Höchste präzision im flugzeugbau

Airbus - Deutschland

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Airbus Engineering und Manufacturing werden zentral verwaltet, stützen sich aber auf voll integrierte funktions- und länderübergreifende Teamarbeit mit Einbindung der Fähigkeiten und des Fachwissens von 16 Standorten in Deutschland, Frankreich, Spanien und Grossbritannien. Jeder Standort fertigt vollständige Flugzeugsektionen, die anschliessend zur Endmontage nach Toulouse bzw. Hamburg transportiert werden. Am Standort Bremen werden im Rahmen der Teamarbeit neben Einzelteilen für den deutschen Anteil der Flugzeuge auch alle für Airbus benötigten Landeklappen in der Strukturmontage gefertigt sowie für die Typen A330 und A340 die Tragwerke ausgerüstet. Sicherlich anspruchsvolle Aufgaben, bei denen höchste Präzision gefordert ist. Um diese sicherzustellen, setzen die Bremer sieben Laser Tracker von Leica Geosystems ein.

Erwin Hoffmann, der Leiter der neunköpfigen bteilung Messtechnik, zu deren Aufgaben Grossbauteilprüfungen, Abnahmen der Fertigungsmittel, das Prüfmittelüberwachungsgeschäft und das Kalibrieren aller Prüfmittel am Standort gehören, blickt zurück: „Wir haben unseren ersten Tracker im Januar 1999 erhalten. Aufgrund der Aufgabenstellung, vor der wir beim EF2000 – dem Eurofighter – standen, mussten wir damals entweder eine grössere, stationäre Messmaschine oder ein flexibleres System anschaffen. Wir führten deswegen einen umfangreichen Benchmark durch, bei dem sich eindeutig der Leica Geosystems Laser Tracker als für uns bestes, weil schnellstes und kostengünstigstes Messsystem, durchsetzte. Mittlerweile haben wir in Bremen drei Laser Tracker LTD500 und vier vom aktuellen Leica Geosystems Topmodell LTD800 im Einsatz“.

Der Laser Tracker von Leica ist ein leicht transportierbares, mobiles KoordinatenMesssystem. Dank des eingebauten LaserInterferometers können Messungen schnell und mit hoher Präzision durchgeführt werden. Ob Einzelpunkt- oder Oberflächenmessungen, der Laser Tracker kann mit einer einzigen Aufstellung Objekte in einem Messvolumen von bis zu 80 m Durchmesser mit einer Genauigkeit von +/- 10 ppm (µm/m) bei einer Messrate von bis zu 3.000 Punkten/Sekunde erfassen. Einsatzgebiete des Laser Trackers sind speziell der hochgenaue Werkzeugbau und die Geometrie-Prüfung in der Automobilund Flugzeugbranche sowie in anderen Industrien. Periodische Überprüfungen, Wiederholungstests und weitere Aufgaben können vollautomatisch mit Hilfe des integrierten Absolut-Distanzmessers durchgeführt werden. Die Aufstellung des Laser Trackers ist flexibel und kann sich der Objektgrösse oder den eingeschränkten Platzverhältnissen gut anpassen. 

Bei der Bewältigung der vielfältigen Aufgabenstellungen der Messtechnik spielen die Leica Tracker eine wesentliche Rolle. So werden neue Fräsanlagen mit dem Tracker abgenommen und geprüft, in der Tragwerkausrüstung erfolgt die Justierung der Tracks und der Landeklappen bei den Longrange-Flugzeugen A330/A340 mit dem mobilen Messsystem. Die Tracker kommen auch bei der Inbetriebnahme und Freigabe der gesamten Fertigungsmittel und Maschinen zum Einsatz, sowie in der Strukturmontage bei der Endprüfung aller in Bremen hergestellter Grossbauteile und in der Einzelteilfertigung. 

Ein aktuelles Anwendungsbeispiel stellen die Vorrichtungen für die innere Landeklappe der A320-Familie von Standardrumpfflugzeugen dar. Deren Produktion übernehmen die Bremer vom Werk Stade. Sie bauen die Vorrichtungen mit Hilfe der Leica Tracker nicht nur auf, sondern nehmen sie mit diesen auch ab. Die Stückzahl an gefertigten inneren Landeklappen wird Schritt für Schritt übers Jahr hinweg hochgefahren, Ende 2005 läuft die Fertigung in Stade dann gänzlich aus. Im Rahmen des Raumfahrtprogramms Ariane 5 wird zudem das Triebwerk der Oberstufe mit dem Laser Tracker eingemessen. Beim Phoenix, dem Raumgleiter, haben die Bremer am Modell bereits Konturenmessungen gemacht und die Landeklappen eingestellt. Geometrieprüfungen machen sie fast überall nur noch mit dem Laser Tracker. Die Messtechniker übernehmen quasi alle Anwendungsfälle und Messaufgaben am Standort Bremen, wobei häufig auch Fehler-Ursacheermittlungen das Anwendungsspektrum der Leica Tracker ergänzen.

Um alle anfallenden Messaufgaben bestmöglich durchführen zu können, verfügen die Bremer über eine umfangreiche Palette an Equipment für ihre Laser Tracker. Dabei verfolgen die Messexperten die Strategie, jegliche Zusatzgeräte nur einmal zu kaufen, aber so zu adaptieren, dass sie bei allen verfügbaren Trackern einer Modellreihe genutzt werden können. Das jüngste Beispiel stellt die neu angeschaffte T-Probe, ein einzigartiger mobiler Mess- und Prüftaster (‚Walk around KMG'), dar, für die die Software und die Controller so aufgerüstet wurden, dass sie mit allen vier LTD800 am Standort eingesetzt werden kann. Die Anschaffung der T-Probe erfolgte unter dem Hintergrund, Messungen damit noch schneller und kostengünstiger durchzuführen. „Bisher haben wir zum Beispiel die Landeklappen durchgängig entweder von zwei Tracker-Standpunkten aus oder von einem Tracker-Standpunkt aus inklusive einer Drehung des Objektes vermessen. Unser Ziel ist es jedoch, mit der T-Probe nur noch in einer Aufstellung zu arbeiten, was uns weitere zeitliche Vorteile bringt, weil das Handling der Klappe, der Aufbau und die Vorbereitung der Messung schneller erfolgen können. Ausserdem werden der Rechenvorgang und die Auswertung einfacher und sicherer, da wir keine Referenzpunkte einbeziehen müssen,“ erläutert Erwin Hoffmann. 

Zu überzeugen vermögen die Messsysteme auch durch ihren geringen Wartungsaufwand und ihre Stabilität. Zudem beeindrucken die Tracker die Messtechniker durch ihre leichte Bedienbarkeit. Dies ermöglicht insgesamt 12 Mitarbeitern in Bremen die anfallenden Messaufgaben mit dem Tracker problemlos durchzuführen. Neben den sieben Mitarbeitern aus der Messtechnik arbeiten auch noch fünf Mitarbeiter aus dem Fertigungsmittelbau mit dem Leica Tracker. Diese sind von den Messtechnikern geschult worden, so dass sie beim Aufbau von Vorrichtungen in der Lage sind, selbstständig mit dem Tracker umzugehen. Die hergestellten Anlagen werden dann aber noch im Anschluss von den ‚Profis' aus der Qualitätssicherung geprüft, abgenommen und freigegeben. Die Richtigkeit der Entscheidung für die Leica Tracker bestätigen den Bremern auch die Airbus-Werke Varel und Stade, die ihnen gefolgt sind. Die vertrauensvolle Zusammenarbeit zwischen Airbus und Leica Geosystems dokumentiert zudem, dass Leica die Bremer in die Entwicklung von T-Probe und T-Cam frühzeitig eingebunden hat.

Zurückblickend hat sich die Entscheidung für den flexiblen Laser Tracker und gegen eine stationäre Messmaschine also auf jeden Fall als richtig erwiesen, nicht zuletzt auch deswegen, weil eine stationäre 3DKoordinatenmessmaschine, die in der Lage ist, die inneren Landeklappen des A380 zu vermessen, nicht nur ein gewaltiges Bauvolumen benötigt, sondern auch eine enorme Investition bedeutet. Zu erwähnen ist hierbei auch der erhöhte logistische Aufwand, der betrieben werden müsste, um die grossen Bauteile zu einer stationären Messmaschine zu bringen. Für diese müssten zudem Transportvorrichtungen und Positioniereinrichtungen geschaffen werden, was aufwändig wäre. Somit sind die Tracker als System einfach kostengünstiger und darüber hinaus für die Aufgabenstellungen der Bremer ausreichend genau. Die Messtechniker haben im übrigen mittlerweile gar keine grosse stationäre Koordinatenmessmaschine mehr, denn die letzte haben sie für einen Leica Tracker in Zahlung gegeben... „Die Tracker haben unsere Erwartungen absolut erfüllt. Deshalb planen wir neben der T-Scan demnächst auch die Anschaffung von zwei neuen Leica Trackern. Im Zusammenhang mit dem im nächsten Jahr anlaufenden A400MProgramm, einem Militärtransporter, wird es bei uns mehrere Stationen mit fest darin integrierten Trackern geben. Im Rahmen der Qualitätssicherung für den A400M sind die beiden Tracker zur Schnittstellen- und Übergabeprüfung sowie zur Nachweisführung angedacht, bevor der Rumpf nach Spanien an die Endlinie geliefert wird,“ ergänzt Erwin Hoffmann.