Angebot Innovation Agreed – Automatisierung für flexible und erweiterbare Schalenmontage mit digitaler Intelligenz

Zentrum für Leichtbauproduktionstechnologie (ZLP)

Das Projekt AGREED hatte zum Ziel die Untersuchung der Potenziale und Lösungen zur Automatisierung von Montageprozessen in der Fertigung von metallischen Rumpfschalen. Dabei wurde als Ausgangspunkt die aktuelle Fertigung von Mittelstreckenflugzeugen als technologische Basis herangezogen, die im großen Umfang in manueller Arbeit hergestellt werden. Es wurden zwei Prozesse direkt adressiert: die Schalenvormontage, in der auf den Hautfeldern Stringer und Clips eingebracht und vorfixiert werden sowie die Schalenendmontage, wo restliche Komponenten montiert und alle Bauteile final fixiert werden. Die dabei untersuchten Teilprozesse enthalten Arbeitsschritte, wie z.B.:

  • Vorbehandlung der Komponenten: Reinigen und Aktivieren
  • Aufbringung von Dichtmitteln auf die Montageflächen
  • Temporäres Fixieren der Komponenten
  • Finales Bohren der montierten Bauteile
  • Finales Nieten der montierten Bauteile
  • Vollständigkeitsprüfung der Bauteile

Beide Prozesse sind räumlich getrennt und bieten daher die Möglichkeit diese getrennt zu untersuchen. So wurde zum Beispiel bei dem Vormontageprozess eine durchgetaktete, vollständig automatisierte Prozessführung auf einer autonomen Roboterzelle als Fertigungskonzept geplant. Der Endmontageprozess hingegen, der üblicherweise innerhalb einer Fertigungs-Flowline stattfindet, sollte eine flexible Fertigungsweise mit sicheren Kollaborationsräumen für Werker und Roboter erlauben, die mit Hilfe eines KI-basierten Systems die Arbeiten innerhalb des Prozesses verteilt. Eine essentielle Randbedingung des Projektes war eine möglichst realistische und daher an die aktuelle Fertigung angelehnte Auslegung der zu entwickelnden Prozesse.
Für die wissenschaftliche und technische Unterstützung und den Aufbau beider Forschungsanlagen konnte Premium Aerotec GmbH gewonnen werden. Als Exklusivlieferant von Strukturbauteilen für Airbus verfügt die PAG über das spezifische Knowhow, die Werkzeuge und die Materialien um diese Stationen für Bauteile in Originalgröße und mit luftfahrttypischen Anforderungen an Fertigung und Endprodukt aufzubauen.

Das Projekt AGREED hatte zum Ziel die Untersuchung der Potenziale und Lösungen zur Automatisierung von Montageprozessen in der Fertigung von metallischen Rumpfschalen. Dabei wurde als Ausgangspunkt die aktuelle Fertigung von Mittelstreckenflugzeugen als technologische Basis herangezogen, die im großen Umfang in manueller Arbeit hergestellt werden. Es wurden zwei Prozesse direkt adressiert: die Schalenvormontage, in der auf den Hautfeldern Stringer und Clips eingebracht und vorfixiert werden sowie die Schalenendmontage, wo restliche Komponenten montiert und alle Bauteile final fixiert werden. Die dabei untersuchten Teilprozesse enthalten Arbeitsschritte, wie z.B.:

  • Vorbehandlung der Komponenten: Reinigen und Aktivieren
  • Aufbringung von Dichtmitteln auf die Montageflächen
  • Temporäres Fixieren der Komponenten
  • Finales Bohren der montierten Bauteile
  • Finales Nieten der montierten Bauteile
  • Vollständigkeitsprüfung der Bauteile

Beide Prozesse sind räumlich getrennt und bieten daher die Möglichkeit diese getrennt zu untersuchen. So wurde zum Beispiel bei dem Vormontageprozess eine durchgetaktete, vollständig automatisierte Prozessführung auf einer autonomen Roboterzelle als Fertigungskonzept geplant. Der Endmontageprozess hingegen, der üblicherweise innerhalb einer Fertigungs-Flowline stattfindet, sollte eine flexible Fertigungsweise mit sicheren Kollaborationsräumen für Werker und Roboter erlauben, die mit Hilfe eines KI-basierten Systems die Arbeiten innerhalb des Prozesses verteilt. Eine essentielle Randbedingung des Projektes war eine möglichst realistische und daher an die aktuelle Fertigung angelehnte Auslegung der zu entwickelnden Prozesse.
Für die wissenschaftliche und technische Unterstützung und den Aufbau beider Forschungsanlagen konnte Premium Aerotec GmbH gewonnen werden. Als Exklusivlieferant von Strukturbauteilen für Airbus verfügt die PAG über das spezifische Knowhow, die Werkzeuge und die Materialien um diese Stationen für Bauteile in Originalgröße und mit luftfahrttypischen Anforderungen an Fertigung und Endprodukt aufzubauen.

