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LAP Lasersensor

LAP Sensoren minimieren Ausschuss beim Schmieden von Eisenbahnrädern

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Drei Sensoren für das exakte Radprofil

Ein gemeinsam mit LAP entwickeltes Konzept sah vor, moderne Triangulationssensoren vom Typ Antaris Scan einzusetzen, die Auswertesoftware vollständig neu zu programmieren und die PC- und Elektronikhardware auszutauschen. Mit diesen Maßnahmen und einem intelligenten Kühlkonzept für die Sensoren erreichte LAP die präzise und vollständige Vermessung der Räder und eine erhebliche Steigerung der Verfügbarkeit.

Zu Beginn der Warmumformung werden im Bochumer Werk gesägte Stahlblöcke auf Schmiedetemperatur erwärmt und der Schmiedepresse zugeführt, die mit einer Presskraft von bis zu 6.000 Tonnen Radrohlinge daraus formt. Nachdem das Räderwalzwerk die Radrohlinge auf die Rohmaße auswalzt, gibt die 2.000-Tonnen-Gesenkschmiedepresse den Rädern die endgültige Rohform.

Die kleinsten Raddurchmesser, die beim Bochumer Verein in der Gesenkschmiedepresse gefertigt werden, betragen 385 Millimeter, die Größten Räder haben einen Durchmesser bis 1.470 Millimeter. Der Durchmesser der Narben reicht von 75 bis 230 Millimeter, die Narbenhöhe knapp 1100°C heißen Räder liegt zwischen 80 und 350 Millimeter.

Ein Manipulator entnimmt die glühenden Räder aus der Gesenkschmiedepresse und legt sie auf den Drehteller der Messeinrichtung. Das LAP System scannt die Radkontur während einer 360-Grad-Drehung und erfasst das exakte Profil.

Die eingesetzten Antaris Scan Sensoren arbeiten mit einer Scanrate von bis zu 40 Profilen pro Sekunde und benötigen für die Vermessung des Rades etwa 18 Sekunden. In Echtzeit errechnet die LAP Software aus den Messdaten der drei Sensoren das genaue Profil und die Abweichungen von der Sollkontur. In einem Messprotokoll werden Hauptabmessungen erfasst und auf Toleranzvorgaben überprüft.

Schneller Überblick für Bediener

Das System zeigt das Ergebnis der Messwerte besonders anschaulich als grafische Darstellung, jeweils mit der Sollvorgabe und der Ist-Kontur. Mit einer Farbcodierung erkennt der Benutzer auf einen Blick, wo das Rad die Toleranzwerte einhält, oder an welchen Stellen die Vorgaben über- oder unterschritten werden.

Somit erhalten die Bediener schnell einen Überblick über die Geometrie der Räder. Kündigt sich an, dass vorgegebene Toleranzen nicht eingehalten werden, können sie sofort entsprechende Maßnahmen ergreifen. Des Weiteren verwendet die Bedienmannschaft die Daten, um die Einstellungen der Presse für das jeweils nächste Rad zu optimieren.

Anschließend entnimmt der Manipulator das Rad und legt es im Magazin ab. Räder, deren Abmaße sich außerhalb der Spezifikation befinden, werden später aussortiert. Der gesamte Zyklus von der Entnahme aus der Presse bis zum Ablegen des Rades im Magazin ist nach 60 Sekunden abgeschlossen. Damit liegt die Taktzeit der Schmiedepresse deutlich über der für die Messung benötigten Zeit. Die Messung verursacht daher keine Verzögerung in der Fertigung.

Jedes dreißigste Rad wird zusätzlich von den Mitarbeitern untersucht. Die Mitarbeiter kontrollieren die Räder visuell und beurteilen sie erneut anhand von Kriterien wie Spurkranzbreite oder Durchmesser. (Weiter nach dem Umblättern)

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