KMU-innovativ Modulare Roboterplattform für das Bauhandwerk (RoPBau)

Problemstellung
Arbeiten in der Baubranche sind bislang wenig automatisiert. Die alternde Gesellschaft, körperlich anstrengende Aufgaben und der Fachkräftemangel machen strukturelle Änderungen notwendig. Zusätzliche Anforderungen ergeben sich aus dem Qualitätsmanagement und aus umfangreichen Dokumentationsaufgaben. Flexibel konfigurierbare Roboterplattformen können die o. g. Herausforderungen adressieren, indem das Baustellenpersonal von großen Belastungen beim Heben, Transportieren und Montieren befreit wird. Die Ausführung der Arbeiten kann unter Nutzung verschiedener Sensoren zeitnah, genau und mit minimalem Aufwand automatisch dokumentiert und kontrolliert werden.

Zielsetzung
Ziel des KMU-innovativ Projektes RoPBau ist die Entwicklung einer modularen Roboterplattform, die dem Bauhandwerk mit einem Verlege-, Positionierungs-, Bestückungs- und Montage-Modul unterstützend unter die Arme greift. Darüber hinaus soll eine periphere Software zum Qualitätsmanagement sowie eine Schnittstelle zum Gebäudebauplan CAD-Modell (Building Information Modelling BIM) geschaffen werden.

Vorgehensweise
Am Beispiel von unterstützenden Aufgaben – wie die transportsichere Aufnahme von System-Flachdach-Elementen, das Verlegen der Elemente an vorgegebenen Positionen unter Beachtung von Toleranzen, die Qualitätssteigerung der Klebe- und Schraubprozesse sowie einer automatischen Dokumentation – werden Wertschöpfungsketten zur robotergestützten Bearbeitung identifiziert. Dazu sind Teilaufgaben je einem Modul der Roboterplattform zuzuordnen. Danach erfolgt der Entwurf unter Beachtung einer Kombinierbarkeit der Module. Die Ausführungsplanung bildet die Grundlage für den Bau des Prototyps. Die fertige Roboterplattform wird im Dachdeckerbetrieb getestet und iterativ optimiert.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Der zu entwickelnde Prototyp hat das Potenzial, arbeits- und nachweisintensive Tätigkeiten auf dem Bau zu übernehmen und damit schwere und aufwändige Arbeiten auf der Baustelle zu minimieren. Somit wird das Personal auf dem Bau entlastet und neue Qualifikationsprofile, wie beispielsweise des Vorarbeiters oder eines Automatisierungstechnikers, geschaffen. Das direkte Marktpotenzial wird in Dachdeckerbetrieben mit zehn oder mehr Mitarbeitern gesehen. Im Jahr 2017 waren in Deutschland 1.550 Dachdeckerbetriebe dieser Größe am Markt tätig. Bei einer angenommenen Marktdurchdringung von 10 % bis 50 % ergibt sich ein Marktpotenzial von ca. 155 bis 775 Roboter-Plattformen. Eine Übertragung des modularen Konzeptes auf weitere Baubranchen, wie beispielsweise den Mauerwerksbau und Ausbau, ist angestrebt und erhöht das Marktpotenzial um einen Faktor von ca. 100, d. h. auf ca. 15.500 bis 77.500 absetzbare Geräte.

• BEAS Technology GmbH
• Dachdeckermeister Claus Dittrich GmbH & Co. KG
• Technische Universität Dresden