Dienstag, 30. November 2021
Fuzzy Logic und Visionic: Robotik für die Atomindustrie
bodohann, 14:19h
PRIMUS (Platform for Robotic Inspection and Maintenance for Unstructured Settings), entwickelt von Fuzzy Logic und Visionic für Framatome Intercontrôle, ist ein robotergestütztes ZfP-System (Zerstörungsfreie Prüfung) für nukleare Infrastrukturen.
Dieses Software- und Hardwarepaket ist so konzipiert, dass es auch von nicht-robotikaffinen ZfP-Bedienern verwendet werden kann, was einen wesentlichen Unterschied zu den bestehenden Lösungen auf dem Robotik- und ZfP-Markt darstellt. Die Zusammenarbeit zwischen Fuzzy Logic, Visionic und Framatome begann im Rahmen von RIMA (Robotics for Inspection and Maintenance), einem Projekt der Europäischen Union, das die Einrichtung eines Netzwerks digitaler Innovationszentren und Industrieverbänden zur Unterstützung der Entwicklung der Robotik zum Ziel hat.
Um effizient eingesetzt werden zu können, benötigen die heutigen ZfP-Technologien eine kontrollierte, laborähnliche Umgebung, was unter Feldbedingungen nur schwer zu erreichen ist. Mit der gleichen Herausforderung sieht sich Framatome Intercontrôle bei der Inspektion von Komponenten in den Primärkreisläufen von Kernkraftwerken (CNPE) konfrontiert, insbesondere bei speziellen Schweißnähten wie Anschlüssen an den Verbindungsstellen zwischen primären und sekundären Rohrleitungssystemen.
Um diese Herausforderungen zu meistern, setzt Framatome Intercontrôle Industrieroboter auf innovative Weise ein, um viele ZfP-Probleme zu lösen. Die von einem Roboter durchgeführte Ultraschallprüfung charakterisiert die inneren volumetrischen Defekte der Schweißnaht, um mögliche Risse zu erkennen. Derzeit werden diese Prüfungen vor Ort vorbereitet und erfordern einen 3D-Scan der Schweißnaht und eine Messung der Umgebung, wobei jede Schweißnaht und jede Umgebung geometrisch einzigartig sind. Ein Robotiker berechnet dann die Robotertrajektorie für die zukünftige Inspektion. Wenn die Umgebung zum Zeitpunkt der Inspektion von den ursprünglichen Messungen abweicht oder nicht genau mit dem archivierten Scan übereinstimmt, ist es nicht mehr möglich, die vorbereitete Trajektorie direkt anzupassen; die Messungen und Berechnungen der Trajektorie müssen erneut angepasst werden. Die nukleare Umgebung ist jedoch komplex und unterliegt sehr restriktiven Sicherheitsvorschriften. Jeder Eingriff ist daher mit hohen Personalkosten verbunden, zumal der Grenzwert für die Strahlenbelastung des Personals bei 12 Millisievert pro Jahr liegt, was die Kosten für eventuell notwendige Reparaturen erhöht.
Laut Yannick Caulier, Experte I, VTI Stufe III, COFFMET Stufe II bei Framatome/Intercontrôle: ?Die Vorbereitung der Inspektionen ist eine komplexe, zeitaufwändige und kostspielige Aufgabe, da die Umwelt nicht einfach zu modellieren ist. Deshalb haben wir nach einem Softwarepaket gesucht, mit dem wir die Trajektorien leicht neu definieren können, um unsere Inspektionen an die Bedingungen der einzelnen Nuklearstandorte anzupassen?.
Die derzeitigen Industrieroboter und Programmierwerkzeuge sind nicht für unstrukturierte Feldumgebungen ausgelegt. Außerdem erfordert ihre Verwendung und Programmierung ein hohes Maß an Fachwissen. Um diese Beschränkungen zu überwinden, haben Fuzzy Logic und Visionic die PRIMUS-Plattform entwickelt.
Dieses Software- und Hardwarepaket ist so konzipiert, dass es auch von nicht-robotikaffinen ZfP-Bedienern verwendet werden kann, was einen wesentlichen Unterschied zu den bestehenden Lösungen auf dem Robotik- und ZfP-Markt darstellt. Die Zusammenarbeit zwischen Fuzzy Logic, Visionic und Framatome begann im Rahmen von RIMA (Robotics for Inspection and Maintenance), einem Projekt der Europäischen Union, das die Einrichtung eines Netzwerks digitaler Innovationszentren und Industrieverbänden zur Unterstützung der Entwicklung der Robotik zum Ziel hat.
Um effizient eingesetzt werden zu können, benötigen die heutigen ZfP-Technologien eine kontrollierte, laborähnliche Umgebung, was unter Feldbedingungen nur schwer zu erreichen ist. Mit der gleichen Herausforderung sieht sich Framatome Intercontrôle bei der Inspektion von Komponenten in den Primärkreisläufen von Kernkraftwerken (CNPE) konfrontiert, insbesondere bei speziellen Schweißnähten wie Anschlüssen an den Verbindungsstellen zwischen primären und sekundären Rohrleitungssystemen.
Um diese Herausforderungen zu meistern, setzt Framatome Intercontrôle Industrieroboter auf innovative Weise ein, um viele ZfP-Probleme zu lösen. Die von einem Roboter durchgeführte Ultraschallprüfung charakterisiert die inneren volumetrischen Defekte der Schweißnaht, um mögliche Risse zu erkennen. Derzeit werden diese Prüfungen vor Ort vorbereitet und erfordern einen 3D-Scan der Schweißnaht und eine Messung der Umgebung, wobei jede Schweißnaht und jede Umgebung geometrisch einzigartig sind. Ein Robotiker berechnet dann die Robotertrajektorie für die zukünftige Inspektion. Wenn die Umgebung zum Zeitpunkt der Inspektion von den ursprünglichen Messungen abweicht oder nicht genau mit dem archivierten Scan übereinstimmt, ist es nicht mehr möglich, die vorbereitete Trajektorie direkt anzupassen; die Messungen und Berechnungen der Trajektorie müssen erneut angepasst werden. Die nukleare Umgebung ist jedoch komplex und unterliegt sehr restriktiven Sicherheitsvorschriften. Jeder Eingriff ist daher mit hohen Personalkosten verbunden, zumal der Grenzwert für die Strahlenbelastung des Personals bei 12 Millisievert pro Jahr liegt, was die Kosten für eventuell notwendige Reparaturen erhöht.
Laut Yannick Caulier, Experte I, VTI Stufe III, COFFMET Stufe II bei Framatome/Intercontrôle: ?Die Vorbereitung der Inspektionen ist eine komplexe, zeitaufwändige und kostspielige Aufgabe, da die Umwelt nicht einfach zu modellieren ist. Deshalb haben wir nach einem Softwarepaket gesucht, mit dem wir die Trajektorien leicht neu definieren können, um unsere Inspektionen an die Bedingungen der einzelnen Nuklearstandorte anzupassen?.
Die derzeitigen Industrieroboter und Programmierwerkzeuge sind nicht für unstrukturierte Feldumgebungen ausgelegt. Außerdem erfordert ihre Verwendung und Programmierung ein hohes Maß an Fachwissen. Um diese Beschränkungen zu überwinden, haben Fuzzy Logic und Visionic die PRIMUS-Plattform entwickelt.
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