De Oostenrijkse start-up Baubot is gespecialiseerd in automatiseringsoplossingen voor de bouwsector en tilt innovatie in deze sector naar nieuwe hoogten - bijvoorbeeld met een robotoplossing voor tunnelbouw. Sensortechnologie van SICK beschermt mens en machine.
Steeds meer zware handmatige taken worden uitgevoerd door robots - in ieder geval in een industriële omgeving. In de bouw was dat tot nu toe anders. Een vergelijking van het innovatieniveau in de industrie met dat in de bouwsector brengt grote verschillen aan het licht. Terwijl zelfs kleinere industriële bedrijven vaak investeren in uitgebreide automatiseringsoplossingen, heeft de bouwsector nog steeds de neiging om in zijn hemd te staan. Een van de redenen hiervoor is dat de collaboratieve robots die nu steeds meer gebruikt worden in de industrie niet ontworpen zijn voor gebruik op bouwplaatsen. Omdat kracht en mobiliteit hier nodig zijn - maar dit vereist een passend safety-concept, dat snel een obstakel kan worden op de bouwplaats.
De Weense start-up Baubot heeft zich gespecialiseerd in dergelijke ontwikkelingen en biedt met robots van KUKA en sensoren van SICK geïntegreerde totaaloplossingen die voldoen aan de eisen van de bouwsector. De "Baubots" zijn uitgerust met geavanceerde veiligheidsfuncties. Geavanceerde sensoren en botsingsdetectiesystemen zorgen voor een veilige werking, zelfs in een dynamische omgeving. Hierdoor kunnen mensen direct naast mobiele robots werken zonder dat dit ten koste gaat van de betrouwbaarheid of veiligheid.
Victor Rodionov, COO van Baubot, legt de centrale taken van de nieuwe bouwrobots en de drie kerngebieden van het bedrijf uit: ‘Het eerste gebied is de ontwikkeling en bouw van robotsystemen op maat op basis van onze twee modellen MRS5 en MRS12. De MRS5 is iets kleiner dan de MRS12, heeft een kortere robotarm en een lager laadvermogen. De taken van deze ‘mechatronische collega's’ op de bouwplaats zijn veelomvattend en variëren van boren, slijpen en polijsten tot lassen of spuiten.’
Het tweede kerngebied van Baubot is de ontwikkeling van software en besturingssystemen die de robots in staat stellen om individuele taken automatisch uit te voeren. Victor Rodionov: ‘Een goed voorbeeld is boren. Het systeem heeft een eindeffector op de robotarm - maar dit alleen is niet genoeg. Ook hier zijn passende softwareoplossingen nodig. Er zijn ook technische toevoegingen, bijvoorbeeld voor de controle van stofvorming zodat het stof direct bij het boorgat wordt afgezogen.’
Het derde gebied bij Baubot is de applicatiesoftware, die alle processen als een complete oplossing bevat. Baubot Planning and Simulation Environment (PSE) ondersteunt bijvoorbeeld de snelle grafische planning van missieposities en routes voor het mobiele robotsysteem in een virtuele omgeving. De software importeert BIM-bestanden, puntenwolken, 3D CAD-bestanden en 2D-tekeningen van grondplannen direct in de 3D-omgeving. Baubot PSE heeft ook een geïntegreerde post-processor die virtuele simulaties omzet in missieprogramma's die zijn afgestemd op de specifieke vereisten ter plaatse.
Bouwplaatsen zijn al heel lang een gevaarlijke omgeving. ‘In termen van processen is er de afgelopen 50 jaar niet echt veel veranderd in de bouw. In de meeste gebieden worden dezelfde of vergelijkbare hulpmiddelen en planningsmethoden gebruikt als een halve eeuw geleden. Dit wordt ook weerspiegeld in de gevarenstatistieken, waaruit blijkt dat elke medewerker gemiddeld elke vier dagen een ongeval heeft. Dat is ongelooflijk, ook al zijn het vaak maar kleine verwondingen. De speciale veiligheidseisen die aan robots worden gesteld, kunnen hier tot aanzienlijke verbeteringen leiden, omdat conventionele, handmatige activiteiten in het dagelijks leven helaas vaak onvoldoende worden beschermd. Wij mensen hebben ook de neiging om na verloop van tijd ‘overmoedig’ en dus onvoorzichtig te worden,’ legt Victor Rodionov uit. Volgens Victor Rodionov is het bijzonder interessant dat het ‘veiligheidsniveau’ aanzienlijk is verhoogd door het gebruik van Baubot op de bouwplaatsen. ‘Het safety-advies van de SICK-experts riep ook veel interessante vragen en onderwerpen bij ons op, die we hebben meegenomen in de ontwikkeling van de machine.’ Dit heeft het vinden van oplossingen aanzienlijk vereenvoudigd en het resultaat is nu dat een besturingssysteem met een geïntegreerde safety-CPU alle werkprocessen op de bouwrobot bestuurt en bewaakt. Een volledig geïntegreerd robotsysteem voor de bouw - inclusief safety!
