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2025
Conference Paper not in Proceedings
Title
ROBBE - Ergebnisse des operativen Testbetriebs der autonomen, Robotergestützten Bearbeitung von Baugruppen
Other Title
ROBBE - Results of the operational field test for autonomous, robot-assisted processing of assemblies
Abstract
RWE Nuclear GmbH fördert den Rückbau unter Einbeziehung neuer innovativer Methoden -dem "Integriertem Rückbauprozesses" (IRP)- an den KKW-Standorten in Emsland, Gundremmingen, Mülheim-Kärlich und Biblis.
Wichtiger Schritt in der Abbauphase ist die präzise Oberflächen-Dekontamination u.a. von Metallbauteilen mittels UHD-Wasserstrahltechnik, mit dem Ziel, die Substrate zu recyceln. Der Einsatz von Robotern steigert dabei die Effizienz und verringert die Strahlenexposition (ALARA) und die Belastung der Mitarbeiter.
Das Projekt "ROBBE" (ROBotergestützte BEarbeitung von Baugruppen beim Rückbau von Kernkraftwerken) wurde 2022 mit dem "EU Innovation Prize on Nuclear Waste Management" ausgezeichnet und auf der KONTEC 2023 vorgestellt. Es zielt darauf ab, die Abtragung von Kontamination autonom und automatisiert zu realisieren.
Im Rahmen des Projekts ROBBE wurde in Zusammenarbeit mit der Rückbauanlage Biblis eine robotergestützte Dekontaminationsanlage entwickelt und in den testweisen operativen Betrieb überführt.
Folgende Ziele wurden erreicht:
Autonome 3D-Bauteilerfassung mittels Laserscantechnik.
Erstellung eines digitalen Zwillings des Bauteils sowie des Robotiksystems (Roboterarm und Drehtisch).
Automatische Ermittlung einer Reinigungstrajektorie unter Berücksichtigung der physikalischen Wirkparameter sowie Maximierung der Erreichbarkeit (kinematische Möglichkeiten des Robotiksystems, Singularitäten).
Vorab-Simulation des Gesamtprozesses, komplette Vermeidung von Kollisionen durch Bahnplanung basierend auf digitalen Zwillingen.
Automatisches Erkennen und Bearbeitung zuvor nicht erreichter Stellen bei Neuorientierung des Bauteils.
Durch methodisches Entwickeln im Projektverlauf wurde die Stufe des Levels der Forschung (TRL 5-6) überschritten, sodass ROBBE nun als Industrieprototyp (TRL 7-8) klassifiziert werden kann.
Die Evaluierung von ROBBE im operativen Testbetrieb zeigt bei über 90 % der Bauteile einen Dekonterfolg von über 90 %, vorausgesetzt, die Baugruppen werden optimiert zerlegt. ROBBE übertrifft teilweise die Ergebnisse der manuellen Prozessführung. Die Bearbeitungszeit pro Bauteil liegt unter 30 Minuten, die Netto-Bearbeitungszeit (3D-Scan und Reinigung) unter 12 Minuten. Abschließend wird das laufende, vom BMBF geförderte Projekt "ARRIVE - Autonome robotergestützte Reinigung und Vormessung" zur Laserablation und radiologischen Vormessung, thematisiert
Wichtiger Schritt in der Abbauphase ist die präzise Oberflächen-Dekontamination u.a. von Metallbauteilen mittels UHD-Wasserstrahltechnik, mit dem Ziel, die Substrate zu recyceln. Der Einsatz von Robotern steigert dabei die Effizienz und verringert die Strahlenexposition (ALARA) und die Belastung der Mitarbeiter.
Das Projekt "ROBBE" (ROBotergestützte BEarbeitung von Baugruppen beim Rückbau von Kernkraftwerken) wurde 2022 mit dem "EU Innovation Prize on Nuclear Waste Management" ausgezeichnet und auf der KONTEC 2023 vorgestellt. Es zielt darauf ab, die Abtragung von Kontamination autonom und automatisiert zu realisieren.
Im Rahmen des Projekts ROBBE wurde in Zusammenarbeit mit der Rückbauanlage Biblis eine robotergestützte Dekontaminationsanlage entwickelt und in den testweisen operativen Betrieb überführt.
Folgende Ziele wurden erreicht:
Autonome 3D-Bauteilerfassung mittels Laserscantechnik.
Erstellung eines digitalen Zwillings des Bauteils sowie des Robotiksystems (Roboterarm und Drehtisch).
Automatische Ermittlung einer Reinigungstrajektorie unter Berücksichtigung der physikalischen Wirkparameter sowie Maximierung der Erreichbarkeit (kinematische Möglichkeiten des Robotiksystems, Singularitäten).
Vorab-Simulation des Gesamtprozesses, komplette Vermeidung von Kollisionen durch Bahnplanung basierend auf digitalen Zwillingen.
Automatisches Erkennen und Bearbeitung zuvor nicht erreichter Stellen bei Neuorientierung des Bauteils.
Durch methodisches Entwickeln im Projektverlauf wurde die Stufe des Levels der Forschung (TRL 5-6) überschritten, sodass ROBBE nun als Industrieprototyp (TRL 7-8) klassifiziert werden kann.
Die Evaluierung von ROBBE im operativen Testbetrieb zeigt bei über 90 % der Bauteile einen Dekonterfolg von über 90 %, vorausgesetzt, die Baugruppen werden optimiert zerlegt. ROBBE übertrifft teilweise die Ergebnisse der manuellen Prozessführung. Die Bearbeitungszeit pro Bauteil liegt unter 30 Minuten, die Netto-Bearbeitungszeit (3D-Scan und Reinigung) unter 12 Minuten. Abschließend wird das laufende, vom BMBF geförderte Projekt "ARRIVE - Autonome robotergestützte Reinigung und Vormessung" zur Laserablation und radiologischen Vormessung, thematisiert
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