Voor mensen is het inspecteren en onderhouden van gevaarlijk en installaties zoals turbines van vliegtuigen, kerncentrales of offshore platformen vaak moeilijk toegankelijk. Deze taken zouden op locatie zonder personeel kunnen worden uitgevoerd. In het EU project MiRoR wordt momenteel een nieuw geautomatiseerd werktuigsysteem ontwikkeld. De miniatuur robot moet complexe industriële installaties autonoom inspecteren, onderhoud plegen en repareren.
Tot nu toe bestaan er nauwelijks gestandaardiseerde apparaten en machines die alle taken bij onderhoudswerkzaamheden zouden kunnen uitvoeren. Daarom zijn variabel bruikbare apparaten noodzakelijk.
MiRoR heeft tot doel om een complete robotoplossing voor geautomatiseerde, economische, flexibele en veilige toepassing tijdens de inspectie, het onderhoud en reparaties te ontwikkelen. MiRoR staat voor ‘Miniaturised Robotic systems for holistic in-situ Repair and maintenance works in restrained and hazardous environments’ en is onderdeel van het zevende EU-kaderprogramma.
Projectpartners in MiRoR zijn Fraunhofer IPA, IntelligeNDT Systems & Services, Areva NDE-Solutions (D), IK4 Tekniker, Acciona Infrastructure (E), Eidgenössische Technische Hochschule (ETH) Zürich (CH),University of Nottingham, Rolls-Royce (UK) en Petrom OMV (R).
WalkingHex
De beoogde werkzaamheden moeten door een modulaire robot worden uitgevoerd. Het concept gaat uit van een hybride systeem, dat twee modulen met elkaar verbindt: het verplaatsingssysteem WalkingHex en de montagearm SnakeArm.
De beide modulen moeten zowel apart als samen kunnen worden gebruikt en onder verschillende omstandigheden opdrachten uitvoeren. De WalkingHex is gebaseerd op een parallel-kinematisch Hexapod-platform, dat de voordelen combineert van een nauwkeurige bewerkingsmachine en een mobiele robot.
Een loopmodus zorgt ervoor dat de WalkingHex zelfstandig kan voortbewegen (links op de foto). Daardoor kan hij vooral in voor mensen gevaarlijke omstandigheden worden gebruikt. In de bewerkingsmodus zorgt een speciaal kalibratieprogramma voor de noodzakelijke nauwkeurigheid.
SnakeArm
De SnakeArm is een endoscoopachtige manipulator waarmee het totale systeem kan ook in smalle omgevingen kan binnenkomen. De flexibele kinematica maakt het mogelijk om hindernissen te overwinnen. Bovendien wordt hiermee de reikwijdte groter, omdat werkzaamheden ‘boven het hoofd’ mogelijk zijn of gebieden kunnen worden bekeken die voor de WalkingHex ontoegankelijk zijn. Voor bewerkingstaken kan de SnakeArm gedeeltelijk star worden gemaakt voor een hogere nauwkeurigheid (rechts op de foto).
De robot moet mobiliteit en nauwkeurigheid combineren en veel inspectietaken kunnen uitvoeren. De bewegingsmogelijkheden van de WalkingHex en de SnakeArm zijn optimaal geschikt om dergelijke taken uit te voeren.
Controle- en planningssysteem
Voor het autonoom kunnen uitvoeren van inspectie, onderhoud en reparatie ontwikkelden onderzoekers van Fraunhofer IPA een intelligent besturings- en planningssysteem voor het MiRoR-platform.
Geschikte procedures en algoritmes waarborgen dat de robot met succes en veilig binnen de installatie kan navigeren en bewegen. Bovendien moet hij de opdrachten nauwkeurig en op tijd en tegen lage kosten uitvoeren.
Voor dit doel werden concepten voor de 3D navigatie van de WalkingHex en de SnakeArm ontwikkeld. Door de intelligente besturingssoftware kunnen de bewegingen van MiRoR worden aangepast aan de hindernissen en situatie ter plaatse. De WalkingHex kan verschillende looppatronen uitvoeren en hindernissen zoals trappen overwinnen.
De SnakeArm kan net als een endoscoop flexibel worden gebruikt voor de inspectie van vliegtuigturbines. De optimale configuratie van de robot en de volgorde van bewerking stappen wordt verzorgd door een opdrachtenplanner, die is verbonden met een domeinspecifieke databank.
