Im Vorhaben MARIOW wurde ein Roboter für teilautonome Schweißarbeiten unter Wasser entwickelt. MARIOW präsentiert damit eine Lösung für den steigenden Wartungsbedarf maroder maritimer Infrastruktur. Der Schweißroboter nutzt ein Stereokamerasystem und Künstliche Intelligenz, um Schweißnähte selbstständig zu erkennen und Schweißarbeiten zu planen. Durchgeführt werden die Arbeiten von einem präzisen modularen Roboterarm. So sollen Taucher entlastet und die Instandhaltung sicherer, kostengünstiger und nachhaltiger gestaltet werden.
Die maritime Infrastruktur ist von zentraler Bedeutung für die Wettbewerbsfähigkeit Deutschlands. Ob Hafenanlagen oder Offshore-Windparks – ohne eine moderne Infrastruktur könnte Deutschland weder seine energiepolitischen Ziele erreichen noch seine Stellung als führende Handelsnation behaupten. Allerdings steht die maritime Wirtschaft vor einem erheblichen Wartungsbedarf, der innovative Lösungen erfordert. Am Beispiel maroder Spundwände wurde im Projekt MARIOW eine solche Lösung auf Basis autonomer Robotik erarbeitet.
Für viele Arbeiten ist der Einsatz von Tauchrobotern heute industrieller Standard, um Kosten zu senken und die Arbeitstiefe zu erhöhen. Schweißarbeiten stellen hier eine Ausnahme dar, da es weltweit kein Robotersystem mit dieser Fähigkeit gibt. Insofern ist trotz des Fachkräftemangels der Einsatz von erfahrenen und gut ausgebildeten Tauchern erforderlich und die Instandhaltung metallischer Strukturen ist mit hohen Kosten und gesundheitlichen Belastungen verbunden.
Im Vorhaben MARIOW wurde ein Unterwasserroboter entwickelt, der mittels eines innovativen Fülldrahtschweißverfahrens Schweißarbeiten teilautonom durchführen kann. Ausgestattet mit künstlicher Intelligenz und einem Stereokamerasystem kann der Roboter die Schweißnaht selbstständig erkennen und den Schweißvorgang planen.
Durchgeführt wird der Schweißvorgang von einem am DFKI entwickelten modularen Roboterarm. Durch ein Baukastensystem mit modularen Gelenken kann der Arm an diverse Anwendungen angepasst werden, z. B. für erweiterte Bewegungsmöglichkeiten oder eine kompaktere Bauweise. Die präzise Steuerung des Roboterarms entlang der Schweißnaht erfolgt auf zwei Ebenen: 1) eine dezentrale Regelung der Gelenke sowie 2) die koordinierte Bewegungsplanung und Kollisionsvermeidung für das Gesamtsystem.
Der Einsatz des Schweißroboters kann flexibel gestaltet werden: entweder montiert auf einem geeigneten Trägersystem (z. B. dem Crawler SherpaUW) oder über ein Führungs- und Absenksystem, etwa an einer Spundwand. Die Technologie, die in MARIOW entwickelt und demonstriert wurde, soll Taucher bei repetitiven und langwierigen Aufgaben entlasten und damit einen wichtigen Beitrag für eine effiziente Instandhaltung kritischer Infrastruktur leisten.
Partner
AMT GmbH
Unterwasserkrause - Mutzeck GmbH
TH Köln Institut für Material und Prozesstechnik
TH Köln Labor für Autonome Systeme
Frauenhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung
