USL mit Sitz in Aldershot ist auf maßgeschneiderte, automatisierte Anlagen zur zerstörungsfreien Prüfung spezialisiert. Im Fokus stehen individuell angepasste Prüflösungen für eine präzise Qualitätskontrolle und Materialanalyse. Besonders Hersteller von Verbundwerkstoffkomponenten in der Luftfahrt setzen auf diese Technologien, da der Anteil dieser Materialien in Flugzeugen stetig steigt. Ziel ist es, Gewicht und Kosten zu reduzieren, ohne Kompromisse bei der Sicherheit einzugehen. Mit der Weiterentwicklung der Fertigungsmethoden werden die Bauteile immer größer und komplexer – entsprechend steigen die Anforderungen an die Prüfanlagen.
Spezialisierte Prüfanlagen für komplexe Bauteile
Während der Pandemie stand USL vor der Aufgabe, einen flexiblen und kompetenten Lieferanten für die Antriebstechnik zu finden. Die Wahl fiel auf Stöber UK, da die Lieferzeiten deutlich kürzer waren als bei anderen Anbietern. Für ein aktuelles Projekt konstruierten die Spezialisten eine zwölfachsige Doppelturmanlage und eine elfachsige Portalmaschine zur Prüfung von Verbundwerkstoffkomponenten für einen langjährigen Luftfahrtkunden. Die Maschinen wurden exakt an die Anforderungen hinsichtlich Flexibilität, Skalierbarkeit und Funktionalität angepasst. Im Vergleich zu Serienlösungen bieten diese Sonderanlagen eine höhere Genauigkeit und speziell auf die Anwendung zugeschnittene Funktionen.
Technische Anforderungen an die Antriebstechnik
„Bei allen unseren automatisierten Prüfanlagen achten wir bei bewegungsbezogenen Komponenten wie Motoren auf Präzision, Auflösung, Drehzahlregelung, Drehmoment, Belastbarkeit, Kommunikationsschnittstellen, Sicherheitsmerkmale und Langlebigkeit“, erläutert Niko Bayer, Technical Sales Manager bei USL. Die Systeme müssen zudem langlebig und für den Einsatz in feuchter Umgebung geeignet sein. Die eingesetzten Maschinen sind häufig langen Betriebszeiten, wiederholten Bewegungsabläufen und Richtungswechseln ausgesetzt. Nach eingehender Abstimmung mit Stöber wurden die geeigneten Komponenten ausgewählt und spezifiziert.
Für diese speziellen Anforderungen wurden doppelseitige Maschinen für die gleichzeitige Durchlicht- und Impulsechoprüfung von Verbundwerkstoffteilen benötigt. Sie verfügen über große Scan-Bereiche und verschiedene spezialisierte Endeffektoren, um komplexe Bauteile wie Flügelvorderkanten, Landeklappenverkleidungen oder dicke Verbundteile effizient zu prüfen. Die eingesetzten Antriebssysteme kombinieren Linearmodule, Rotationsachsen und Servomotoren unterschiedlicher Größen aus der EZ-Reihe. Diese Motoren sind kompakt gebaut und bieten in Verbindung mit modernen Antriebsreglern der SC6-Reihe eine hohe Dynamik und Genauigkeit. Die Auswahl der Servogetriebe erfolgte nach Kriterien wie Steifigkeit und Präzision. Die One Cable Solution ermöglicht eine zuverlässige Verbindung von Motor und Regler über Distanzen bis zu 100m und vereinfacht die Installation.
Die Motoren und Regler wurden so ausgelegt, dass sie je nach Achse und Antriebsart – etwa Triebstock, Spindel oder Direktantrieb – optimal auf die Anforderungen abgestimmt sind. USL setzt häufig eine Kombination verschiedener Antriebsarten in einer Maschine ein, um die gewünschte Präzision und Zuverlässigkeit zu erreichen.
Erfahrungen aus der Praxis
„Im Lauf der Jahre haben wir viele verschiedene Motoren und Antriebsregler von unterschiedlichen Lieferanten eingesetzt“, berichtet Bayer. „Mit Stöber erhalten wir die Auswahl, Präzision, Qualität und Zuverlässigkeit, die wir für den Bau unserer Maschinen benötigen.“ Ein weiterer Vorteil sind die kurzen Lieferzeiten und die Termintreue, die USL bei der termingerechten Fertigstellung der Anlagen unterstützt. In der Vergangenheit wurden Motoren eingesetzt, die es ermöglichten, Vorsteuerungswerte für die Reibung bis zu 100 Prozent umzusetzen. Mit den aktuellen SC6-Antriebsreglern sind sogar Werte bis zu 200 Prozent realisierbar, was eine noch präzisere Positionierung der Maschinenachsen erlaubt.
Stöber liefert zudem integrierte Servogetriebemotoren ohne Motoradapter. Das erleichtert die Montage durch kompakte Bauweise, geringes Gewicht und hohe Leistungsdichte. Die Unterstützung bei der Auslegung von Drehzahl, Drehmoment und Last sowie die Möglichkeit, individuelle Kabellängen zu nutzen, bieten zusätzliche Freiheiten bei der Konstruktion großer Maschinen.
Projektabschluss und Ausblick
Die beiden Anlagen wurden in einer Prüfeinrichtung für Strukturen und Komponenten von Boeing-Flugzeugen installiert und erfolgreich in Betrieb genommen. Sie erfüllen alle Anforderungen an die mechanische Genauigkeit und ermöglichen eine umfassende Prüfung großer und komplexer Verbundbauteile. Die Kombination aus USLs langjähriger Erfahrung in der Entwicklung von Prüfanlagen und den anwendungsgerecht ausgelegten Antriebskomponenten von Stöber hat zu einer effizienten und zuverlässigen Lösung geführt.
Die partnerschaftliche Zusammenarbeit zwischen USL und Stöber erwies sich während des gesamten Projekts als wertvoll. Die enge Abstimmung ermöglichte eine reibungslose Integration der Antriebstechnik in die automatisierten Ultraschall-Prüfanlagen. Dadurch konnten die Systeme optimal auf die Anforderungen des Endkunden angepasst werden und tragen zur Effizienz und Effektivität der Prüfprozesse bei.
Fazit
Die Entwicklung und Umsetzung automatisierter Prüfanlagen für die Luftfahrt stellt hohe Anforderungen an die Antriebstechnik. Die Zusammenarbeit zwischen USL und Stöber zeigt, wie durch eine gezielte Auswahl und Auslegung von Servomotoren, Antriebsreglern und Getrieben leistungsfähige und flexible Lösungen entstehen. Die Möglichkeit, Maschinen individuell zu konfigurieren und dabei auf bewährte Komponenten zurückzugreifen, erleichtert die Anpassung an neue Anforderungen und unterstützt die kontinuierliche Optimierung von Prüfprozessen im Maschinen- und Anlagenbau.
