Die Wartung von Eisenbahnrädern mithilfe eines Portalroboters erhöht die Produktivität und Sicherheit

Jul 24, 2023

Artikel von Güdel Lineartec (UK) Ltd.

Das britische Eisenbahnnetz verfügt über etwa 10.000 Meilen, während die USA über 140.000 Meilen verfügen. Eines haben beide Netze jedoch gemeinsam: Sie müssen das rollende Material warten und reparieren, insbesondere die Räder, die anfällig für Plattstellen oder andere Schäden sein können, die dazu führen können, dass sie unrund laufen. Im Fall der USA verschärft die Größe des Netzwerks diese Probleme jedoch. Um die Effizienz und Produktivität in ihren Reparaturwerkstätten zu maximieren, wandte sich Simmons Machine Tool Corp. auf der Suche nach einer Lösung an Güdel.

Die Wartung von Eisenbahnradsätzen stellt für Bahnbetreiber einen erheblichen Kostenfaktor dar, da die Räder von Eisenbahnwaggons nach längerem Einsatz einem Verschleiß unterliegen, insbesondere im Spurkranz- und Laufflächenbereich. Dieser Verschleiß beeinträchtigt die Effizienz des Betriebs und kann im Extremfall sogar zu Entgleisungen führen. Es ist daher keine Überraschung, dass die Automatisierung sowohl bei der Messung als auch bei der Wartung von Schienenradsätzen eine entscheidende Rolle spielt.

Simmons Machine Tool Corp., Albany, New York, baut seit 1910 Werkzeugmaschinen, Messmaschinen und Automatisierungssysteme, die sich auf die Wartung und Produktion von Eisenbahnradsätzen konzentrieren. Als das Unternehmen mit der Entwicklung seines neuen Raddrehzentrums (WTC) begann, Als vertikale CNC-Drehmaschine zum Bohren und Bearbeiten von Eisenbahnrädern hatte das Unternehmen zwei Ziele vor Augen. Erstens die Entwicklung eines Systems, das die Sicherheit sowohl der Eisenbahn- als auch der Maschinenbetreiber maximiert, und zweitens die Steigerung der Produktivität, um Verzögerungen bei der Reparatur von Eisenbahnrädern zu vermeiden.

Wenn abgenutzte Radsätze in einer Wartungseinrichtung für Eisenbahnräder eintreffen, werden die Endkappen und Lager zunächst manuell überprüft und entfernt. Die Seriennummern für jede Radsatzkomponente werden dann in ein SCADA-System (Supervisory Control and Data Acquisition) eingegeben. Eine Messmaschine qualifiziert die Parameter des verschlissenen Radsatzes und auf der Grundlage dieser Daten wird der Radsatz entweder neu profiliert oder, wenn das Rad außerhalb der von der Association of American Railroads festgelegten Toleranzen liegt, werden die Räder von der Achse entfernt und verschrottet.

Dann ist ein neues Rad erforderlich. Um einen präzisen Presssitz zwischen Rad und Achse zu gewährleisten, muss das Mittelloch des Rades passend zum Radsitz der Achse gebohrt werden. Traditionell wurde jedes Rad mithilfe eines Gabelstaplers, eines Krans oder eines anderen manuellen Materialtransportsystems auf einem Bearbeitungszentrum platziert. Der Prozess war langsam und inkonsistent, und die Sicherheit der Arbeitnehmer war ein Problem.

Heute automatisiert die Simmons WTC-Maschinenzelle mithilfe von Güdel den Großteil des Prozesses. Arbeiter laden neue Räder auf ein Zuführband, das sie in ein automatisiertes Materialtransportsystem transportiert, das aus einem Güdel ZP-6-Doppelachsportal mit speziellen Greifern für die Handhabung der schweren Räder besteht.

Das System übergibt ein Rad an das WTC, das je nach Endkunde das Mittelloch des Rades bohrt und mehrere andere neue Funktionen bietet. Nach dem Bohren und/oder Bearbeiten werden die Räder dann vom Güdel-Portal zurück auf das Ausgangsband gelegt, um sie auf eine Achse zu drücken. Dieser Grad der automatisierten Materialhandhabung sorgt für einen konsistenteren Prozess und schützt die Arbeiter vor Gefahren, wenn schwere Räder auf engstem Raum manipuliert werden. Der Zugriff auf Messdaten vor und nach der Bearbeitung ist für Eisenbahnunternehmen wichtig, da sie diese Daten analysieren, um nicht nur die Lebensdauer der Räder, sondern auch der Wartungsmaschinen und Automatisierungssysteme zu verlängern.

