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Roboterarm beschleunigt Schieneninstandhaltung

| Autor/ Redakteur: Jürgen Wibbe / Dipl.-Ing. (FH) Reinhold Schäfer

Um die Fehler beim Los- und Festschrauben von Wendeschneidplatten in der Schieneninstandhaltung zu minimieren, hat ein Maschinenbauunternehmen unter Zuhilfenahme eines Roboterarmes diesen Vorgang automatisiert.

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Anstatt des üblichen Robotergreifarmes wurde in dieser Anwendung ein Winkelschrauber montiert, der die Schrauben für die zu montierenden Wendeschneidplatten löst und festzieht.
Anstatt des üblichen Robotergreifarmes wurde in dieser Anwendung ein Winkelschrauber montiert, der die Schrauben für die zu montierenden Wendeschneidplatten löst und festzieht.
(Bild: NSI)

Neben dem operativen Geschäft ist weltweit für alle Bahn- und Verkehrsbetriebe die Instandhaltung der Technik ein großes Thema. Das betrifft auch die Instandhaltung der Schienen. Durch immer engere Taktung der Züge entsteht eine wachsende Verkehrsbelastung, die durch den Rad/Schiene-Kontakt zu Rollkontakt-Ermüdungsschäden führt. Um die Abnutzungserscheinungen zu beheben, fräst man unter anderem die Schienenoberfläche, um diese wieder zu glätten und zu profilieren.

Sicherer Wendevorgang verbessert Einsatzzeit

Die mobile Schienenfräsmaschine HSM (High Speed Milling) von Schweerbau verfügt jetzt über eine neue technische Unterstützung, die den Einsatz des Schienenfräsers deutlich verbessert. Diese Lösung wurde in Kooperation mit NSI CAD/CAM Technik (Salzkotten) und Mevert Maschinenbau (Stadthagen bei Hannover) realisiert. Mevert liefert schon seit vielen Jahren Bearbeitungstechnik für die Instandhaltung von Gleisen und Weichen an Schweerbau. In den zwei Fräswagen befinden sich je zwei Fräseinheiten, die jeweils aus 2 mal 8 Segmenten mit 720 Wendeschneidplatten pro Fräsrad bestehen. Je nach Einsatzbelastung des Fräsvorganges sind die Wendeschneidplatten stumpf und müssen fast täglich gedreht oder ersetzt werden. Das geschah per Hand durch vier Wartungsmitarbeiter.

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Nun wurde das Lösen und Festschrauben der Wendeschneidplatten mithilfe eines Roboters automatisiert. Damit wurde die Fehlerquote beim Los- und Festschrauben erheblich gesenkt. „Die Augen ermüden sehr schnell, wenn ständig auf das Profilmuster der Segmente geschaut wird. Mit dem Roboter verpassen wir jetzt keine Schraube mehr. Zudem kann sich das Personal anderen Wartungsarbeiten widmen. So benötigt man nun zwei Wartungsmitarbeiter“, erklärt Matthias Wanke von Mevert, der für die Projektleitung verantwortlich ist.

Der digitale Zwilling simuliert den Vorgang

Beim Einsatz von Robotern, die immer identische Positionen anfahren, ist es üblich, den Roboter zu „teachen“. In diesem Fall wäre der Aufwand viel zu hoch gewesen, denn es hätte Monate gedauert, dem Roboter beizubringen, an welchen Positionen er die Schrauben lösen muss, denn die geometrischen Beschreibungen der Bewegungsverhältnisse und die Ansatzwinkel an den Fräseinheiten sind alle unterschiedlich.

Mit der CAD/CAM-Software Robotmaster war man in der Lage, die Roboterarbeitszellen dreidimensional und volumenorientiert für die Geometriebeschreibung zu nutzen und zu simulieren – und zwar in Offlineprogrammierung. Durch die 100-prozentige Abbildung ist jegliche Situation bereits vor dem Einsatz getestet. Das spart Zeit, Geld und sorgt für einen schnellen Return on Investment. Zudem konnte durch die Anpassung des Postprozessors die Datenmenge erheblich reduziert werden.

Winkelschrauber statt Robotergreifarm

Anstatt des üblichen Robotergreifarmes installierte Mevert Maschinenbau einen Winkelschrauber, der die Schrauben löst und festzieht. Eine besondere Herausforderung bei der Programmierung war es, den Niederhalter jeder einzelnen Wendeschneidplatte, der für deren richtige Position sorgt, entsprechend anzufahren.

Wie eng die Zusammenarbeit zwischen NSI und Mevert in diesem Projekt war, zeigt die Tatsache, dass NSI seinen Kunden auf Robotmaster detailliert geschult hat. So wurde die Programmierung der 720 Anfahrpositionen direkt von Matthias Wanke erledigt, was für Mevert eine erhebliche Kostensenkung bedeutete. Durch den technischen Background von Christoph Ebbers, der auch schon als Maschinenmeister gearbeitet hat, war ein gegenseitiges, gutes Verständnis für die Problematik in diesem Projekt gegeben. MM

* Jürgen Wibbe ist Mitarbeiter im technischen Vertrieb der NSI CAD/CAM Technik GmbH in 33154 Salzkotten

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