Roboter im Dienste der Wartung

Bereits heute wird eine zunehmende Anzahl von Robotern in der Wartung schwer zugänglicher Industriekomplexe eingesetzt. Auch bei der Wartung von Hochspannungsleitungen, Windkrafträdern oder Ölplattformen kommen sie zum Einsatz.
 
Sind Roboter die zukünftigen Kollegen von Wartungstechnikern? Heutzutage handelt es sich bei Robotern noch nicht um Humanoide vom Typ C-3PO, dem geschwätzigen Roboter aus Star Wars, der ein Kundengespräch auch ganz alleine führen konnte. Allerdings existiert bereits eine zunehmende Anzahll von Robotern, oder besser Inspektoren, die den Menschen ersetzen können, wenn deren Sicherheit gefährdert ist.
 
Ein Roboter kann jeden Winkel eines industriellen Komplexes untersuchen, dazu gehören gefährliche Bereiche, höher gelegene oder schwer zugängliche Zonen, Windkrafträder oder riskante Umgebungen mit extremen Wetterbedingungen. Außerdem kann ein Roboter unabhängig von anderen terminlichen Verpflichtungen beim ersten Zeichen einer Störung reagieren.

Ferngesteuerte, große Autos

Autonome oder halb-autonome Roboter, wie sie von Sprint Robotics oder Invert Robotics angeboten werden, ähneln großen, ferngesteuerten Autos auf Rädern oder Raupenketten. Sie sind mit hochauflösenden Kameras und verbundenen Sensoren ausgestattet.
 
Diese Roboter führen mehr oder weniger riskante Operationen aus. Das Spektrum reicht von Routine-Inspektionen bis zum Aufspüren von Lecks von Gas oder Flüssigkeiten. In der vorausschauenden Wartung übernehmen sie Aufgaben wie das Säubern oder das Entdecken von Anomalien, zum Beispiel von Unebenheiten auf Oberflächen von Geräten. Abe sie können auch Reparaturen wie zum Beispiel von Schiebern oder Schaltern.
 
Ähnlich wie ein häuslicher Staubsauger-Roboter kann ein Roboter sich im autonomen Modus in eine bestimmte Zone begeben und vordefinierte Aktionen ausführen oder einen Alarm auslösen, falls er eine Störung feststellen sollte.
 
Ein Roboter kann auch mit anderen Robotern kommunizieren, um Aufgaben untereinander zu verteilen. Das kommende Zeitalter des 5G erleichtert diese Aufgaben mit seinem Versprechen von Breitband und geringen Latenzzeiten.

Ein Bergsteiger-Roboter auf Saugnäpfen

Die Mehrheit der Roboter ist magnetisch, um sich auf Bahnen aus Eisen fortbewegen zu können. Der Hersteller Invert Robotics hat einen Roboter mit Saugnäpfen entwickelt, damit er an nicht magnetischen Oberflächen haften bleiben kann. Diese Roboter können Silos oder Tanks von allen Seiten untersuchen, sogar mit dem Kopf nach unten, und schnell Risse oder Lecks an der Oberfläche sofort bei ihrer Ankunft reparieren.
 
Invert Robotics ist auf die Inspektion durch Roboter für die Lebensmittelindustrie und hier vor allem für die Milchindustrie und die milchverarbeitende Industrie spezialisiert, in denen Hygiene ein Schlüsselkriterium ist. Ein Roboter wird den sanitären Ansprüchen gerecht, indem er die menschliche Präsenz in Produktionszonen minimiert und so jedwede Kontamination durch Menschen verhindert.
 
Eine Inspektion durch einen solchen Roboter, der alle Höhen erklimmen kann, dauert im Durchschnitt zwei Stunden. Während dieser Zeit bleibt das Personal am Boden, wo es in Sicherheit ist. Die Menschen erhalten Live-Videos von allen Operationen, ohne sich durch Kletteraktionen in Gefahr bringen zu müssen. Außerdem erreicht der Roboter eine Präzision, die kein Mensch erzielen könnte.

