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Kabelroboter mischen den europäischen Bausektor auf

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Kabelroboter mischen den europäischen Bausektor auf
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Das EU-Projekt HEPHAESTUS erforscht den innovativen Einsatz von Robotern und autonomen Systemen im Bauwesen. Das ist ein Bereich, in dem solche Technologien kaum oder gar nicht vorkommen. Das Projekt zielt darauf ab, die Marktreife und Akzeptanz wichtiger Entwicklungen zu erhöhen. Dazu gehört der Prototyp eines Kabelroboters, der für den Bau, die Reparatur und die Wartung einer Gebäudefassade konzipiert ist. Kann ein Kabelroboter dazu beitragen, die Wettbewerbsfähigkeit des europäischen Bausektors zu erhöhen? Futuris recherchiert in Zentralspanien.

Europäische Forscher haben eine Roboter-Plattform entwickelt: Der Prototyp wird derzeit in Zentralspanien getestet. Der Roboter kann sich mithilfe von 8 Kabeln entlang der 100 Quadratmeter großen Attrappe einer dreigeschossigen Gebäudefassade in alle Richtungen drehen und bewegen. Das System kann eine mit Werkzeugen und Saugnäpfen beladene Plattform anheben. Damit können schwere Glasvorhangfassaden befestigt, installiert oder gewartet werden. Die Roboter-Plattform wurde so konzipiert, dass sie etwa eine Tonne Material aufnehmen und millimetergenau in großen Konstruktionsflächen platzieren kann.

"Baustellen sind keine strukturierten Umgebungen. Messungen sind manchmal ungenau oder es gibt sie überhaupt nicht", erklärt Kepa Iturralde, Bauingenieur an der Technischen Universität München (TUM). "Manchmal gibt es nicht einmal in den Gebäuden die eigentlich notwendigen Messungen. Deshalb ist es sehr wichtig, dass wir auf jedes der Elemente Bezug nehmen. Dazu verwenden wir Kameras - um die genaue Position der Vorhangfassaden zu kennen - und auch Geo-Lokalisierungswerkzeuge, um die räumliche Lage jedes der Elemente zu messen."

Das System ist anpassungsfähig

Das System kann je nach der Fassaden-Größe angepasst werden, an der gearbeitet wird. Größere Flächen erfordern längere Kabel und unterschiedliche Anordnungen im komplexen geometrischen Spinnennetz der Zeichenpunkte. Die größte Herausforderung besteht laut den Wissenschaftlern des EU-Projekts darin, die richtige Seilspannung zu erreichen.

"Ausgehend von dieser Spannung können wir die übrigen Komponenten der Plattform dimensionieren. Und davon hängen die Kosten der gesamten Anlage ab", sagt Mariola Rodríguez, Wirtschaftsingenieurin bei Tecnalia. "Je mehr Spannkabel erforderlich sind, desto teurer wird die gesamte Anlage. Unsere größte Herausforderung besteht darin, die minimale, aber gleichzeitig ausreichende Spannung in den Kabeln zu finden, damit der Roboter seine Aufgaben erfüllen kann."

Systemvorteile sind laut den Wissenschaftlern u.a. Schnelligkeit und Präzision bei der Ausführung der Aufgaben. Der Roboter ermöglicht nicht nur die Installation von Vorhangfassaden, Solarzellen-Paneelen oder anderen Bauoberflächen, sondern kann auch zum Scannen, Streichen, Reinigen, Ersetzen beschädigter Elemente oder zur Reparatur von Rissen eingesetzt werden.

Julen Astudillo Larraz, Fassaden-Gruppenleiter bei Tecnalia und HEPHAESTUS-Projekt-Koordinator: "Roboter können Aufgaben seriell, automatisiert und immer nach dem gleichen Muster ausführen. Sobald man ein genaues Installationssystem entwickelt hat, kann das als Muster für alle anderen Installationen dienen. Man muss einfach die zu verwendenden Werkzeuge anpassen. So wird die Endqualität der Gebäudekonstruktion erheblich verbessert."

Den Forschern zufolge kann ihre Technologie die Wettbewerbsfähigkeit des europäischen Bausektors steigern, dem größten industriellen Arbeitgeber in der EU: Dort werden etwa 9% des BIP erwirtschaftet. In dem Bereich sind rund 18 Millionen Menschen direkt beschäftigt.

"Aus unserer Sicht als Bauunternehmen hat dieses System zwei Vorteile", so José David Jiménez Vicaria, Bauingenieur bei Acciona. "Der eine ist die effektive Reduzierung der Montagezeiten beim Bau von Vorhangfassaden. Das beschert dem Unternehmen einen echten Gewinn. Der zweite ist die Reduzierung bzw. Minimierung von Sicherheitsrisiken. Es gibt kaum oder gar keine Aufgaben in Höhenlagen mehr, das minimiert die Risiken, dass unsere Arbeiter abstürzen."

Die Technologie ist den Forschern zufolge in fünf bis zehn Jahren auf Baustellen einsatzbereit.