3 Tipps zum Nachmachen:

  • Vorbehandlung der Komponenten: Reinigen und Aktivieren
  • Aufbringung von Dichtmitteln auf die Montageflächen
  • Temporäres Fixieren der Komponenten

Automatisierung der Schalenvormontage

Das Ziel in diesem Projektanteil war eine vollständige Automatisierung der Schalenvormontage. Die prozesstypischen Tätigkeiten wurden unter dem Aspekt der Automatisierung anhand der notwendigen Prozessparameter mit Hilfe eines morphologischen Kastens bewertet und daraus technische Lösungen und Konzepte der Gesamtanlage erarbeitet. Für jeden der Teilprozesse wurden Greifer konzipiert und entwickelt. Die wissenschaftliche Arbeit des ZLP Augsburg konzentrierte sich auf die Teilprozesse:

  • Reinigen und Aktivieren: Die Konzepterstellung der Endeffektoren mit einfachen Vorversuchen sowie Konstruktion und Aufbau der Endeffektoren. Diese sind mit ausfahrbaren Stößen, die jeweils mit den Flüssigkeiten zur Reinigung und Aktivierung über ein Pumpsystem getränkt werden können ausgestattet. Zusätzlich gibt es für jede Flüssigkeitsart einen Stößel zum Nachwischen der applizierten Flüssigkeiten.
  • Greifen der Clips: Die Clips werden auf einem Transportboard in die Zelle eingeliefert. Um geforderte hohe Genauigkeit des Greifprozesses zu gewährleisten wird die Position (Lage und Orientierung) des Clips mit einer am Roboter angebrachten Kamera optisch bestimmt. Die unterschiedlichen Clips werden anhand der Vorbohrungen erkannt und ein Korrekturfaktor für die Greifbewegung an die Steuerung geschickt.
  • Dichtmittelapplikation: Zusammen mit der Firma Viscotec GmbH wurde ein 2K-Applikator in Betrieb genommen. Mit Hilfe initialen Versuche wurden die Prozessparameter im Zusammenspiel mit robotisch geführtem Clip bestimmt.
  • Qualitätssicherung: Ein Konzept für die Überprüfung der Genauigkeit der gesetzten Bauteile wurde auf Basis einer ZiVID-3D-Kamera konzipiert und initial erfolgreich getestet.

Die Technologien wurden in die Forschungsstation für Schalenvormontage bei der Premium Aerotec GmbH in Augsburg übertragen. Diese besteht aus einer Roboterzelle mit zwei Industrierobotern auf einer gemeinsamen Linearachse und neun Endeffektoren zur Durchführung aller Prozessschritte. Ein weiterer wichtiger Bestand der Zelle ist eine modulare Vorrichtung zur Fixierung unterschiedlicher Hautfelder. Der abzubildende Prozess startet nach der Zuführung von Bauteilen (Hautfelder) und Komponenten (Stringer und Clips). Nach einem festgelegten Ablaufplan werden die Prozessschritte bis hin zur vorläufigen Fixierung der Komponenten auf dem Hautfeld automatisch durchgeführt. Der erste Schritt ist die Reinigung und Aktivierung der Einbaupositionen der Stringer auf dem Hautfeld und der Stringer selbst, die in einem Bereitstellungswagen angeliefert werden. Dafür wurde der beim ZLP Süd entwickelter Endeffektor eingesetzt, der die vorgeschriebenen Reinigungs- und Aktivierungsflüssigkeiten flächig aufbringt und nach der Einwirkungszeit wegwischt.

  • Mehr zum AGREE-Projekt finden Sie hier!

Kontakt

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) Zentrum für Leichtbauproduktionstechnologie

Herrn Dr. Marcin Malecha

Am Technologiezentrum 4
86159 Augsburg

+49 821 319874-1054
marcin.malecha@dlr.de
https://www.DLR.de/augsburg

Angebote, Projekte und Experten des DLR-ZLP für Unternehmen

weitere Angebote aus dem Bereich Innovation

weitere Artikel zum Thema Innovation

Pressemitteilung 22.07.2026 Augsburger Technologietransferkongress diskutiert Zukunft der Industrie in der Region

Bei dem 15. Augsburger Technologietransfer-Kongress 2026, der in in der Factory im Digitalen Zentrum Schwaben (DZ.S) in Augsburg stattfand, wurden gemeinsam mit den 200 Teilnehmern aus Unternehmen, Wissenschaft und Innovationsakteuren der Region wieder wichtige Zukunftsinnovation aus der Region wie z.B. für die Energiewende, den Einsatz von KI, der Robotik und Materialforschung vorgestellt. ... mehr
Mehr lesen

Pressemitteilung 25.06.2026 Innovation Walk am TTZ Aichach zeigt neue Wege für digitales und nachhaltiges Bauen

„Das Technologietransferzentrum Aichach steht exemplarisch für die enge Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft, Wirtschaft und Region. Alle ziehen an einem Strang, um die Wettbewerbsfähigkeit der Region zu sichern. Ein Ort, an dem Zukunft nicht nur diskutiert, sondern gebaut wird“, sagte Dr. ... mehr
Mehr lesen

News Nachhaltigkeit Sustain Lab der THA und IHK Schwaben: praxisnaher Wissenstransfer zwischen Hochschule und Wirtschaft

Unternehmen können im SustainLab kostenfrei mit Studierenden zusammenarbeiten und praxisnahe Lösungen entwickeln. Projektvorschläge sind bis zum 30.06. einzureichen. ... mehr
Mehr lesen

News Innovation Zukunftsperspektive für Faurecia-Werk am Standort Augsburg

Das Unternehmen General Dynamics European Land Systems hat eine Vereinbarung mit der französischen Forvia-Gruppe geschlossen, zum Erwerb des Faurecia-Werks in Augsburg. Diese Vereinbarung gewährleistet die Kontinuität des langjährigen Industriestandorts, der sich auf Abgasanlagen für ... mehr
Mehr lesen

News Standort 2,7 Millionen Euro Förderung für digitalen Innovationshub 

Die Universitätsmedizin Augsburg erhält rund 2,7 Millionen Euro Förderung für den Innovationshub MeDIHA. Ziel ist es, medizinische Innovationen und KI schneller in die Praxis zu bringen und Ausgründungen zu fördern. ... mehr
Mehr lesen

News INNOVATION Wochen des Wasserstoffs in der Technologieregion Wasserstoff Augsburg

Die bundesweite Woche des Wasserstoffs 2026 steht vor der Tür und auch im Wirtschaftsraum Augsburg stehen in dieser Woche – und darüber hinaus – zahlreiche Veranstaltungen rund um das Thema Wasserstoff an. Dieser Beitrag bietet Ihnen einen Überblick über sämtliche Veranstaltungen, die in ... mehr
Mehr lesen

News Innovation Aktuelle Einblicke in das DLR SG Institut für Test und Simulation von Gasturbinen

Das DLR-Institut für Test und Simulation von Gasturbinen am Augsburg Innovationspark erforscht neue Triebwerkstechnologien und validiert digitale Modelle in einzigartigen Prüfständen. Der Beitrag gibt aktuelle Einblicke in das Institut, seine Entwicklung und seine Bedeutung für den Zukunftsstandort Augsburg. ... mehr
Mehr lesen

News Innovation Additive Fertigung hebt ab!

Die VOCUS GmbH gewinnt den BRE3D Award 2026 mit einem EASA-zertifizierten 3D-Metallbauteil und zeigt das Potenzial additiver Fertigung in der Luftfahrt. ... mehr
Mehr lesen

News Innovation sparkscon 2026 in Augsburg: Region Augsburg zeigt digitale Zukunftskraft

Am 16. Juli 2026 verwandelt sich das Gaswerk Areal in Augsburg erneut in das Zentrum für digitale Zukunftsgestaltung und setzt dabei ein besonderes Zeichen: Die sparkscon feiert ihr 5-jähriges Jubiläum. Mit über 2.000 Besucher:innen, 70+ Speaker:innen, vier Bühnen, kuratierten Masterclasses, einer interaktiven Expo-Area und innovativen Networking-Formaten bringt die sparkscon 2026 Menschen, Ideen und Perspektiven zusammen. Leitkonferenz und Orientierungsgeber für Digitalisierung in Süddeutschland. ... mehr
Mehr lesen

News Nachhaltigkeit Kooperationsprojekt zwischen Augsburger und Schottischer Hochschulen zum Thema Wasserstoff

Die Universität Augsburg und die Technische Hochschule Augsburg bauen ihre internationale Wasserstoff-Forschung aus: Gemeinsam mit der University of the Highlands and Islands in Schottland wollen sie an resilienten Energiesystemen und der Speicherung erneuerbarer Energien in Wasserstoff arbeiten. ... mehr
Mehr lesen

News Innovation Satellit SOVA-S: Augsburger Projekt im Finale eines ESA-Weltraumprogramms

Die Satellitenmission „SOVA-S“ steht in der finalen Auswahl des SCOUT-Programms der ESA. Ziel dieser Mission ist die weltweit erste globale und systematische Vermessung atmosphärischer Schwerewellen im Höhenbereich von 80 bis 400 Kilometern. Sie soll nicht nur offene wissenschaftliche Fragen klären, sondern auch neue Möglichkeiten für die Frühwarnung eröffnen. Dafür nötige Instrumente kommen aus Augsburg. ... mehr
Mehr lesen

News Innovation MittelstandMacher: Innovationsökosystem für den bayerisch-schwäbischen Mittelstand gestartet

Die Initiative zielt darauf ab, in Bayerisch-Schwaben ein mittelständisch geprägtes Netzwerk aufzubauen, das Wirtschaft, Wissenschaft und Start-ups vernetzt, um Innovationen schneller in die betriebliche Anwendung zu bringen. ... mehr
Mehr lesen