worldwide | usa PC-Control 04 | 2018 | PC Control optimiert Prüfung großer Bauteile für Luft- und Raumfahrt Die Genesis Systems Group aus Davenport, Iowa, USA, entwickelt robotergestützte Systeme für die zerstörungsfreie Prüfung großer Bauteile für große und kleine Flugzeuge, Satelliten und sogar Raketen. PC- und EtherCAT-basierte Steue- rungstechnik ermöglicht dabei nicht nur eine hohe Genauigkeit und einen hohen Durchsatz bei der automatisierten Prüfung sicherheitskritischer Bauteile, sondern auch beträchtliche Einsparungen bei der Verkabelung und Installation. One Cable Automation: Verkabelungsaufwand bei robotergestützten Systemen für zerstörungsfreie Prüfung halbiert Oben: RoboPogo, ein Teile-Haltesystem mit mehreren Gelenkrobotern für die NSpect™-NDI-Prüfung großer Bauteile für die Luft- und Raum- fahrtindustrie, ist eine Neuentwicklung der Genesis Systems Group. Links: Genesis nutzt den Embedded-PC CX2030 für SPS, Motion Control, Sicherheitslogik, Prüfsoftware, HMI und Windows und lastet dabei die CPU-Kapazität selbst in Systemen mit 20 Robotern nur zu etwa 25 % aus.
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PC Control optimiert Prüfung großer Bauteile für Luft- und ... · TwinSAFE als in das EtherCAT-I/O-System integrierte Sicherheitstechnologie bietet dank FSoE-gestützter Kommunikation
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worldwide | usa PC-Control 04 | 2018|
PC Control optimiert Prüfung großer Bauteile für Luft- und Raumfahrt
Die Genesis Systems Group aus Davenport, Iowa, USA, entwickelt robotergestützte Systeme für die zerstörungsfreie Prüfung großer Bauteile für große und kleine Flugzeuge, Satelliten und sogar Raketen. PC- und EtherCAT-basierte Steue-rungstechnik ermöglicht dabei nicht nur eine hohe Genauigkeit und einen hohen Durchsatz bei der automatisierten Prüfung sicherheitskritischer Bauteile, sondern auch beträchtliche Einsparungen bei der Verkabelung und Installation.
One Cable Automation: Verkabelungsaufwand bei robotergestützten Systemen für zerstörungsfreie Prüfung halbiert
Oben: RoboPogo, ein Teile-Haltesystem mit mehreren Gelenkrobotern
für die NSpect™-NDI-Prüfung großer Bauteile für die Luft- und Raum-
fahrt industrie, ist eine Neuentwicklung der Genesis Systems Group.
Links: Genesis nutzt den Embedded-PC CX2030 für SPS, Motion Control,
Sicherheitslogik, Prüfsoftware, HMI und Windows und lastet dabei die
CPU-Kapazität selbst in Systemen mit 20 Robotern nur zu etwa 25 % aus.
PC-Control 04 | 2018 worldwide | usa|
Die NSpect™-Systeme von Genesis Systems kombinieren Daten der Ultraschallprüfung mit Positionsdaten
des Roboters und gewährleisten so die lückenlose Materialprüfung sicherheitskritischer Bauteile.
Die Anforderungen an die Materialprüfung und Qualitätssicherung in der
Luft- und Raumfahrtindustrie sind hoch, denn nur eine lückenlose Prüfung von
Material und Komponenten kann die Sicherheit von Passagieren, Crew und
Fracht gewährleisten. Die Genesis Systems Group ist ein Systemintegrator von
robotergestützten Systemen für die Fertigungs-, Transport- sowie Luft- und
Raumfahrtindustrie. Für die speziellen Anforderungen bei der zerstörungs-
freien Prüfung besonders großer Bauteile für Flugzeuge, Satelliten und Raketen
hat Genesis Systems robotergestützte NDI (Non-Destructive Inspection)-
Systeme für die zerstörungsfreie Prüfung entwickelt. Auch für erfahrene
Prüfer stellt die traditionelle manuelle Prüfung solcher Bauteile eine Herausforde-
rung dar, denn sie müssen sich um Teile jeder Größe herumbewegen und dabei die
vollständige Materialprüfung unter Einhaltung höchster Genauigkeitsanforde-
rungen sicherstellen. Automatisiert mit PC- und EtherCAT-basierter Steuerungs-
technik von Beckhoff führen die Prüfsysteme von Genesis diese Aufgabe nun mit
der geforderten Präzision und in wesentlich kürzerer Zeit aus.
Robotersysteme für den ultimativen finalen Test
Die NDI-Lösungen der NSpect™-Reihe von Genesis Systems prüfen die
großen Oberflächen von Luft- und Raumfahrtkomponenten auf Defekte im
Material und die Einhaltung von Fertigungsvorgaben. Dafür sind die Ro-
boter mit Ultraschallprüftechnik ausgerüstet, die Ultraschall vom Sender
durch das zu prüfende Teil an den Empfänger schickt. Neben herkömmli-
chen Prüfverfahren wie der Impuls-Echo-Technik, Phasenverschiebung und
Shearografie werden auch andere Verfahren unterstützt. Bei den unter-
suchten Materialien handelt es sich meist um Stahl, Aluminium oder Ver-
bundstoffe. Kernkomponente der Lösung ist ein 6-Achs-Gelenkroboter, das
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Genesis Blitz Module™. Dank der ausgefeilten C++-Programmierung er-
fasst das Blitz Module™ alle Roboterpositionen und erzeugt innerhalb von
ca. 200 µs einen virtuellen Encoder mit sechs Freiheitsgraden und Messungs-
rastermaßen bis 1 mm. Diese Positionsrückführung stellt die lückenlose Prüfung
der großen Oberflächen der Bauteile sicher. „In der Welt der Materialprüfung
nennt man das Pulse-on-Position (PoP)“, erklärt Ryan Steckel, Automation Sys-
tems Engineer der Genesis Systems Group, und fährt fort: „Das Blitz Module™
erfasst die Messdaten des geprüften Materials und korreliert diese mit der
Position des Instruments oder Sensors. Dabei gilt, je schneller die Impulse aus-
gesandt werden, umso schneller kann sich der Roboter vorwärts bewegen und
umso produktiver ist das NDI-System.“ Durch die schnelle Kommunikation mit
EtherCAT benötigt das Blitz Module™ nur 1 ms für das Aussenden der Impulse,
während der Standardwert 10 ms ist. EtherCAT ermöglicht außerdem auch eine
extrem hohe Messgenauigkeit und hochpräzise Systemsynchronisierung – zwei
Schlüsselkriterien in der Materialprüfung.
Eine andere Neuentwicklung ist RoboPogo, ein Teile-Haltesystem mit mehreren
Gelenkrobotern für die Prüfung mit den NSpect™-Systemen. RoboPogo kann
große Teile mit den verschiedensten Geometrien halten, erläutert Whitney
Moon, Director Aerospace Division, Genesis Systems Group. „2017 übernahm
Genesis ein Projekt, bei dem während der NDI-Prüfung besonders große Teile
fixiert werden mussten. Mit herkömmlichen Vorrichtungen oder manuell ange-
passten Halterungen wäre das sehr aufwändig und teuer geworden.“ Wenn
Teile mit einer Länge von 3 bis 33 m fixiert werden sollen, ist diese Lösung
optimal, da die Gelenkarmroboter die nötige Flexibilität für die Anpassung an
andere Teilegeometrien, Abläufe oder Applikationen bieten und sogar die dyna-
mische Repositionierung während der Messung ermöglichen – immer in exakter
Synchronisation mit den Prüfrobotern der NSpect™-Reihe.