Nicht jede Anlage lässt sich zur Maschine bringen. Fertiggestellte Frachtschiffe, Raffineriekomponenten, Windkraftanlagen oder Grossbauteile der Luftfahrtindustrie sind schlicht nicht transportierbar, wenn Reparatur- oder Bearbeitungsbedarf entsteht. Bisher bedeutete das: manuelle Arbeit mit Winkelschleifer und Schweissgerät, oder kostspielige Demontage und Versand der betroffenen Teile an eine stationäre Fertigungsanlage.
MABI Robotic AG entwickelt CNC Roboter für genau dieses Szenario. Der Roboterarm befindet sich dabei auf einer mobilen Plattform und wird direkt zur Anlage, zum Schiff oder zur Maschine gebracht. Bearbeitung vor Ort, ohne Demontage, ohne Transportwege.
Das Problem: Grosse Anlagen lassen sich nicht demontieren
Grosse Industrieanlagen und Schiffe haben eines gemeinsam: Sie sind am Einsatzort fertiggestellt und können für Nachbearbeitungen oder Reparaturen nicht einfach in eine Werkstatt transportiert werden. Die bisherigen Optionen sind alle mit erheblichem Aufwand verbunden:
- Manuelle Bearbeitung mit Winkelschleifer, Schweissgerät oder Handwerkzeugen, ungenau und personalintensiv
- Demontage der betroffenen Bauteile, Versand an einen Fertigungsdienstleister, Rücktransport und Remontage
- Einsatz schwerer, ortsfester Portalanlagen, kostspielig, unflexibel und an den Bearbeitungsort gebunden
Keine dieser Lösungen ist effizient. Vor allem bei Reparaturen unter Zeitdruck, etwa bei einem Frachtschiff im Hafen, zählt jede Stunde. Hinzu kommt: In bestimmten Umgebungen, Raffinerien, Chemieanlagen oder Offshore-Strukturen, ist manuelles Arbeiten mit erheblichen Sicherheitsrisiken verbunden.
Mobiler Fräsroboter statt Demontage
Die Antwort auf dieses Problem ist ein mobiles CNC-Robotersystem. Der Fräsroboter wird auf einer stabilen Plattform transportiert und direkt am Einsatzort positioniert. Dort übernimmt er Fräs-, Bohr- und Schweissaufgaben, die bisher manuell oder gar nicht automatisiert durchgeführt werden konnten.
Die Vorteile gegenüber konventionellen Methoden sind konkret:
- Bearbeitung direkt vor Ort, keine Demontage der zu reparierenden Bauteile notwendig
- Höhere Präzision als manuelle Bearbeitung mit handgehaltenen Werkzeugen
- Kürzere Stillstandzeiten der Anlage oder des Schiffes
- Wiederholbare, dokumentierbare Bearbeitungsqualität
- Einsatz in Umgebungen, die manuelles Arbeiten erschweren oder gefährden
Fraunhofer IFAM und MABI Robotic: Mobile Bearbeitung im Flugzeugbau
Ein konkretes Beispiel für mobile CNC-Bearbeitung liefert das gemeinsame Projekt von MABI Robotic AG und dem Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM. Im Rahmen dieses Projekts wurde ein mobiler Roboterarm entwickelt, der Roh-Bauteile im Flugzeugbau selbstständig anfährt und dort alle notwendigen Arbeitsschritte ausführt, darunter Fräsen, Bohren und Messen.
Entscheidend für die erreichbare Genauigkeit: abtriebsseitige Messsysteme an den Roboterachsen. Während bei herkömmlichen Industrierobotern die Messtechnik am Motor befestigt ist, messen die abtriebsseitige Messsysteme direkt an den Achsen und kompensieren so die Getriebenachgiebigkeit in Echtzeit. Dies entspricht dem Prinzip der Secondary-Encoder-Technologie, die MABI Robotic konsequent in der gesamten MAX-Serie einsetzt. Die Bearbeitungsabweichungen des mobilen Systems liegen unter einem halben Millimeter, eine Genauigkeit, die im Flugzeugbau zwingend notwendig ist. Der CNC Roboter verfährt auf einer steifen Plattform mit drei Antriebsrädern zur Zielposition, zieht die Räder danach ein und steht stabil.
Auf der Hannover Messe 2018 wurde das System öffentlich demonstriert, unter anderem am Seitenleitwerk eines Airbus 320.
Einsatzgebiete mobiler CNC-Robotersysteme
Das Prinzip des mobilen Fräsroboters ist nicht auf den Flugzeugbau beschränkt. Überall dort, wo grosse oder fest installierte Strukturen bearbeitet, repariert oder nachgebessert werden müssen, bietet ein mobiles CNC-System gegenüber manuellen Methoden klare Vorteile:
- Schiffbau und maritime Industrie: Reparaturen an Rümpfen, Antriebskomponenten oder Deckstrukturen fertiggestellter Frachtschiffe direkt im Hafen
- Energiesektor: Nachbearbeitung und Reparatur von Komponenten in Raffinerien, Kraftwerken oder Windkraftanlagen
- Luftfahrt: Bearbeitung grossformatiger Strukturbauteile wie Rumpfsegmente oder Leitwerke vor Ort in der Montagehalle
- Schwermaschinenbau: Fräs- und Schweissarbeiten an Grossmaschinen, die nicht demontiert werden können
- Offshore und Industrieanlagen: Bearbeitung in Umgebungen mit eingeschränktem Zugangsprofil oder erhöhten Sicherheitsanforderungen
Risikoreduzierung in gefährlicher Umgebung
Ein Aspekt, der in der Diskussion über mobile Robotik häufig unterschätzt wird: die Arbeitssicherheit. Manuelle Reparaturen in Raffinerien, auf Offshore-Plattformen oder in engen Schiffskörpern sind mit erheblichen Risiken für das eingesetzte Personal verbunden. Hitze, Dämpfe, beengte Platzverhältnisse und der Einsatz von Schneid- und Schweisswerkzeugen schaffen ein Gefährdungspotenzial, das durch Automatisierung direkt reduziert werden kann.
Ein mobiler CNC Roboter übernimmt diese Aufgaben präzise und wiederholt, ohne dass Personal dauerhaft in der Gefahrenzone präsent sein muss. Das ist nicht nur ein Sicherheitsargument, sondern auch ein wirtschaftliches: Weniger Schutzaufwand, geringere Versicherungsrisiken, kürzere Einsatzzeiten des spezialisierten Personals.
Was einen mobilen CNC-Roboter technisch ausmacht
Die technischen Anforderungen an einen mobilen Bearbeitungsroboter sind höher als an ein stationäres System. Folgende Eigenschaften sind entscheidend:
- Präzision trotz wechselnder Aufstellung: Secondary-Encoder-Technologie kompensiert Abweichungen durch direkte Messung an den Achsen
- Steifigkeit unter Last: Der Roboterarm muss Fräs- und Schweissprozesskräfte aufnehmen, ohne an Genauigkeit zu verlieren
- CNC-Steuerung: Die Siemens SINUMERIK Steuerung erlaubt G-Code-Programmierung, vertraute Werkzeugmaschinenlogik ohne Teaching
- Kalibrierbarkeit vor Ort: Werksseitige Kalibrierung mit Laser Tracker schafft die Grundlage für reproduzierbare Ergebnisse auch bei mobilen Einsätzen
- Modulare Erweiterbarkeit: Werkzeugwechsel zwischen verschiedenen Endeffektoren wie Frässpindel oder (Auftrags-)schweisskopf direkt am Einsatzort
Fazit: Die Maschine kommt zum Werkstück, nicht umgekehrt
Stationäre Fertigungsanlagen haben ihre Berechtigung, aber sie setzen voraus, dass das Werkstück zur Maschine gebracht werden kann. Bei grossen, fest installierten Anlagen ist das keine Option. Mobile CNC-Bearbeitung löst dieses Problem direkt: präziser als manuelle Bearbeitung, schneller als Demontage und Versand, sicherer für das eingesetzte Personal.
MABI Robotic AG entwickelt und produziert Fräsroboter mit Secondary-Encoder-Technologie und Siemens SINUMERIK Steuerung, die für anspruchsvolle Bearbeitungsaufgaben in industriellen Umgebungen ausgelegt sind. Das gemeinsame Projekt mit dem Fraunhofer IFAM belegt, dass diese Technologie auch unter den hohen Präzisionsanforderungen mobiler Anwendungen zuverlässig funktioniert.
