Robotkran skal afløse svejsere

Der er massiv mangel på svejsere til at producere fundamenter til havvindmøller. Der er derfor behov for at automatisere produktionen så meget som muligt. Et nyt forskningsprojekt på Center for Large Structure Production (LSP) på Syddansk Universitet har fået en bevilling på godt 13 millioner kroner til at udvikle en mobil robotkran, der bl.a. kan svejse. Sådan én kan nemlig blive nødvendig, hvis vi skal nå i mål med udbygningen af grøn energi fra havvindmøller.

De rager mere end 250 meter op i luften og er på størrelse Storebæltsbroens pyloner. Vingerne er godt 100 meter lange. Og så kan en enkelt af dem i løbet af et år producere strøm til op imod 20.000 husstande.

Kæmpevindmøller.

Frem mod 2050 skal der sættes 10.000 af de allerstørste vindmøller op i Nordsøen. Som minimum. Det besluttede Danmark, Holland, Belgien og Tyskland sidste år.

Men konventionelle havvindmøller skal stå på fundamenter på havbunden, og når efterspørgslen på møllerne stiger, skal der også laves flere og flere og stadig større fundamenter. Der er derfor behov for at øge produktionen markant.

Det har forskerne på SDU’s Center for Large Structure Production (LSP) sammen med deres partnere tænkt sig at gøre noget ved. Nu har de også fået 13,3 millioner fra Energistyrelsens udviklingspulje, EUDP, til det.

Mangel på svejsere

Forskerne vil i samarbejde med Inrotech, der laver svejserobotter, og Bladt Industries, som laver fundamenter til havvindmøller, udvikle en ny type robot, der kan svejse i 15, 20 og måske endda helt op til 50 meters højde.

Sådan en er der i den grad brug for, lyder det fra Bladt Industries, for der er massiv mangel på svejsere i industrien.

- Vi har svært ved at skaffe nok kvalificeret arbejdskraft, og det er derfor, vi skal automatisere så meget, som vi overhovedet kan. Der kommer stadigvæk til at være behov for dygtige smede og svejsere i fremtiden, men vi når ikke helt i mål uden automatisering, siger Nis Hansen, der er ledende svejseingeniør hos Bladt Industries.

- Vi har heller ikke faciliteterne til at udvikle og afprøve nye teknologier, fordi vi skal bruge al den plads, vi har, til vores produktion. Det er også derfor, vi er så glade for at indgå i det her projekt, tilføjer Henrik Victor Hansen, fabrikschef i Bladt Industries.

Afgørende for grøn omstilling

Robotten vil kunne gøre produktionen af vindmøllefundamenter både hurtigere og billigere og dermed blive en vigtig brik i den grønne omstilling. Det siger Hans Jørgen Brodersen fra Energy Cluster Denmark.

- I den grønne energi omstilling haster det med at nedsætte tiden fra projektidé til produktion og igangsættelse af den kæmpe opskalering, der er brug for, hvis vi skal nå i mål med klima- og energiindsatsen, siger Hans Jørgen Brodersen.

Energy Cluster Denmark er som klyngeorganisation for energisektoren involverede i projektet, ligesom Odense Robotics er det for robotindustrien.

- Lykkes vi med at udvikle og indsætte store automatiserede mobile robotløsninger med multiværktøj, der kan præcisionssvejse og samle megakonstruktioner som vindmølletårne, fundamenter og de store energianlæg, kan vi bedre klare både opskaleringen og den tidshorisont, vi arbejder op imod, siger Hans Jørgen Brodersen.

Modelbaseret kontrolsystem

Men udviklingen af robotten bliver ikke nogen helt nem opgave, forklarer professor Christian Schlette fra SDU.

Han er leder af LSP, der fokuserer på at automatisere produktionen af store konstruktioner, blandt andet vindmøller og skibe, ved hjælp af robotteknologi.

- Svejsning ser måske groft og enkelt ud, men det er i virkeligheden et meget præcisionskrævende stykke arbejde. Og det bliver ikke nemmere af, at du er 15, 20 eller 50 meter oppe, fordi strukturer og kraner i den højde bevæger sig, siger Christian Schlette.

Robotten kommer derfor til at bestå af en mobil platform nederst. Oven på den kommer der en kran. Og øverst på kranen sidder så en robotarm med et svejseværktøj. På den måde er der tre bevægelige dele, som kan kompensere for både for egne bevægelser og bevægelser i stålkonstruktionerne.

- Men det kræver selvfølgelig, at de tre dele er synkroniserede, siger Christian Schlette.

- Den eneste måde, vi kan gøre det på, er ved at lave et modelbaseret kontrolsystem baseret på en matematisk model for, hvordan materialerne og alle delene opfører sig, som vi så sætter ind i robotten, så den ved, at hvis noget bevæger sig på en bestemt måde, så skal den reagere på den og den måde.

Mange anvendelsesmuligheder

Der findes allerede svejserobotter, der kan svejse store konstruktioner højt oppe over jorden. Men der er flere udfordringer med de eksisterende teknologier, fortæller Christian Schlette.

- De eksisterende løsninger er nødt til at være meget store og derfor også dyre. Man sætter for eksempel svejseværktøj på portalkraner eller på løftetårne. Tit bliver de også lavet specifikt til én type produkt eller opgave, og de er fikserede et bestemt sted. Vores platform bliver mobil og kan bruges flere forskellige steder, siger professoren.

Han bakkes op af Thomas Bøgner, der er salgschef hos Inrotech:

- Vi er stolte af at være en del af dette spændende projekt med SDU, hvor vores samarbejde endnu en gang beviser videreudvikling af svejseteknologier.

Robotten kommer imidlertid også til at kunne bruges til mange andre ting end lige netop svejsning.

- Du kan sætte alle mulige andre værktøjer på den og for eksempel bruge den til at male, slibe eller skære, ikke bare i energisektoren, men også i byggebranchen, siger Christian Schlette.

Målet er, at robotten står færdig og klar til brug, når forskningsprojektet er afsluttet om 3,5 år.