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Finaliza con éxito el proyecto de investigación de la aviación

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Construcción de aviones: La dispensación asistida por cobot podría ser pronto más eficiente

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Durante doce meses (2021), ViscoTec formó parte de un proyecto de investigación denominado AGREED - "Automatización de conjuntos de cáscaras flexibles y expandibles con inteligencia digital". En este proyecto dirigido por el Instituto de Estructuras y Diseño, que forma parte del Centro Aeroespacial Alemán (DLR), los científicos de la Cátedra de Tecnologías y Gestión de la Transformación Digital y los ingenieros y técnicos de otros socios del proyecto, llevaron a cabo una investigación sobre el uso de la digitalización y la inteligencia artificial para automatizar el ensamblaje de carcasas de aviones. AGREED fue un proyecto interno del Centro Aeroespacial Alemán (DLR) y se llevó a cabo con éxito entre enero y diciembre de 2021. Además de la investigación tecnológica, el DLR asumió la responsabilidad de los aspectos administrativos y de planificación. Los trabajos se coordinaron en colaboración con el contratista principal, Premium AEROTEC GmbH. Otros participantes de la industria y la investigación fueron subcontratados para proporcionar apoyo adicional: Broetje-Automation GmbH, ViscoTec GmbH, Bergische Universität Wuppertal, Fraunhofer IFAM, Fraunhofer IFF y Capgemini.

Una parte importante del proyecto: La dispensación de materiales de sellado complejos. Para Premium AEROTEC -el principal proveedor mundial de aeroestructuras- esta aplicación es esencial en la producción de componentes aeronáuticos complejos y a gran escala. El proyecto de investigación pretende ahora aumentar el grado de automatización en el montaje estructural de los llamados aviones de un solo pasillo. Por un lado, esto debería reducir los procesos de producción manuales que existen actualmente y, por otro, el aumento del grado de automatización debería conducir a una mayor eficiencia económica.

La investigación se llevó a cabo en Nordenham (Baja Sajonia) y en Augsburgo. El cabezal dispensador de 2 componentes vipro-DUOMIX, especialmente diseñado para materiales de sellado y ya establecido en el mercado, podía utilizarse con robots industriales. El mayor reto en este caso: La aplicación de materiales complejos en una capa extremadamente fina, que el equipo de ViscoTec pudo resolver con una boquilla especialmente desarrollada. Y un sistema de control mecánico integrado desarrollado conjuntamente con PAG, consistente en un espaciador y una suspensión de muelle.

En Nordenham, el equipo de ViscoTec debía tener una competencia de desarrollo considerablemente mayor, ya que aquí la producción debía ser parcialmente automatizada mediante cobots y, por tanto, debía lograrse una colaboración hombre-máquina. Para ello, se desarrolló un efector final especial (< 10 kg) -basado en un sistema de 2 componentes de diseño ligero- para el cobot y se colocó en la parte delantera del brazo del robot. Está óptimamente diseñado para cargas ligeras y garantiza la seguridad durante la colaboración. El material de dispensación de 2 componentes se suministra en contenedores a granel separados (cubos de 20 l). Los depósitos se encuentran en el efector final. Los depósitos se alimentan a través de acoplamientos de material en la estación de depósitos. Ésta, a su vez, está conectada al sistema de vaciado mediante mangueras. El concepto desarrollado por los ingenieros de ViscoTec combina las ventajas de los contenedores grandes -seguridad del proceso y bajo coste- con las de los contenedores pequeños, que son más flexibles en cuanto a la aplicación del material. La eliminación de una conexión de manguera entre el contenedor grande y el efector final de dispensación en el cobot permite una aplicación de dispensación sin restricciones mecánicas y, por tanto, una mayor flexibilidad en todos los grados de libertad. Las pruebas realizadas en el propio centro técnico de ViscoTec durante las fases de desarrollo permiten la aplicación por capas de un material de sellado complejo, lo que es de gran importancia para la investigación en ambos lugares. De especial relevancia: Mientras que antes había que mezclar los materiales en un proceso previo y desechar el material que no se necesitaba debido al rápido inicio del curado, ahora la dosificación y la mezcla de precisión se realizan inmediatamente antes de aplicar el material y se mantiene la proporción de mezcla

Los resultados de la investigación fueron bien acogidos por el DLR, responsable del proyecto, lo que simplificará futuros desarrollos tecnológicos, como las estrategias de aprendizaje por refuerzo. Los robots pueden, tras el aprendizaje, realizar de forma autónoma tareas de unión en la industria aeroespacial, que también se ven facilitadas por las tecnologías de dosificación de ViscoTec.