Für den Bausektor konstruierte Roboter
Derzeit sind autonome Systeme im Baugewerbe so gut wie nicht vorhanden. Während in anderen Branchen die Digitalisierung rasch voranschreitet, werden die meisten Aufgaben im Baugewerbe nach wie vor weitgehend manuell und mit Geräten ausgeführt, die ein hohes Maß an menschlicher Aufsicht erfordern. Dies ist ein Grund für die hohe Unfallrate in diesem Sektor. Laut von Eurostat im Jahr 2018 erhobenen Daten ereignet sich einer von acht Arbeitsunfällen und ein Fünftel aller tödlichen Unfälle in der Bauindustrie. Ein weiteres häufiges Problem, das mit der starken Abhängigkeit der Branche von manuellen Prozessen zusammenhängt, ist die mangelnde strukturelle Qualität einiger Projekte und der zusätzliche Zeitaufwand für die Beseitigung dieser Ungenauigkeiten. Angesichts dieser Probleme hat sich das Projekt HEPHAESTUS (Highly automatEd PHysical Achievements and PerformancES using cable roboTs Unique Systems) zum Ziel gesetzt, fortschrittliche Robotertechnik im Bausektor einzuführen. „Wir sind der Auffassung, dass Roboter einige der Aufgaben automatisieren können, die heute manuell ausgeführt werden, wie z. B. die Montage von Fassaden“, sagt Julen Astudillo, Forscher bei Tecnalia, dem koordinierenden Projektpartner.
Ein autonomer, kabelgesteuerter Roboter
Das Herzstück des Projekts ist Hephaestus, ein autonomes Robotersystem, das mehrere Aufgaben auf den für eine Baustelle typischen vertikalen und schrägen Flächen erledigen kann. „Wir glauben, dass unser System nicht nur die Sicherheit verbessert, sondern auch die Qualität des Gebäudes erhöht sowie Zeit und Kosten reduziert.“ Hephaestus ist ein kabelgesteuerter Roboter, der über die Seiten eines Gebäudes drapiert werden kann. Da die Kabel vom Dach zum Boden verlaufen, kann der Roboter automatisch und mit hoher Genauigkeit verschiedene Stellen der Gebäudefassade ansteuern. Außerdem kann er bis zu 1 000 kg heben und somit schweres Gerät an verschiedene Stellen auf der Baustelle transportieren. Da der Effektor des Roboters modular aufgebaut ist, kann ein und dasselbe System für mehrere Aufgaben eingesetzt werden. „An einer Seite eines Gebäudes könnte der Roboter alle Aufgaben im Zusammenhang mit der Installation der Fertigteilwand übernehmen – Bohren der Betonplatte, Einsetzen von Bolzen, Anbringen der Fassadenmodule – während er auf der anderen Seite eine bereits installierte Fassade reinigen, streichen oder reparieren könnte“, erklärt Astudillo. „Das gelingt mit nur wenigen menschlichen Eingriffen.“ Im Vergleich zu anderen Systemen hat Hephaestus den großen Vorteil, schlank und leicht beweglich zu sein. Er ist auch mit anderen Transport- und Abstützsystemen, wie Gondeln oder Gerüsten kompatibel. Das System ist äußerst vielseitig und lässt sich leicht an eine breite Palette von Gebäudetypen anpassen.
Die Vorteile von Baurobotern
Das Projekt zeigte die Vorteile des Einsatzes von Robotersystemen im Bauwesen und speziell bei der Montage von Fassaden auf. „Mit unserem System können Unternehmen die Installationszeit um 20 % verkürzen und die Installationsqualität erheblich steigern“, so Astudillo abschließend. „Vor allem aber erhöht das System die Sicherheit der Baufachkräfte, die in der Höhe arbeiten, erheblich.“ Obwohl das Projekt inzwischen abgeschlossen ist, möchten seine neun Partner die Flexibilität des Systems weiter erhöhen und neue Werkzeuge zu seinem Effektor hinzufügen. Zu diesem Zweck suchen sie derzeit nach zusätzlichen Finanzierungsmöglichkeiten und nach Partnerschaften mit anderen Unternehmen, die im Bereich Fassaden und Bauwesen tätig sind.
Schlüsselbegriffe
HEPHAESTUS, Roboter, Bau, autonome Systeme, Gebäude, Robotik, Robotersysteme
