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Flexibel und autonom: Die Dekontaminationsroboter von ROBDEKON

Um beim Rückbau kerntechnischer Anlagen komplexe Vorgänge zu automatisieren, entwickelt das Institut für Technologie und Management im Baubetrieb des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT-TMB) in ROBDEKON eine mobile Plattform , den DekontBot, mit zwei verschiedenen Werkzeugaufsätzen. So lassen sich sowohl Kontaminationsmessungen als auch das Abfräsen von Wandoberflächen weitgehend autonom bewerkstelligen.

Kontaminationsarray zur Freimessung

Das eine Werkzeug ist das Kontaminationsarray, das die radioaktive Kontamination an Wandoberflächen misst. Es besteht aus einem Laser-Scanner, der die Oberflächengeometrie erfasst, vier Kontaminationsdetektoren und mehreren Lineareinheiten, um die Detektoren horizontal und vertikal versetzen zu können. Zudem verfügt es über eine Stoßstellendetektion. So kann es den gesamten (Frei-)Messprozess – der bisher händisch erfolgte – automatisiert ausführen und die Ergebnisse dokumentieren. Der Mensch kann den Prozess überwachen und bleibt jederzeit in der Lage zu interagieren.

Kontaminationsarray zur Freimessung in Gebäuden. © Amadeus Bramsiepe, KIT

Fräsaufsatz für automatisches Abtragen und Absaugen bis in 8 Meter Höhe

Das Kontaminationsarray wurde als Aufsatz für DekontBot konzipiert – eine mobile Plattform für verschiedene Schritte der Dekontamination, die Werkzeuge innerhalb einer Liegenschaft zum konkreten Einsatzort transportieren und mittels eines Hubaufsatzes auch höhergelegene Stellen erreichen kann. Ein weiteres Werkzeug für DekontBot ist eine spezielle Fräse zum automatischen Abfräsen radioaktiver Kontaminationen von Wandoberflächen.
Ein neues Feature des Fräsroboters ermöglicht es, abgefrästes Material in einer Hubhöhe von bis zu 8 Metern abzusaugen. Eine ausgeklügelte Schlauchführung per Manipulator macht es möglich, die Absaugvorrichtung zur Frässtelle hoch- und wieder herunterzufahren – flexibel und präzise. Dies eröffnet neue Möglichkeiten bei der Dekontamination in größeren Höhen.

Der akkubetriebene DekontBot mit Fräswerkzeug kann Betonwandoberflächen dekontaminieren. © KIT-TMB
CAD-Modelldarstellung der Schlauchführung für die Absaugung, ganz links in der kleinsten Konfiguration und rechts daneben, unterteilt in fünf Segmente, in der höchsten Konfiguration. © KIT-TMB

Verbesserte Sicherheit, Teleoperation und Semi-Autonomie

Ein weiteres Ziel ist das Abfräsen gekrümmter Oberflächen, nachdem die Forschenden DekontBot in der ersten Förderphase von ROBDEKON beigebracht hatten, ebene Wände zu bearbeiten. Dazu werden Anpassungen am Fräskopf vorgenommen.
Auch darüber hinaus macht DekontBot Fortschritte in Bezug auf Sicherheit, Autonomie und Flexibilität: Im Rahmen kontinuierlicher Tests und Optimierungen wurden zusätzliche Sensoren eingebaut, um das Sicherheitssystem weiter zu verbessern und potenzielle Fehlerquellen zu beheben. Nach der anstehenden Freigabe für Teleoperationsmodi wird das System aus der Ferne gesteuert werden können. Und die Forschenden arbeiten am semi-autonome Fahren: Dabei wird die Bahn von einem Startpunkt zu verschiedenen Hotspots automatisch berechnet, dann gibt ein menschlicher Bediener die vorgeschlagene Fahrt des 2,6 Tonnen schweren Roboters frei.