Fraunhofer IPA

Roboter wartet Bohrinseln

Sein Name: MIMROex. Das steht für Mobile Inspection and Maintenance RObot experimental. Seine Geburtsstunde: Das Jahr 2006. Aber der Reihe nach.

Viele der auf Bohrinseln anfallenden Arbeiten sind Routineaufgaben und können durch mobile Roboter automatisiert werden. Besonderes Potenzial für die Automatisierung haben dabei die regelmäßig durchzuführenden Kontrollgänge, um diverse Anzeigen abzulesen oder die Anzeigen der Messergebnisse stationär verbauter Feuer- und Gas-Sensoren zu verifizieren. Außerdem sind die Offshore-Arbeiter nicht nur sehr teuer, sondern auch einem hohen Gefahrenpotenzial ausgesetzt. Der Robotereinsatz bietet also das Potenzial, sowohl die Arbeitssicherheit des Personals zu verbessern als auch die Betriebskosten zu senken.

Da das Fraunhofer IPA mit diesem Einsatzfeld Neuland betrat, organisierten die Forscher zunächst eine Studie auf mehreren Bohrinseln des Auftraggebers. Die Anforderungen, die sich daraus ergaben, waren anspruchsvoll: Bohrinseln sind oft geprägt von extremen klimatischen Bedingungen sowie einer explosiven, teilweise toxischen Atmosphäre. Damit musste der Roboter nicht nur besonders hitze- und kältebeständig sein, sondern auch den Sicherheitsvorschriften für den Explosionsschutz entsprechen. Zudem musste ein neues Fahrwerk entwickelt werden, mit dem der Roboter sowohl auf glattem Stahlboden, Gitterrosten und scharfkantigen Stufen als auch in sehr engen Passagen sicher navigieren konnte.

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»Bohrinseln sind oft geprägt von extremen klimatischen Bedingungen sowie einer explosiven, teilweise toxischen Atmosphäre. Damit musste der Roboter nicht nur besonders hitze- und kältebeständig sein, sondern auch den Sicherheitsvorschriften für den Explosionsschutz entsprechen«.

Im Folgenden entstand anhand der Anforderungen das Hardwarekonzept für den Roboter. Für den Explosionsschutz musste man vermeiden, dass explosive Gase in das Innere des Roboters dringen und sich an der Elektronik entzünden. Dafür wurde im Inneren des Roboters mithilfe von CO2 ein Überdruck erzeugt. Für das Fahrwerk entwickelten die Forscher vom Fraunhofer IPA einen neuen Differentialantrieb mit zusätzlichen aktiv gelenkten Stützrädern. Ein sechsachsiger Leichtbau-Roboterarm, der an seinem Ende eine Kamera trug, diente der visuellen Inspektion. Zudem wurde der Roboter mit Feuer- und Gas-Sensoren ausgestattet. Mithilfe von WLAN und Bluetooth konnte er mit einem zentralen Leitstand drahtlos kommunizieren.

Nach Fertigstellung ging es für MIMROex auf große Reise: per Flugzeug und Schiff in Richtung Südchinesisches Meer. Zu Beginn des zehntägigen Aufenthalts kartierten die Forscher die vorgesehene Arbeitsumgebung des Roboters. Mehrmals sorgten plötzlich auftretende Unwetter für Unterbrechungen, doch letztlich erfüllten Forscher und Roboter ihre Mission. Mithilfe eines mobilen Bediengeräts brachten sie dem Roboter verschiedene Inspektionsaufgaben bei, die er nachfolgend autonom absolvierte. Damit war die Praxistauglichkeit bewiesen. Auch das Feedback des Plattform-Personals war durchweg positiv und bestätigte den Bedarf dieser zum damaligen Zeitpunkt neuen und einzigartigen Automatisierungslösung.