KEM Konstruktion 09.2017

AUTOMATISIERUNG

AUTOMATISIERUNG MESSTECHNIK & SENSOREN Die Auswucht- und Messstation ist Bestandteil der Bahnrad-Montage der Stadler Rail Group. Sie ermöglicht die stufenlose Anpassung an verschiedene Tragrollengrößen und hat als zentrale Steuereinheit eine SPS Bild: Schenck RoTec/Stadler Rail Group Der servomotorische Reibradantrieb der Auswucht- und Messstation beschleunigt den eingelegten Radsatz auf die Auswuchtdrehzahl. Die Berechnung der Unwucht erfolgt dann mit einem CAB920 Smart Touch Bild: Schenck RoTec/Stadler Rail Group tigungsplaner von Stadler für die Qualitätssicherung eine messtechnische Lösung, die in der Lage sein sollte, gleich mehrere Prozessschritte abzudecken. Jürg Hofmann, der Projektleiter Bahngeschäfte in Winterthur, fasst die Anforderungen zusammen: „Unsere Idealvorstellung war eine vollautomatische Anlage, mit der wir die Unwucht der kompletten Bahnradsätze ermitteln sowie den Planschlag und Rundlauf der Räder und Bremsscheiben überprüfen können.“ Schnell wurde jedoch klar, dass so etwas als Standardmaschine im Markt nicht aufzutreiben war. Hofmann wandte sich daher an einen Anlagenbauer, von dem er annahm, dass dieser über das nötige Engineering-Knowhow für die Entwicklung einer solchen multifunktionalen Lösung verfügen musste: Das Darmstädter Unternehmen Schenck Rotec. „Eine höchst reizvolle Herausforderung…“ „Die Anfrage der Stadler Rail Group war für uns eine höchst reizvolle Herausforderung. Denn einmal mehr erhielten wir damit die Möglichkeit, unser über viele Jahrzehnte gewachsenes Wissen auf dem Gebiet der Auswucht- und Messtechnik für die Realisierung einer branchentypischen Kundenlösung anzuwenden“, sagt Stephan Frese, Vertriebsingenieur bei Schenck Rotec. Schon in den ersten Gesprächen mit den Bahnbauern zeigte sich, dass er bei diesem Entwicklungsauftrag in punkto Auswuchttechnik zwar auf Bewährtes zurückgreifen konnte, bei der prozesstechnischen Integration der Geometrievermessung für die Räder und Bremsscheiben aber auch Bild: Schenck RoTec/Stadler Rail Group Kernelement der Auswucht- und Messstation von Schenck Rotec ist ein hochpräzises Laser-Messsystem mit zwei axial und radial verfahrbaren sowie um 180° schwenkbaren Laser-Messköpfen Neuland betreten musste. „Von Beginn an konnten jedoch alle Beteiligten lösungsorientiert in einer sehr offenen, vertrauensvollen Atmosphäre agieren. So ließ sich beispielsweise unser Spezialwissen rasch mit dem Stadler-Know-how abgleichen und austauschen“, berichtet Frese. Schon wenige Wochen nach der ersten Anfrage erhielt der Bahnradsatz-Hersteller den Lösungsvorschlag aus Darmstadt: Eine Universal-Auswuchtmaschine des Typs HM 5, die durch die Integration neuer mess-, steuerungs- und sicherheitstechnischer Leistungskomponenten in eine innovative Komplettstation zum Vermessen von Bahnradsätzen und Bremsscheiben verwandelt wurde. „Das Engineering von Schenck Rotec hat uns eine optimale Lösung geschaffen.“ „Dabei haben wir durch die konsequente Umsetzung der Kundenwünsche auf der Basis einer bewährten Horizontal-Auswuchtmaschine mit Reibradantrieb ein völlig neues Anlagenkonzept realisiert“, betont Vertriebsingenieur Frese. Bislang einmalige Kombilösung Seit etwa einem halben Jahr ist diese kombinierte Auswucht- und Messstation des Auswucht- und Diagnosetechnik-Spezialisten nun als Bestandteil der Bahnrad-Montage in Winterthur im Einsatz. Sie ist in Sachen Sicherheit auf dem neuesten Stand der Technik, ermöglicht über zahlreiche Verstellmechaniken die stufenlose Anpassung an verschiedene Tragrollengrößen und enthält als zentrale Steuereinheit für alle Abläufe eine moderne SPS. Für die Aufnahme der bis zu 5000 kg schweren Bahnradsätze hat sie entsprechend belastbare Lagerständer und Tragrollen-Einsätze. Auch ein variabler Rahmen zur Aufnahme der an den Triebradsätzen montierten Getriebe gehört zur Gestellkonstruktion der Anlage. Zusätzlich verfügt sie über ein hochpräzises Laser-Messsystem, das vollautomatisch den Planschlag und den Rundlauf der Bahnräder und Bremsscheiben ermittelt. Seine Kernelemente sind zwei axial und radial verfahrbare sowie um 180° schwenkbare Laser-Messköpfe. „Für das Auswuchten und geometrische Vermessen eines kompletten Bahnradsatzes benötigt die Anlage nur wenige Minuten. Dank 94 K|E|M Konstruktion 09 2017

