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08.05.2017

Sicherheit und Effizienz im Tunnelbau

NeTTUN (Neue Technologien für Tunnel- und Tiefbauarbeiten) adressierte alle Aspekte des Tunnelbaus und zielte auf deren Verbesserung: vom Bau über das Management bis hin zur Wartung von Tunnelbauwerken. Dies beinhaltete u.a. die Entwicklung von Schneidwerkzeugen mit deutlich erhöhter Lebensdauer, eines modernen Multi-Sensor-Bodenvorhersagesystems für schnelles und effektives Vorrausschauen während des Bohrens sowie von Systemen zur Kontrolle der Auswirkungen des Tunnelbaus auf umgebende Strukturen.

Eine entscheidende Zielsetzung von NeTTUN, welche das DFKI Robotics Innovation Centers unter Leitung von Prof. Dr. Frank Kirchner gemeinsam mit der Firma NFM Technologies verfolgte, lag auf der Erhöhung der Sicherheit und Effizienz beim Bohrvorgang. Sie entwickelten ein robustes Roboter-Wartungssystem für Tunnelbohrmaschinen, das nicht nur die Automatisierung von Routineaufgaben, etwa die Inspektion und den Austausch von Bohrwerkzeug (disc cutter oder drag bits) ermöglicht, sondern auch die Bewältigung von komplexen Inspektions- und Wartungsarbeiten durch teilautonome Fernsteuerung. Auf diese Weise lässt sich zum Beispiel die Produktivität der Bohrarbeiten steigern, da Leerlaufzeiten während der Wartung vermieden werden. Gleichzeitig verringert sich das Risiko für die menschlichen Betreiber, deren Präsenz in der gefährlichen Umgebung nicht mehr unbedingt notwendig ist.

Das entwickelte System setzt sich aus dem mit zwei Greifern ausgestatteten Roboterarm HECTOR (NFM Technologies), der über fünf Freiheitsgrade auf sieben beweglichen Achsen verfügt, sowie aus einer vom Robotics Innovation Center konzipierten Mensch-Maschine-Schnittstelle zur Steuerung des Roboters zusammen. Die Schnittstelle in Form einer ergonomischen 3D-Maus besitzt eine graphische Benutzeroberfläche mit Statusanzeige, Simulations- und Live-Kameraansicht. Die Software zur High-Level-Steuerung des Robotersystems, die ebenfalls vom DFKI entwickelt wurde, ermöglicht es, den Arm und die Greifer mithilfe der 3D-Maus gleichzeitig und unabhängig voneinander zu betätigen – dies umfasst sowohl die Steuerung der einzelnen Achsen und des Endeffektors als auch die teilautonome Bewegungssteuerung.

www.dfki.de/robotik/forschung/projekte/nettun.html

www.nettun.org



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