Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Sicher und flexibel: MiRoR – Ein neuer Miniaturroboter

26.11.2013
Ob Flugzeugturbinen, Kernkraftwerke oder Offshore-Plattformen: Für den Menschen ist das Inspizieren und Warten gefährlich und die Anlagen sind häufig schwer zugänglich. Daher ist es notwendig, dass diese Aufgaben vor Ort ohne Personal ausgeführt werden können.

Im EU-Projekt MiRoR wird derzeit ein neuartiges automatisiertes Werkzeugsystem entwickelt. Der Miniaturroboter soll komplexe Industrieanlagen autonom inspizieren, warten und reparieren.


Das MiRoR-System im Bearbeitungsmodus.
Fraunhofer IPA


Das MiRoR-System im Laufmodus.
Fraunhofer IPA

Das Konzept folgt dabei dem Ansatz eines hybriden Systems, das zwei Module miteinander verbindet – den WalkingHex und den SnakeArm. Forscher des Fraunhofer IPA realisieren das Steuerungs- und Planungssystem.

In Schlüsselindustrien wie im Hoch- und Tiefbau, in der Energiewirtschaft sowie in der Luftfahrt ist es besonders wichtig, einen reibungslosen Ablauf der Prozesse durch kontinuierliche Inspektions-, Wartungs- und Reparaturarbeiten zu gewährleisten. Denn ein Ausfall der Anlagen kann gravierende Folgen für die Sicherheit von Menschen und für die Umwelt haben. Zudem entstehen in den meisten Fällen enorme Kosten. Es gibt bisher kaum standardisierte Werkzeuge und Maschinen, die alle Aufgaben bei Wartungsarbeiten durchführen können. Deshalb sind variabel einsetzbare Geräte erforderlich.

Das EU-Projekt MiRoR verfolgt das Ziel, eine gesamtheitliche Roboterlösung für die automatisierte, kosteneffiziente, flexible und sichere Anwendung während der Inspektion, Wartung und Reparatur komplexer Industrieanlagen zu entwickeln. Insbesondere große und kostenintensive Einrichtungen müssen regelmäßig und möglichst ohne Unterbrechung der Produktion inspiziert werden.

»Um Stillstandzeiten zu reduzieren und somit den finanziellen Ausfall möglichst gering zu halten, muss die Wartung und Reparatur idealerweise auch vor Ort durchführbar sein«, erklärt Matthias Gruhler, wissenschaftlicher Mitarbeiter der Abteilung Roboter- und Assistenzsysteme.

Modulare Komponenten: WalkingHex und SnakeArm

Die vorgesehenen Arbeiten sollen von einem modularen Roboter ausgeführt werden. Im Rahmen des Projekts wird hierfür ein hybrides System bestehend aus WalkingHex und SnakeArm entwickelt: Beide Module sind sowohl einzeln als auch zusammen einsetzbar und können in unterschiedlichen Szenarien Aufgaben bewerkstelligen. Der WalkingHex basiert auf einer parallel-kinematischen Hexapod-Plattform, die die Vorteile von präzisen Bearbeitungsmaschinen und mobilen Robotern vereint. Ein Laufmodus erlaubt es dem WalkingHex, sich selbstständig fortzubewegen. Dadurch kann er insbesondere in für Menschen gefährlichen Umgebungen eingesetzt werden. Im Bearbeitungsmodus sorgt ein spezielles Kalibrierungsprogramm für die erforderliche Präzision.

Neben der WalkingHex-Plattform gehört auch ein endoskopähnlicher Manipulator zum MiRoR-System – der SnakeArm. Damit kann das Gesamtsystem auch in sehr enge Umgebungen vordringen. Die flexible Kinematik erlaubt es, sich um entsprechende Hindernisse zu winden. Deutlich erhöht wird zudem der Aktionsradius von MiRoR, da Überkopfarbeiten möglich sind, bzw. Bereiche überprüft werden können, die für den WalkingHex unzugänglich sind. Für Bearbeitungsaufgaben lässt sich der SnakeArm teilweise versteifen, um eine höhere Genauigkeit zu erreichen. »Der Roboter soll Mobilität und Präzision vereinen und viele Inspektionsaufgaben durchführen. Die Kinematiken des WalkingHex und des SnakeArms eignen sich dafür optimal und erfüllen diese Anforderungen«, so Felix Meßmer, wissenschaftlicher Mitarbeiter der Abteilung Roboter- und Assistenzsysteme.

Autonomes Steuerungs- und Planungssystem

Um die Inspektion, Wartung und Reparatur weitestgehend autonom ausführen zu können, entwickeln Forscher des Fraunhofer IPA ein intelligentes Steuerungs- und Planungssystem für die MiRoR-Plattform. Geeignete Verfahren und Algorithmen gewährleisten, dass der Roboter zum einen erfolgreich und sicher innerhalb der jeweiligen Anlage navigieren und sich bewegen kann. Zum anderen soll er die Aufgaben präzise sowie zeit- und kosteneffizient bearbeiten.