Dieser Roboter klettert über glatte Wände

Das europäische Forschungsprojekt 4D Hybrid arbeitet an einem Roboter, der auch an glatten Wänden aus Metall, wie zum Beispiel an Schiffswänden oder Strukturen von Offshore-Ölplattformen, klettern kann. Seine Raupenräder aus Gummi sorgen dank eines Systems aus Anziehung und Saugwirkung für einen ständigen Kontakt mit der Oberfläche.
 
Dieser Roboter ist darauf programmiert, Korrosionsschäden aufzuspüren sowie die Oberfläche zu säubern und zu reparieren. Er muss in der Lage sein, sich trotz seines eigenen Gewichts an einer vertikalen Wand zu bewegen und Reparaturen durchzuführen. Außerdem muss er gegen starke Temperaturunterschiede, die von -20 bis +35 Grad reichen können, unempfindlich sein und sowohl Wasser als auch Salz und Wind standhalten können.

Die Wartung von Kabeln und Windkrafträdern

Einige Roboter werden in großen Höhen eingesetzt und klettern auf Kabel oder Hochspannungsleitungen, um Korrosionsschäden oder Abnutzungsanzeichen zu entdecken, den Zustand von Verbindungsstellen zu überprüfen oder wachsende Vegetation in der näheren Umgebung festzustellen. Einige Roboter sind sogar mit mechanischen Armen ausgestattet, mit denen sie Bolzen festziehen oder lockern können.
 
Laut einem Artikel von Radio Canada arbeitet das Forschungsinstitut Hydro-Québec an einem neuen Roboter-Inspektor, der LineRanger getauft wurde. „Er kann Hindernisse mit einer verblüffenden Leichtigkeit überwinden“ und „in nur einem Tag bis zu zwanzig Kilometer Leitungen unter Spannung kontrollieren“.
 

Eine Wärmebildkamera zum Aufspüren von Materialschwächen

RIWEA, ein von deutschen Forschern entwickelter Roboter, wird bei der Wartung von Offshore-Windkraftanlagen eingesetzt. Genauer gesagt, dient er zur Inspektion von Turbinen, in denen der kleinste Defekt oder Riss das ganze Systeme gefährden kann. Er spürt auch Abblätterungen auf Rotorblättern auf. „Die Rotorblätter, die normalerweise aus einer Plastiklegierung und Glasfasern bestehen, sind im Meer einer viel stärkeren Spannung und Erosion als an Land ausgesetzt,“ erinnert die Seite Energies de la Mer in einem Bericht.
 
RIWEA ist deshalb mit einem Infrarot-Sensor ausgerüstet, der die Hitze an den Oberflächen der Rotorblätter misst. Außerdem verfügt er über eine Wärmebildkamera, die die kleinsten Schwächen im Material findet und über ein System, das Ultraschall und hochauflösende Kameras kombiniert, um für das menschliche Auge nicht sichtbare Schäden zu entdecken.

Eine Stange zur Inspektion der Kanalisation

Das Pariser Unternehmen zur städtischen Heizung (CPCU), eine Tochter von Engie setzt laut eines Artikels von Cnews einen Roboter mit einem sehr speziellen Erscheindungsbild ein. Es handelt sich dabei um eine einen Meter lange Stange, die mit Sensoren ausgerüstet ist, die die Kanalisation scannen, um zu überprüfen ob das Material noch ausreichend dick ist. Denn gerade in der Kanalisation wird das Material oft durch Korrosion abgenutzt.
 
Dieses Werkzeug „kann auf einer Länge von 200m eingesetzt werden, bevor eine neue Öffnung in den Boden gebohrt werden muss.“ Die CPCU prüft gerade die Möglichkeit, ihren Roboter-Inspektor „für die 800 bestehenden Ventile ihres Netzes zu nutzen, um die Anzahl der Baugruben zu reduzieren.“ Wartungsroboter sind überall, auch in unserer Kanalisation!