnitt durch den Niet zeigt die fertige Vollstanzniet-Verbindung einer Stringer-Kupplung. Bild: Tox Pressotechnik

    Der Schnitt durch den Niet zeigt die fertige Vollstanzniet-Verbindung einer Stringer-Kupplung. Bild: Tox Pressotechnik

  • Tox Pressotechnik modifizierte das Vollstanzniet-Setzgerät für den Einsatz am handgeführten Roboterarm. Bild: Tox Pressotechnik

    Tox Pressotechnik modifizierte das Vollstanzniet-Setzgerät für den Einsatz am handgeführten Roboterarm. Bild: Tox Pressotechnik

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Zurzeit werden die Längsstreben, Stringer genannt, einzelner Segmente des Rumpfes über Stringer-Kupplungen und durch herkömmliche Vollnieten manuell miteinander verbunden. Künftig jedoch sollen hier Vollstanznieten zum Einsatz kommen. Das Verfahren verspricht eine erhebliche Reduzierung der relevanten Prozessschritte, der Bearbeitungszeit pro Nietverbindung und damit der Montagezeit pro Segment sowie schließlich der Belastung des Montagepersonals. Das bewährte Vollstanzniet-Verfahren ist aus dem Automobil- und Fahrzeugbau wohl bekannt und wird auch in sicherheitsrelevanten Bereichen angewendet. Um das Vollstanznieten für den Flugzeugbau qualifizieren und für die robotergestützte Applikation in der Flugzeug-Endmontage optimieren zu können, schlossen sich die Unternehmen Airbus Operations, Tox Pressotechnik sowie das Fraunhofer IPG zu einem Kooperationsprojekt zusammen und entwickelten gemeinsam eine überzeugende Komplettlösung.

Flugzeug-Segmente verbinden unter erschwerten Bedingungen

Im Grunde genommen lautete die Aufgabe: Wie bringt man beim Vollstanznieten großformatiger Segmente in der Flugzeug-Endmontage die benötigte Presskraft mit möglichst wenig körperlicher Anstrengung schnell und positionsflexibel an Ort und Stelle? Eine besondere Herausforderung sind die hohen Presskräfte, die beim Vollstanznieten auftreten. Entsprechend stabil muss die Auslegung der Grundaufnahme für die Niet-Werkzeuge und das Handling ausfallen, was zu einem relativ hohen Gewicht des Vollstanzniet-Setzgerätes führt.


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