Het boren van gaten is een van de belangrijkste taken van het Baubot MRS12 model. De robot hoeft niet getraind of ingewerkt te worden - op basis van zijn programmering weet hij precies welke positie hij moet innemen tijdens het boren. Dit betekent dat het werk snel en nauwkeurig wordt uitgevoerd. Er wordt niet geïmproviseerd, alles wordt precies volgens plan gebouwd of geboord en natuurlijk wordt alles gedocumenteerd, omdat het systeem elke werkstap vastlegt. Bijkomende inspecties of het registreren van verdere logboeken ter plaatse kunnen zo vermeden worden.
Een goed voorbeeld van het werk van de MRS12 Baubot in een tunnel is de installatie van relingen. Voor een tunnel zoals de Koralmtunnel betekent dit 30 kilometer in elke richting. Voor de beugels moeten om de halve meter maximaal vier gaten worden geboord. ‘Maar we hebben het niet over autonoom werk door de machine, die dan zijn eigen beslissingen zou moeten nemen,’ benadrukt Victor Rodionov. ‘We richten ons op automatisering, omdat we de machine hier niet alleen mogen laten werken vanwege wettelijke voorschriften, dus we hebben een medewerker bij de machine nodig. Hij hoeft echter niet langer het uitdagende werk van 8 uur per dag boren te doen. De machine doet het zware boorwerk en de arbeiders zorgen voor de installatie,’ legt de COO van Baubot uit. Dit wordt ook goed ontvangen door de medewerkers op de bouwplaats. Hoewel ze eerst sceptisch waren over de robots, zijn ze nu enthousiast en zouden ze graag zo'n machine in hun team hebben. Ze zien de robot niet als competitie, maar als gereedschap.
Dankzij zijn uitgebreide expertise in machineveiligheid en robotsystemen speelde SICK vanaf het begin een sleutelrol als partner. Het doel was om intensief in te spelen op de speciale omgeving. Ingo Wegscheider, Regional Sales Manager bij SICK Oostenrijk: ‘Onze experts hebben met de ontwikkelaars van Baubot gesproken om alle gevaren van de machine te onderzoeken. Er werd ook rekening gehouden met het feit dat de werkomstandigheden in de tunnel vaak nogal onaangenaam zijn - het is er stoffig, vochtig en vuil.’ Bronnen van gevaar ontstaan bijvoorbeeld door de mobiliteit van de robot, d.w.z. zijn rijbewegingen. Door gebruik te maken van de microScan3 veiligheidslaserscanner herkent de bouwrobot of er obstakels in de weg staan of dat een arbeider gevallen is. De twee veiligheidslaserscanners kunnen elk een gebied van ongeveer 270 graden bestrijken, dus samen bestrijken ze de hele perimeter.
Een andere grote bron van gevaar zijn de bewegingen van de robotarm zelf, die een persoon ernstig kunnen verwonden. In de tunnel is het belangrijk om te werken met flexibele veiligheidsvelden die continu worden aangepast aan de betreffende activiteit/functie van de robot. Rodionov: ‘We hebben verschillende en voortdurend veranderende omgevings- en gevaarlijke situaties op de bouwplaats, waarbij ook rekening wordt gehouden met wat de robot op dat moment aan het doen is. Bij het rijden, uitlijnen en boren zijn er verschillende veiligheidseisen en dienovereenkomstig bredere of smallere veiligheidsvelden. Veiligheid heeft altijd de hoogste prioriteit, maar het mag het werk niet belemmeren.’
De robot moet herkennen of een gedetecteerd obstakel daadwerkelijk een obstakel is. Hij moet bijvoorbeeld zo dicht mogelijk bij een te boren muur rijden. Natuurlijk moet hij altijd de positie van de werknemer in de gaten houden. De lasersensoren meten afstanden met behulp van time-of-flight metingen, waardoor ze veel beter zijn dan een camerasysteem vanwege de vaak barre omgevingscondities. Ingo Wegscheider: ‘In stoffige omgevingen zijn conventionele optische sensoren vaak niet de eerste keuze. Lasersensoren blijken ook buitenshuis uiterst betrouwbaar te zijn, bijvoorbeeld bij regen of sneeuwval. Typische toepassingen in de bouwsector zijn afstandmetingen tijdens de installatie van vangrails of brugleuningen.’
