ROMAN

Sòphia consegna ROMAN, il braccio robotico che lavora in ambiente nucleare

Il programma NEFERTARI [New Equipment for Fusion Experimental Research and Technological Advancements with Rfx Infrastructure] si propone di innovare i sistemi e le diagnostiche di plasma della Infrastruttura di Ricerca RFX, situata a Padova, e di implementare e potenziare laboratori satelliti siti a Bari e Milano.  Il progetto è finanziato sui fondi PNRR – Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza – Missione 4, “Istruzione e Ricerca” – Componente 2, “Dalla ricerca all’impresa” – Linea di investimento 3.1, “Fondo per la realizzazione di un sistema integrato di infrastrutture di ricerca e innovazione”. I Partner di progetto risultano:

• Consiglio Nazionale delle Ricerche [ISTP – Istituto per la Scienza e Tecnologia del Plasma]
• Università degli Studi di Padova [CRF – Centro Ricerche Fusione]
• Università degli Studi di Napoli Federico II [DIETI – Dip.to di Ingegneria Elettrica e delle Tecnologie dell’Informazione e DII – Dip.to di Ingegneria Industriale]

Tra gli obiettivi si cita l’ammodernamento gli impianti di RFX-mod2, dotandoli di diagnostiche innovative per una conoscenza più approfondita delle proprietà del plasma.

RFX-mod2 è un impianto per gli studi sulla fusione nucleare come fonte di energia carbon-free; esso può operare in configurazione sia Reversed Field Pinch (RFP) che Tokamak. Sono stati attuati notevoli investimenti, tra cui un moderno sistema di controllo, in tempo reale, del campo magnetico ed un controllo in remoto con il supporto delle Università di Napoli e Padova.

Sòphia High Tech è stata ingaggiata, dal Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università degli Studi di Napoli FEDERICO II, proprio sullo sviluppo di impianti dedicati alla movimentazione e controllo, manovrabili in remoto. In particolare, all’Azienda è stata affidata la Progettazione, lo Sviluppo, la Produzione, l’Assemblaggio, il Testing e l’Integrazione dell’innovativo Braccio Robotico ROMAN, in grado di eseguire operazioni di ispezione in remoto e manutenzione sugli impianti RFX-mod2. Sòphia High Tech ha prodotto e fornito, come previsto dal Capitolato di Progetto, due (2) bracci robotici al DII – Dip.to di Ingegneria Industriale dell’Università di Napoli.

La Sòphia High Tech è focalizzata nella progettazione e produzione di parti ed assiemi meccanici per il settore aerospaziale e della difesa. Nel programma NEFERTARI, l’Azienda è stata coinvolta in attività afferenti al settore Nucleare. Sòphia ha progettato, sviluppato e prodotto il braccio robotico ROMAN, con la funzione di manipolatore, finalizzato all’esecuzione delle operazioni di ispezione e manutenzione dell’impianto nucleare RFX-mod2 (in dotazione del Consorzio RFX).

ROMAN è stato progettato da specifiche tecniche indotte dell’impianto RFX-mod2. La necessità di monitorare lo stato delle tegole costituenti la first-wall e l’eventuale e conseguente sostituzione delle stesse rende necessario l’utilizzo di un manipolatore seriale, in grado di muoversi all’interno della macchina in totale sicurezza, garantendo il raggiungimento di tutti i settori dell’impianto nucleare, di sganciare le tegole, di afferrarle e manipolarle nonché di essere predisposto per essere usato per operazioni generiche di ispezione visiva e pulizia.

La macchina RFX-mod2 ha una forma toroidale, ed è costituita da tre macro-moduli. Dall’esterno, una camera da vuoto che ricopre tutto il toro, su cui sono assemblate tutte le porte d’accesso alla macchina, Vacuum Tight Support Structure (VTSS). Il secondo strato della macchina Passive Stabilizing Shell (PSS), è costituito da una lamiera di rame su cui sono montati gli anelli strutturali di rinforzo. Questi anelli costituiti a loro volta da più moduli rappresentano l’elemento di alloggio delle tegole di grafite, che formano la first-wall, nonché l’ultima superficie dell’impianto.

ROMAN è stato progettato per poter eseguire l’ispezione e la manutenzione di tutta la first wall della macchina attraverso dodici porte d’accesso equi-distanziate intorno all’asse toroidale. Lo spazio di lavoro minimo, che il manipolatore deve coprire a partire dalla sezione poloidale in corrispondenza dell’accesso alla first wall, è costituito da otto sezioni poloidali, disposte simmetricamente rispetto alla sezione poloidale (contenente l’asse del foro d’accesso). Ogni sezione poloidale è individuata dal piano di mezzeria dell’anello di alloggio tegole dell’impianto stesso. Gli anelli sono distribuiti su tutta la macchina intorno all’asse toroidale, equidistanziati di 5°.

Le operazioni di manutenzione della macchina consistono nello smontaggio e nel montaggio delle tegole che formano la first wall. Per l’esecuzione delle operazioni di aggancio e sgancio tegole è stato sviluppato dalla Sòphia High Tech un end-effector iteramente custom, progettato per lo specifico task.

L’attività di Automazione e Controllo cinematico del Braccio ROMAN è stata interamente sviluppata, realizzata e collaudata dal team di HeRobots in collaborazione con l’Università di Napoli.