NSI Robotmaster: Roboterprogrammierung am 3D-Modell

Neben dem operativen Geschäft ist für Bahn- und Verkehrsbetriebe die Instandhaltung der Technik ein großes Thema. Das betrifft auch die Instandhaltung der Schienen: Der Rad-/Schiene-Kontakt nutzt die Schienen ab, die deshalb immer wieder nachgefräst werden müssen. Der Tausch der  Wendeschneidplatten der Fräseinheiten in den Spezial-Schienenfräsfahrzeugen war bisher eine langwierige Handarbeit, die in Zusammenarbeit zwischen den Robotersoftware-Spezialisten NSI CAD CAM-Technik und dem Fräseinheitenlieferanten Mevert Maschinenbau und unter Nutzung der NSI-Software Robotmaster durch eine Roboterlösung automatisiert wurde.

Schienenfräsmaschine HSM von Schweerbau mit Roboterlösung von NSI CAD CAM-Technik

Die mobile Schienenfräsmaschine HSM von Schweerbau wurde mit Hilfe von NSI CAD CAM-Technik mit einem Roboter ausgestattet (Alle Bilder: NSI)

Mevert liefert schon seit vielen Jahren Bearbeitungstechnologie für die Instandhaltung von Gleisen und Weichen an Schweerbau, den Hersteller der mobilen Schienenfräsmaschine HSM (High Speed Milling). In den zwei Fräswagen befinden sich je zwei Fräseinheiten, die jeweils aus 2×8 Segmenten mit 720 Wendeschneidplatten pro Fräsrad bestehen. Je nach Einsatzbelastung des Fräsvorganges müssen die Wendeschneidplatten fast täglich gedreht oder ersetzt werden. Dass geschah bisher per Hand durch vier Wartungsmitarbeiter, die jede einzelne Wendeschneidplatte los- und wieder festschrauben mussten. Die neue Lösung automatisiert das Lösen und Festschrauben der Wendeschneidplatten, mit Hilfe eines Roboters. Damit wurde die Fehlerquote beim Los- und Festschrauben erheblich gesenkt.

Unangenehme Handarbeit durch Roboter automatisiert

„Die Augen ermüden sehr schnell, wenn ständig auf das Profilmuster der Segmente geschaut wird. Mit dem Roboter verpassen wir jetzt keine Schraube mehr. Die neue Lösung benötigt nur noch zwei Wartungsmitarbeiter, in der freigesetzten Zeit kann sich das Personal anderen Wartungsarbeiten widmen.“, erklärt Matthias Wanke von Mevert, der für die Projektleitung verantwortlich ist.

Roboterprogrammierung mit Robotmaster

Der Roboter fährt 720 Schraubpositionen selbständig an.

Anstatt des üblichen Greifers installierte Mevert Maschinenbau am Roboterarm einen Winkelschrauber, der die Befestigungsschrauben der Wendeschneidplatten einzeln löst und festzieht. Eine besondere Herausforderung bei der Programmierung war es dabei, den Niederhalter jeder einzelnen Wendeschneidplatte, der für deren richtige Position sorgt, exakt anzufahren.

Beim Einsatz von Robotern, die immer wieder 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 720 Schrauben lösen muss. Die geometrischen Beschreibungen der Bewegungsverhältnisse und die Ansatzwinkel an den Fräseinheiten sind bei jeder Schneidplatte anders.

Robotmaster ermöglicht Roboterprogrammierung am 3D-Modell

„Mit der CAD/CAM-Software Robotmaster waren wir in der Lage, die Roboterarbeitszellen dreidimensional und volumenorientiert für die Geometriebeschreibung zu nutzen und zu simulieren – und zwar in Off-Line-Programmierung“, berichtet Christoph Ebbers, Anwendungstechniker bei NSI CAD/CAM Technik. Durch die komplette Abbildung aller Schraubsituationen ließ sich jeder Schritt bereits vor dem Einsatz testen. Das spart Zeit, Geld und sorgt für einen schnellen Return on Investment. Zudem konnte durch die Anpassung des Postprozessors die Datenmenge erheblich reduziert werden.

Fräseinheit von Mevert Maschinenbau

Statt vier reichen nun zwei Mitarbeiter, um die Segmente der Fräseinheit neu zu bestücken.

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 konnte Mevert-Mitarbeiter Matthias Wanke die 720 Anfahrpositionen selbst programmieren, was für Mevert eine erhebliche Kostensenkung bedeutete. Christoph Ebbers, der auch schon als Maschinenmeister gearbeitet hat, brachte seinen technischen Background ein, so dass das Projekt erfolgreich umgesetzt werden konnte.

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