Levensecht Minecraften op ’s werelds eerste bestratingsrobot

Het stratenmakersvak is letterlijk zo oud als de weg naar Rome, maar jonge mensen zijn er steeds minder voor te porren. Een bestratingsrobot moet er verandering in brengen. Bij het Evoluon in Eindhoven legde de futuristische ‘StreetRobotics’-machine zijn eerste wegdek.

Buurtbewoners en genodigden zien vrijdagmiddag hoe de vrolijk aangeklede robot zijn eerste stenen legt. Dat ziet er vrij verrassend uit. De innovatieve machine is aan de onderzijde voorzien van zwarte ‘rokken’, die de achterliggende laserscanner afschermen van zonlicht. Ze schudden zachtjes als de robot de Paaltjesweg oversteekt. Bij aankomst aan de overkant van de straat ligt er een keurig rijtje betonstenen.

Een kijkje onder de rokken wijst uit dat een robotarm telkens vijf straatstenen uit een pallet achterin de machine pakt en tegen de vorige rij aanlegt. En dat vrijwel zonder dat er geluid aan te pas komt. “Je kunt hem laten doorwerken als je in de bouwkeet een boterham eet, maar hij kan ook ‘s nachts verder”, zegt mede-initiatiefnemer Johan de Krom van wegenbouwbedrijf De Krom BV uit Etten-Leur. “De Romeinen zijn begonnen met straten aanleggen, maar vandaag is de geschiedenis definitief veranderd.”

Playstation-generatie

De Krom werkt al sinds 2016 met betonproducent MBI en GWW-aannemer DeJongCeba aan de ontwikkeling van een autonoom werkende bestratingsrobot. Ze richtten zich daarbij op betonstraatsteen van het type keiformaat, omdat die goed zijn voor tachtig procent van de markt. Een eerste poging met een robot op basis van een bestaande machine was geen succes. Daarom besloten ze in eigen beheer een geheel nieuwe te ontwikkelen. Voorwaarde vooraf was dat die eenvoudig bedienbaar moest zijn door één man, bij voorkeur vanaf een tablet. “We willen het stratenmakersvak arbo-vriendelijker en sexy maken door nieuwe mechanische vakmannen te creëren”, zegt De Krom. “We zetten ambachtslui niet buitenspel. Integendeel, de ‘Playstation-generatie’ kan straks met een Ipad real life Minecraften op het werk.”

Het Streetrobotics consortium selecteerde Lominck Engineering als partner voor de ontwikkeling en bouw. In samenwerking met deze technologiepartner werd een robot ontwikkeld waarin veel hydrauliek en servotechniek (plc-besturingstechniek) verscholen zit. De gebruikte servomotoren zorgen er samen met een industriële computer voor dat de machine niet alleen bewegingen kan uitvoeren, maar ook exact weet waar hij is. Dat is noodzakelijk, want bestrating leggen is millimeterwerk.

Dansende beweging

Alleen het onderstel is afkomstig van een bestaande machine – een 5-tons bouwkraantje. Voor de rest is hij opgebouwd uit machineonderdelen die op een slimme manier zijn gekoppeld. Het rupsbandonderstel geeft de bestratingsrobot een soort dansende beweging. De ene track beweegt de machine onder een kleine hoek richting de volgende rij stenen, de andere rupsband volgt. Een laserscanner bepaalt de exacte route. Deze brengt in beeld waar de voorgaande rij bakstenen in het zandbed ligt. De robotarm beweegt de benodigde stenen – maximaal vijf tegelijk – ertegenaan en drukt ze daarna zachtjes in het zandbed.

Een laserscanner brengt in beeld waar de voorgaande rij bakstenen in het zandbed ligt. De robotarm beweegt de benodigde stenen ertegenaan en drukt ze daarna zachtjes in het zandbed.

Meest complexe deel van de machine is het voorin gelegen ‘vision’-deel, vertelt Corjan Munsterman van LoMinck. “Dat is zeer gevoelige techniek. Daarin bevinden zich de laserafstandmeters die een 3D-scan van het straatbeeld maken. Zij zorgen voor aansluiting op het tandprofiel en de diepte van het zandbed.”

Startpunt

Een stratenmaker blijft nodig om een startpunt te leggen en voor het dichten van overblijvende hoekjes bij putdeksels en stoepranden. Het voorkomen van botsingen met mensen kan de robot zelf. Daarvoor beschikt hij over bewegingssensoren.

De bestratingsrobot gebruikt een vacuümsysteem voor het oppakken van stenen uit de laadruimte aan de achterzijde. Een vorkheftruck of shovel moet deze geregeld bijvullen met nieuwe pallets betonstenen. Maatverschillen maken het werk lastig voor een robot. Daarom werkt hij het liefst met nieuwe stenen uit dezelfde batch in de steenfabriek.

Het huidige prototype kan op een 40 kWh accu zo’n vier dagen draaien, schat De Krom, en kan 150 tot 180 vierkante meter bestrating per dag leggen. Dat is vergelijkbaar met wat vakmensen op traditionele wijze voor elkaar krijgen. Verhoging van de werksnelheid prijkt daarom bovenaan op zijn “Sinterklaaslijstje aan verbeteringen” voor de definitieve machine. “We gaan ook een minder lichtgevoelige laser toepassen en een verbeterd radargestuurd veiligheidssysteem”, zegt De Krom. “Maar het belangrijkste nu is dat hier een volwaardig stratende volautomaat staat die samen met de vakman een werk kan uitvoeren. Dat is een mijlpaal.”

Vanaf 2024 seriematig gebouwd

Het vrijdag gepresenteerde prototype doorliep sinds 2020 tests. Daarin kreeg hij training in het herkennen van patronen en aansluiten op elleboog- of keperverbanden. Dit jaar kwam het onderstel met rupsen en stempels eronder.

In 2023 wordt de robot na een half jaar proefdraaien doorontwikkeld tot de definitieve versie. Het is de bedoeling dat vanaf 2024 de seriematige bouw start voor levering aan de infrabranche. Kopers krijgen naast de robot vaardigheidscursussen voor medewerkers. De machine moet uiteindelijk gaan bestraten tegen dezelfde prijs als een stratenmaker.

De ontwikkelaars verwachten de instroom van jonge medewerkers te bevorderen met de robot. Het zware, repeterende werk kunnen ze straks grotendeels vanaf een tablet uitvoeren. “De machine vervangt niet het vakmanschap, maar alleen het zware werk”, zegt Joost Groefsema (DeJongCeba).

Lees meer: