Unterwasser-Inspektion auf zwölf Rädern

Um geflutete Rohre von Kraftwerken inspizieren zu können, wird von Menschenhand viel Feingefühl und Geschicklichkeit benötigt. Und die Roboter-Fahrzeuge müssen entsprechend optimiert sein, um beispielsweise 20 Meter tief tauchen zu können. Der neue Meerwasser-Manipulator kann Rohre unter Wasser befahren und inspizieren. Für den dynamischen Antrieb des Roboters sorgen RE-Motoren von maxon motor.

Manipulatoren sind in der Robotik die Geräte, welche eine physikalische Interaktion mit der Umgebung ermöglichen. Für diese Interaktion sind die Roboterfahrzeuge entsprechend mit Werkzeugen, Greifsystemen oder Messgeräten ausgestattet. In dem Fall des Meerwasser-Manipulators sind es vor allem Hochleistungskameras, die bei der Rohrinspektion eingesetzt werden. Das Augsburger Unternehmen Ibass entwickelt, fertigt und vertreibt Manipulatoren für die Innenbearbeitung von Rohren: zum Prüfen, Schleifen, Schweissen, Bergen oder Absaugen. Die Manipulatoren bestehen aus einem Fahrwagen, dem benötigten Arbeitsmodul und einer Kamera. Sie werden elektrisch und pneumatisch betrieben und ziehen daher Leitungen hinter sich her. Zielgruppen dieser kleinen Roboterfahrzeuge sind vor allem Betreiber von Kraftwerken und Raffinerien ebenso wie Rohrhersteller und Monteure von Rohrleitungssystemen: „In der Montage sorgen wir zum Beispiel für fehlerfreie Schweissnähte“, erklärt Ibass-Chef Michael Strasser.
 

Das Einsatzgebiet des Meerwasser-Manipulators umfasst die visuelle Prüfung in Kühlwasserleitungen von Kraftwerken die nicht entleert werden können (daher auch Meerwassermanipulator). Darüber hinaus wird dieser Typ auch für das Innenbeschichten von Pipelines verwendet, da für diese Anwendung abgedichtete Radeinheiten zwingend notwendig sind. Der von Ibass entwickelte Meerwasser-Manipulator kann Rohre mit Innendurchmessern von 550 bis 780 mm befahren und inspizieren. Diese Bandbreite beim Rohrdurchmesser sind bedingt durch den axialen Hub des Pneumatikzylinders, bzw. der Auslenkung des Scherenmechanismuses.
 

Der Scherenantrieb arbeitet mit insgesamt zwölf Rädern, je zwei pro Scherenseite und Antriebsmotor, die ihm mit ihrer variablen Anpresskraft selbst in beschichteten Rohren festen Halt geben. Für den Antrieb werden insgesamt sechs leistungsstarke RE-Motoren in Kombination mit Planetengetriebe eingesetzt – je einer pro Radpaar. Die Gleichstrommotoren zeichnen sich vor allem dadurch aus, dass sie mit einem Wirkungsgrad von über 90% sehr wenig Energie verbrauchen und sehr drehmomentstark sind, was für die Anwendung eine wichtige Voraussetzung ist. Die Motoren verfügen zudem über eisenlose Wicklungen und Neodym-Magneten, die höchste Leistung bei minimalem Bauvolumen ermöglichen. Ihre Robustheit und Langlebigkeit waren für Ibass wichtige Auswahlkriterien für maxon-Motoren.
 

Die Robustheit der Motoren ist auch notwendig, denn der Manipulator muss seinem Einsatzort entsprechend widerstandsfähig sein – so kann er zum Beispiel bis zu 2 bar Druck aushalten, das heisst er kann bis in eine Tiefe von 20 Meter abtauchen. Seine Zugkraft beträgt etwa 250 kg (2,5 kN) und der Roboter kann bis zu 200 Meter weit in Rohre einfahren. Die Manipulatoren sind vorne und hinten beleuchtet. Vorne befindet sich eine hochwertige Kamera mit Schwenk-Neige-Kopf, die mit einem 10-fach-Zoom ausgestattet ist; am Heck ist eine Ein-Kopf-Kamera angebracht. Ob Schleifen, Prüfen, Inspizieren oder Bergen: Der Meerwasser-Manipulator kann alle Ibass-Arbeitsmodule aufnehmen und überwindet bis zu fünf Rohrbögen spielend leicht ( siehe Video ). Motoren und Getriebe von maxon werden dabei nicht nur für den Antrieb des Meerwasser-Manipulators eingesetzt, auch für die Arbeitsmodule werden RE-Motoren verwendet, um beispielsweise beim Farbeindringmodul die Rotation und die axiale Verstellung anzutreiben. Bei der Farbeindringprüfung wird die innere Oberfläche von Rohren mit einem speziellen Verfahren auf Risse überprüft. Die Innenrohrmanipulatoren sind wichtige Hilfswerkzeuge für die heutige Industrie und sorgen zum Beispiel in Kernkraftwerken oder bei Offshore Windparks für mehr Sicherheit und Zuverlässigkeit.

 © maxon motor ag

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