Forschung und Entwicklung im Geschäftsfeld Robotersysteme

Mobile Roboter zur Inspektion und Wartung in großen Industrieanlagen (MAINBOT)

Eine effiziente und effektive Wartung ist in allen Bereichen der Industrie äußerst wichtig. In kapitalintensiven industriellen Großanlagen, wie z.B. Kraftwerken und Chemieanlagen, spielt die Wartung eine besonders große Rolle und hat dabei bedeutende Auswirkungen auf die Betriebskosten während der gesamten Lebensdauer der Anlage.

Neben den herkömmlichen Wartungsaufgaben jedes Industriebetriebs verfügen industrielle Großanlagen dabei über zusätzliche spezifische Probleme:

• Produktionsanlagen mit weitläufigen Flächen
• sehr hohe Anzahl an Kontrollstellen
• Anwendung vielfältiger Inspektionstechnologien
• teilweise gefährliche Arbeitsbedingungen während Wartung und Prüfung

Das Projekt MAINBOT beschäftigte sich schwerpunktmäßig mit der Entwicklung von Servicerobotern, die in weitläufigen Industrieanlagen in ebenen oder vertikalen Anlagenbereichen unterschiedliche Inspektionsaufgaben selbständig wahrnehmen.

Die industriellen Ziele im Projekt MAINBOT waren dabei:

• universelle sensorische Umgebungswahrnehmung
• Erkennung von Undichtigkeiten
• Oberflächenkontrolle und zerstörungsfreie Prüfung innerer Strukturen

Die Entwicklung der Robotersysteme erfolgte auf Basis mobiler Roboter und Kletterroboter, die bereits in anderen Szenarien getestet wurden. Diese Systeme wurden unter Einsatz neuer innovativer Lösungen an die speziellen Herausforderungen industrieller Großanlagen angepasst:

• autonome Navigation: selbständiges und sicheres Navigieren der fahrenden und kletternden Roboter in unstrukturierten Umgebungen von Großanlagen
• mobile Handhabung von Werkzeugen und Sensoren zur Wartung und Inspektion
• Sensorfusion: Zusammenführen, Verarbeiten und Interpretieren von Informationen aus unterschiedlichen Sensorsystemen des Roboters

Die Umsetzung und Tests der Robotersysteme erfolgt in der realen Umgebung mehrerer solarthermischer Kraftwerke. Diese Kraftwerksanlagen verdeutlichen die generellen Probleme bei der Wartung derartiger Großanlagen: 230 Hektar Kraftwerksfläche, 209.664 Solarspiegel, 90 Kilometer Absorberrohre, große Tanks (Durchmesser 38 Meter, Höhe 14 Meter), gefährliche Arbeitsbedingungen.

Die Nutzung von halb- und vollautomatischen Robotern kann die Anlageneffizienz erhöhen, die Betriebs- und Wartungskosten reduzieren und die Sicherheit und Arbeitsbedingungen der Arbeiter verbessern.

Beitrag des Fraunhofer IFF

Das Fraunhofer IFF entwickelt im Projekt MAINBOT den modularen Kletterroboter für die Wartung an vertikalen Strukturen sowie die zum Betrieb des Roboters erforderlichen automatisierten Pfadplanungsalgorithmen.

Konsortium

• Fundación Tekniker, Eibar, Spanien: Koordinator
• Robosoft S.A., Bidart, Frankreich
• Fraunhofer IFF, Magdeburg, Deutschland
• TECNATOM S.A., San Sebastiàn de los Reyes, Spanien
• Torresol Energy Envestments S.A., Getxo, Spanien

Dieses Forschungsprojekt wird im Rahmen des EU-Programms »Factories of the Future« durchgeführt (FP7, FoF.NMP.2011-3 Call). Das Projekt hat eine Laufzeit von 36 Monaten und begann im November 2011.