Roboter machen die Schiene flott
Ein vollautomatisches Robotersystem soll Fertigungszeit und Kosten für Züge und Gleise senken und die Schaffung des transeuropäischen Hochgeschwindigkeitseisenbahnnetzes beschleunigen. Hintergrund Hochgeschwindigkeitszugverbindungen sind entscheidend für den freien Fluß von Personen und Gütern innerhalb Europas. Daher unterstützt die EU die Schaffung eines transeuropäischen Verkehrsnetzes, das den Schienenverkehr spürbar beschleunigt. Die Ebenen von Frankreich und Deutschland weisen nur wenig Hindernisse für eine Fahrgeschwindigkeit von 300 km/h auf, da die dafür notwendigen Gleise ohne allzu hohe Kosten verlegt werden können. In den relativ bergigen Regionen Europas muß jedoch die bestehende Infrastruktur benutzt werden. Um Bergpässe zu bewältigen, sind leichte, neigbare Züge mit Waggons aus Vollaluminium erforderlich, die mit 250 km/h auf den vorhandenen Gleisen fahren können. Die vielen verschiedenen Spurweiten und Tunnelhöhen in Europa bringen eine Vielzahl von Waggonspezifikationen mit sich, und daher muß man in der Lage sein, auf der Fertigungsstraße schnell von einem Modell zum anderen überzuwechseln, um die Produktionskosten zu senken. Beschreibung, Wirkung und Ergebnisse Pendolino-Züge werden aus extrudiertem Aluminium hergestellt, das im Ganzen gesehen beachtliche Kostenvorteile bietet, aber gewisse technische Probleme aufwirft. Stärke, Zuverlässigkeit und aerodynamische Leistung verlangen hohe Präzision. Die derzeitigen Fertigungsmethoden greifen zum Zusammenschweißen von Platten und Ausschneiden von Fenstern und Türen auf traditionelle Ausrüstung zurück. Jede Deformation muß manuell behoben werden - ein langwieriges und kostspieliges Verfahren. Robotik hat sich für die Produktion kleiner Serien als unrentabel erwiesen, da die Roboter ihre Arbeit dadurch lernten, daß sie durch die gesamte Folge der Schweiß- und Schneidepositionen geführt wurden - und jede Seitenplatte kann allein bis zu 25 000 Schweißpunkte erfordern. Transrail hat ein System angepaßt, das ursprünglich für die Herstellung von Autokarosserien entwickelt wurde. Der Roboterkopf folgt einer Linie, die in dem computererstellten Plan festgelegt wird, wobei er den Weg anhand von Rückmeldungen aus speziell entwickelten Lasersensoren im Kopf selbst ständig kontrolliert und ausrichtet. Der Trick des Ganzen bestand in der Entwicklung eines Sensorpakets, das in einer schmutzigen Umgebung funktioniert, und einer Zwischensteuerungs- und -speicherungseinheit, die Daten aus den Sensoren in Steuerbefehle für den Roboter umsetzt. Da die durch Schweißen erzeugte Hitze zu einer leichten Verformung des Aluminiums führt, ist eine perfekte Schweißnaht nur mit Sensorsteuerung in Echtzeit zu erreichen. Derzeit dauert der Bau eines Zugs mit 11 Waggons ein Jahr. Durch die Automatisierung des Verfahrens verringert die Transrail-Arbeitszelle die Konstruktionszeit um 10 % und senkt außerdem die Produktionskosten. Ein großes Plus für Europas Wettbewerbsfähigkeit. Organisation der Partnerschaft Die Forschung im Rahmen des Innovationsprojekts Transrail hat die Entwicklung der ersten vollautomatischen Arbeitszelle für die Montage von Waggonkästen ermöglicht. Die Innovation ist eine Kombination aus Lasersensoren des deutschen technischen Forschungszentrums APS und einem vielseitigen Portalroboter vom italienischen Unternehmen Bisiach & Carrù. Die Transrail-Arbeitszelle ist an drei Modellen des neigbaren Pendolino-Zugs im Fiat-Werk Ferroviaria's Savigliano in der Nähe von Turin getestet worden. Die Wagen wurden für einen engspurigen italienischen Zug, ein breitspuriges finnisches Modell und eine europäische Standardgröße gebaut und konnten erfolgreich demonstrieren, daß die Produktion beschleunigt wird und die Ausfallzeit zwischen den Montagen spürbar zurückgeht. Projekttitel: Transrail Viertes Rahmenprogramm Innovationsprogramm Projekthinweis Nr.: IN104301