MESSTECHNIK & SENSOREN AUTOMATISIERUNG ihres hohen Automatisierungsgrades und der vielfältigen Einstellmechaniken ist sie zudem sehr flexibel nutzbar und leicht zu bedienen“, berichtet Hofmann. Der Messlauf der per Kran oder Hubwagen angelieferten Radsätze wird nach dem Einlagern und Schließen der Schutzeinrichtung einfach per Knopfdruck am Schaltschrank gestartet. Der servomotorische Reibradantrieb beschleunigt den eingelegten Radsatz auf die Auswuchtdrehzahl. Die Berechnung der Unwucht erfolgt mit einem CAB920 Smart Touch aus dem Messgeräte-Programm der Darmstädter. „Unmittelbar danach erfolgt die Überprüfung des Plan- und Rundlaufs der Räder sowie des Planschlags der Bremsscheiben“, erklärt Hofmann. Bei diesem Prozessschritt dreht sich der Radsatz sehr langsam, während ihn die beweg- lichen Laser-Messköpfen „abscannen“. Mit jeweils zwei Messungen (Toleranz 0,3 mm) ermitteln sie zunächst den Rundlauf der Räder, dann den Planschlag der Räder und der Bremsscheiben. Dabei werden Bremsscheiben, die am Rad außen montiert sind, mit einem eleganten 180°-Schwenk erreicht. Ist die geometrische Messung beendet, fährt die Lasereinrichtung zurück in ihre Parkposition. Der Reibradantrieb zieht sich ebenfalls wieder zurück und die Maschine gibt den Bahnradsatz zur Entnahme frei. ler-Planungen ist die neue Anlage für etwa 1.500 Bahnradsätze jährlich ausgelegt. Als weitere Verbesserungsmaßnahme arbeitet ein Team derzeit daran, die kombinierte Auswucht- und Vermessungsstation materialflusstechnisch noch enger an die Endmontage der Bahnradsätze anzubinden. jg www.schenk-rotec.com Mehr Informationen zum Thema Auswuchten: http://hier.pro/ohe29 Auswuchten und vermessen als integrierter Prozess Wie von Stadler gewünscht, deckt die weiterentwickelte und auf ihren speziellen Einsatzfall angepasste HM 5 von Schenck Rotec mehrere Aufgaben in der Qualitätssicherung der neuen Inhouse-Montagelinie in Winterthur ab. Alle wichtigen Prozessschritte werden dabei vollautomatisch abgearbeitet. Projektleiter Hofmann zeigt sich mehr als zufrieden mit der neuen Anlage: „Das Engineering von Schenck Rotec hat uns damit eine optimale Lösung für den finalen Prozessschritt in der Qualitätssicherung unserer neuen Bahnradmontage in Winterthur geschaffen. Unabhängig von externen Dienstleistern können wir nun für unsere kompletten Radsätze bedarfs- und termingerecht an einer zentralen Stelle im Werk die Unwucht ermitteln und die geometrische Vermessung vornehmen. Das entspricht exakt unseren Vorstellungen.“ In den Stad- Sie fordern höchste Produktivität. Sie wollen maximale Flexibilität im Prozess. Wir machen Ihre Intralogi Produktive Flexibilität Das revolutionäre Multi-Carrier-System MCS ® für Ihre www.festo.de/mcs K|E|M Konstruktion 09 2017 95