Hierfür wurden Konzepte für die 3D-Navigation des WalkingHex und des SnakeArms entwickelt. Ein besonderer Vorteil: Durch die intelligente Steuerungssoftware können die Bewegungen von MiRoR entsprechend der aktuellen Hindernis- und Umgebungssituation angepasst werden. Der WalkingHex kann verschiedene Laufmuster ausführen und somit Hindernisse, wie z. B. Stufen, überwinden. Darüber hinaus ist es möglich, dass sich der SnakeArm im Tip-Following-Modus fortbewegt. Ähnlich wie ein Endoskop kann er so flexibel, z. B. für die Inspektion von Flugzeugturbinen, eingesetzt werden. Für die optimale Konfiguration des Roboters sowie die Reihenfolge der Bearbeitungsschritte sorgt ein Aufgabenplaner, der an eine domänenspezifische Wissensdatenbank angebunden ist.

Das Forschungsprojekt MiRoR steht für »Miniaturised Robotic systems for holistic in-situ Repair and maintenance works in restrained and hazardous environments« und ist Teil des 7. EU-Rahmenprogramms.

Beteiligte Projektpartner MiRoR:
Fraunhofer IPA, Deutschland
University of Nottingham, UK
IK4 Tekniker, Spanien
Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, Schweiz
Rolls-Royce, UK
intelligeNDT Systems & Services GmbH, AREVA NDE-Solutions, Deutschland
Acciona Infrastructure, Spanien
Petrom OMV, Rumänien

Jörg Walz | Fraunhofer-Institut
Weitere Informationen:
http://www.miror.eu
http://www.ipa.fraunhofer.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Mit Hilfe molekularer Schalter lassen sich künftig neuartige Bauelemente entwickeln
24.05.2018 | Technische Universität München

nachricht Gedruckte »in-situ« Perowskitsolarzellen – ressourcenschonend und lokal produzierbar
17.05.2018 | Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze

Je mehr die Elektronik Autos lenkt, beschleunigt und bremst, desto wichtiger wird der Schutz vor Cyber-Angriffen. Deshalb erarbeiten 15 Partner aus Industrie und Wissenschaft in den kommenden drei Jahren neue Ansätze für die IT-Sicherheit im selbstfahrenden Auto. Das Verbundvorhaben unter dem Namen „Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 7,2 Millionen Euro gefördert. Infineon leitet das Projekt.

Bereits heute bieten Fahrzeuge vielfältige Kommunikationsschnittstellen und immer mehr automatisierte Fahrfunktionen, wie beispielsweise Abstands- und...

Im Focus: Powerful IT security for the car of the future – research alliance develops new approaches

The more electronics steer, accelerate and brake cars, the more important it is to protect them against cyber-attacks. That is why 15 partners from industry and academia will work together over the next three years on new approaches to IT security in self-driving cars. The joint project goes by the name Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) and has funding of €7.2 million from the German Federal Ministry of Education and Research. Infineon is leading the project.

Vehicles already offer diverse communication interfaces and more and more automated functions, such as distance and lane-keeping assist systems. At the same...

Im Focus: Mit Hilfe molekularer Schalter lassen sich künftig neuartige Bauelemente entwickeln

Einem Forscherteam unter Führung von Physikern der Technischen Universität München (TUM) ist es gelungen, spezielle Moleküle mit einer angelegten Spannung zwischen zwei strukturell unterschiedlichen Zuständen hin und her zu schalten. Derartige Nano-Schalter könnten Basis für neuartige Bauelemente sein, die auf Silizium basierende Komponenten durch organische Moleküle ersetzen.

Die Entwicklung neuer elektronischer Technologien fordert eine ständige Verkleinerung funktioneller Komponenten. Physikern der TU München ist es im Rahmen...

Im Focus: Molecular switch will facilitate the development of pioneering electro-optical devices

A research team led by physicists at the Technical University of Munich (TUM) has developed molecular nanoswitches that can be toggled between two structurally different states using an applied voltage. They can serve as the basis for a pioneering class of devices that could replace silicon-based components with organic molecules.

The development of new electronic technologies drives the incessant reduction of functional component sizes. In the context of an international collaborative...

Im Focus: GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel

Die Satellitenmission GRACE-FO ist gestartet. Am 22. Mai um 21.47 Uhr (MESZ) hoben die beiden Satelliten des GFZ und der NASA an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien) ab und wurden in eine polare Umlaufbahn gebracht. Dort nehmen sie in den kommenden Monaten ihre endgültige Position ein. Die NASA meldete 30 Minuten später, dass der Kontakt zu den Satelliten in ihrem Zielorbit erfolgreich hergestellt wurde. GRACE Follow-On wird das Erdschwerefeld und dessen räumliche und zeitliche Variationen sehr genau vermessen. Sie ermöglicht damit präzise Aussagen zum globalen Wandel, insbesondere zu Änderungen im Wasserhaushalt, etwa dem Verlust von Eismassen.

Potsdam, 22. Mai 2018: Die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow On) ist erfolgreich gestartet. Am...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Im Fokus: Klimaangepasste Pflanzen

25.05.2018 | Veranstaltungen

Größter Astronomie-Kongress kommt nach Wien

24.05.2018 | Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Untersuchung der Zellmembran: Forscher entwickeln Stoff, der wichtigen Membranbestandteil nachahmt

25.05.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze

25.05.2018 | Informationstechnologie

Kugelmühlen statt Lösungsmittel: Nanographene mit Mechanochemie

25.05.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics