Roboter schweißt automatisiert unter Wasser

Ein KI-gestütztes Robotersystem kann Unterwasserschweißungen weitgehend selbstständig durchführen – mit neuen Perspektiven für industrielle Instandhaltungsprozesse.

Um professionelle Tauchteams bei der Instandsetzung von maritimer Infrastruktur zu entlasten, hat ein Konsortium unter Leitung des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI) einen autonomen Unterwasserschweißroboter entwickelt. Das System kombiniert Künstliche Intelligenz, Sensorik und einen robotischen Manipulator, um Schweißarbeiten unter Wasser weitgehend selbstständig auszuführen.

Zentrales Element des Systems ist der modulare Unterwassermanipulator: Der Roboterarm sei für Einsätze bis zu 6.000 m Tiefe ausgelegt, verfüge über eine Reichweite von rund 2 m und lasse sich an unterschiedliche Szenarien anpassen, teilt das DFKI mit. Eine Kombination aus dezentraler Gelenkregelung und übergeordneter Bewegungsplanung soll präzise und reproduzierbare Schweißbewegungen ermöglichen.

KI bestimmt Schweißbahn automatisch

Ein weiteres wesentliches Merkmal des Systems ist die KI-gestützte Erkennung der Schweißnaht. Dabei erfasst ein vom Fraunhofer IGD entwickeltes Stereo-Kamerasystem die Schweißstelle direkt am Brenner. Auf dieser Basis sollen KI-Modelle Schweißstöße sowie deren Start- und Endpunkte identifizieren und eine möglichst optimale Bahn für den Roboter berechnen. 

Für die Automatisierung des Prozesses kommt ein Fülldraht-Schweißverfahren zum Einsatz. Ein kontinuierlicher Draht soll dabei den bislang üblichen Elektrodenwechsel überflüssig machen. Das schaffe stabile Prozessbedingungen und sei Voraussetzung für eine automatisierte Fertigung unter Wasser, so die DFKI.  

Weiterentwicklung geplant

In einer Abschlussdemonstration wurden alle Teiltechnologien in einem Unterwasser-Testbecken zusammengeführt. Projektleiter Christian Koch sagt, man habe zeigen können, dass automatisiertes Fülldrahtschweißen unter Wasser grundsätzlich realisierbar sei. In weiteren Projekten soll das System für reale Einsatzbedingungen wie Strömung, Salzwasser und größere Tiefen weiterentwickelt werden.