Diese Klasse befasst sich mit Inspektionsroboteranlagen, die nicht unter die oben genannten Klassen fallen, wie z. B. kerntechnische Anlagen. Diese Roboter und robotischen Geräte sollen menschliche Arbeitskräfte von manuellen Inspektions- und Wartungsaufgaben unter extremen, ungünstigen oder gefährlichen Bedingungen entlasten. Da sie ferngesteuert werden können oder einen Teil ihrer Arbeit selbständig ausführen, muss der Bediener den Arbeitsbereich nicht betreten. Da es keine Alternative dazu gibt, dass Maschinen jene Aufgaben übernehmen, die menschliche Arbeitskräfte gefährden würden, hat die Entwicklung von Inspektions- und Wartungsrobotern seit den Anfängen der Robotik einen großen Aufschwung erfahren.
Ebene der Verteilung
Es wurde eine große Vielfalt an Robotersystemen entwickelt: Sowohl Roboter für spezifische Aufgaben, wie die Inspektion von Reaktorkernen, Dampferzeugerinspektion und Oberflächen- und Tankreinigungen, als auch mobile Roboterarme, die per Teleoperation oder teilautonom für allgemeine Inspektionsaufgaben betrieben werden. Häufig werden diese kostspieligen Inspektionsroboter den Kernkraftwerken von Dienstleistern zur Verfügung gestellt, die einen Pool verschiedener Robotersysteme unterhalten. Die Inspektion in Kernkraftwerken hat nach der Reaktorkatastrophe von Fukushima an Aufmerksamkeit gewonnen. Ein kritisches Merkmal ist die taktile Rückmeldung der Roboterarme oder Greiferkräfte an den Bediener, was zu technisch aufwendigen Lösungen führt. Diese können für eine präzise Handhabung ein- oder sogar zweiarmig sein. Beispiele für aktuelle Produkte sind die flexiblen und schlanken Roboterarme, die von Cybernétix, jetzt TechnipFMC, hergestellt werden. Diese Manipulatoren werden in großen Stückzahlen produziert und sind in der Regel in maßgeschneiderte Lösungen für die Wartung von Kernkraftwerken integriert. Strahlungssichere mobile Plattformen als Träger für Manipulatorarme oder Sensorausrüstung werden meist teleoperiert. Diese Plattformen sind in der Regel raupenmobil oder sogar mit segmentierten Raupen ausgestattet, um Treppen zu steigen oder unebene Böden zu überwinden. Die Groupe INTRA (Intervention Robotique sur Accident) in Frankreich hat Roboterfahrzeuge für die Fernanalyse und -sanierung von radioaktiven Standorten entwickelt. Groupe INTRA unterhält eine Auswahl von Inspektions- und Interventionsrobotern, die für ihre Mitgliedsorganisationen wie den Kerntechnischen Hilfsdienst KHG in Deutschland oder Savannah River Remediation in den USA innerhalb von 24 Stunden auf einen nuklearen Unfall reagieren können. Die Prüfgeräte sind in einem engen Spalt zwischen der biologischen Abschirmung und dem Reaktorkern eingequetscht. Der Spalt ist etwa 15 mm breit und zwischen 250 und 500 mm tief. Nur automatisierte Inspektionssysteme können den Inspektionsbereich betreten. OC Robotics hat zu diesem Zweck ein faltbares, modulares Robotersystem vorgestellt, das auf einem Schienensystem in den Spalt eingeführt wird. Der Roboter tastet die zu prüfenden Bereiche mit einer Reihe von Prüfsensoren ab. Der Roboter bewegt sich entlang der Schienen des Reaktors und deckt so die gesamte Oberfläche in Segmenten ab. Die Inspektionstrajektorien werden von Offline-Programmiersystemen erstellt. Der Reaktorkern wird gescannt und das Materialmuster kartiert, so dass das Wachstum von Materialfehlern überwacht werden kann. Sowohl die Programmierung als auch die Bedienerschulung werden durch eine vollständige Offline-Funktionalität unterstützt. Alle Steuerungen und elektrischen Ausrüstungen sind in die Roboterstruktur oder in die Servoantriebe integriert, um unabhängig von einem Schaltschrank zu sein. Auch der Calandria Vault Inspection and Repair Manipulator (CVIRM), den MDA für Ontario Power Generation entwickelt hat, wird von einem entfernten Arbeitsplatz aus durch eine enge Öffnung ferngesteuert. Der 14 Meter lange Roboterarm navigiert durch Hindernisse, um auf mögliche Korrosion und Degradation zu prüfen, während strahlenresistente Kameras 360-Grad-Ansichten und hochauflösende Nahaufnahmen der verdächtigen Teile an mehreren Inspektionsstellen liefern. Die mit Wasser gefüllten Sicherheitsbehälter beherbergen den Kernbrennstoff der Anlage. Um die Inspektion z. B. von Schweißnähten der Sicherheitsbehälter sicherer, billiger und schneller zu machen, hat GE Hitachi Nuclear Energy den Stinger entwickelt, einen freischwimmenden, ferngesteuerten Roboter, der den Menschen bei der Reinigung und Inspektion von Reaktorbehältern ersetzt. Er bewegt sich mit multidirektionalen Schubdüsen und einer hochauflösenden Farbvideokamera, um zu sehen, wohin er sich bewegt. Er verwendet einen Hydrolaser, um Schweißnähte mit Wasser abzustrahlen, bevor er ein HD-Video der Schweißnaht aufnimmt, das an die Inspektoren übertragen wird. Darüber hinaus kann das mit Wolfram ummantelte autonome Unterwasserfahrzeug (UAV) bis zu drei Wochen am Stück unter Wasser bleiben. Vor kurzem hat das Southwest Research Institute (SwRI) mit der Entwicklung eines Roboters begonnen, der die Lagertanks für nukleare Abfälle inspizieren soll, nachdem er in den Spalt zwischen dem Primär- und dem Sekundärtank eingesetzt wurde.
Kosten-Nutzen-Überlegungen und Marketing-Herausforderungen
Das Kamera-Leitsystem und andere Sinneskanäle ermöglichen es dem Bediener, sich weit vom potenziell gefährlichen Bereich fernzuhalten. Dies ist die wichtigste Verbesserung der Arbeitssicherheit, da die Schutzanforderungen gesenkt und die Gesundheitsrisiken für den Arbeiter verringert werden können. Da diese Roboter weniger empfindlich auf Strahlung, giftige Gase und hohe Temperaturen (bis zu 70 °C) reagieren, können sie länger in einem Bereich bleiben als Menschen. Dadurch wird die Produktivität verbessert. In der Regel werden die eingesetzten Roboter teleoperiert oder unter menschlicher Aufsicht betrieben. Die Kosten für den menschlichen Bediener sind vernachlässigbar im Vergleich zum gesamten Produktivitätsgewinn und den Ergebnissen, die in diesen engen und feindlichen Umgebungen erzielt werden können. Die Steuerung von ferngesteuerten Robotern erfordert viel Erfahrung und Geschick, insbesondere für Feineinstellungen. Je nach Aufgabe muss der Roboter möglicherweise mit anderen Maschinen interagieren, was die Sache zusätzlich erschwert. Die wirtschaftliche Rentabilität hängt vom Grad der Auslastung ab, d. h. von der Anzahl der Anwendungen, die den Einsatz des Roboters erfordern..