Automatisierte Systeme wie dieses können in der gesamten Radsatzwartungs- oder Produktionsanlage eingesetzt werden. Darüber hinaus können sie miteinander vernetzt werden, um ein geschlossenes System zu schaffen, was die Produktivität erhöht und die Wahrscheinlichkeit von Bedienfehlern verringert.

„Simmons hat sich für das ZP-6-Portalsystem von Güdel für diese Anwendung vor allem wegen seiner Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit entschieden und weil die Verfügbarkeit der Ausrüstung für unsere Kunden von entscheidender Bedeutung ist“, sagte Jason Steven Murphy, Marketingspezialist bei Simmons Machine Tool Corp. „Simmons hat eine lange Geschichte von Wir arbeiten erfolgreich an Projekten mit Güdel und es besteht ein hohes Maß an Vertrauen und Verständnis für die Fähigkeiten des anderen, was für einen reibungslosen Ablauf der Projekte sorgt.“

Vergrößerung eines bereits gebohrten oder entkernten Lochs. Im Allgemeinen handelt es sich dabei um einen Vorgang, bei dem das zuvor gebohrte Loch mit einem Einspitz-Drehwerkzeug abgerichtet wird. Beim Bohren handelt es sich im Wesentlichen um Innendrehen, bei dem normalerweise ein Einschneidewerkzeug die Innenform formt. Einige Werkzeuge sind mit zwei Schneiden erhältlich, um die Schnittkräfte auszugleichen.

CNC-System, bei dem die Programmausgabe oder die Distanz, um die sich der Schlitten bewegt, gemessen und mit der Programmeingabe verglichen wird. Das System passt die Ausgabe automatisch an die Eingabe an.

Mikroprozessorbasierte Steuerung für eine Werkzeugmaschine, die die Erstellung oder Änderung von Teilen ermöglicht. Eine programmierte numerische Steuerung aktiviert die Servos und Spindelantriebe der Maschine und steuert die verschiedenen Bearbeitungsvorgänge. Siehe DNC, direkte numerische Steuerung; NC, numerische Steuerung.

Flache Oberfläche, die in den Schaft eines Schneidwerkzeugs eingearbeitet ist, um den Halt des Werkzeugs zu verbessern.

Drehmaschine zum Sägen, Fräsen, Schleifen, Verzahnen, Bohren, Reiben, Aufbohren, Gewindeschneiden, Plandrehen, Anfasen, Nuten, Rändeln, Drehen, Abstechen, Auskegeln, Kegelschneiden sowie Nocken- und Exzenterschneiden als Stufen- und Geradeausdreher. Es gibt sie in verschiedenen Formen, von manuell über halbautomatisch bis hin zu vollautomatisch, wobei die Haupttypen Motordrehmaschinen, Dreh- und Konturdrehmaschinen, Revolverdrehmaschinen und numerisch gesteuerte Drehmaschinen sind. Die Motordrehmaschine besteht aus Spindelstock und Spindel, Reitstock, Bett, Schlitten (komplett mit Schürze) und Querschlitten. Zu den Merkmalen gehören Gang- (Geschwindigkeits-) und Vorschubwählhebel, Werkzeughalter, Verbundauflage, Leitspindel und Umkehrleitspindel, Gewindeschneidrad und Eilganghebel. Zu den speziellen Drehmaschinentypen gehören Durchgangsdrehmaschinen, Nockenwellen- und Kurbelwellendrehmaschinen, Bremstrommel- und Rotormaschinen sowie Spinn- und Pistolenlaufmaschinen. Für Präzisionsarbeiten werden Werkzeug- und Tischdrehmaschinen eingesetzt; erstere für Werkzeug- und Gesenkarbeiten und ähnliche Aufgaben, letztere für kleine Werkstücke (Instrumente, Uhren), normalerweise ohne Kraftvorschub. Modelle werden typischerweise nach ihrem „Schwung“ oder dem Werkstück mit dem größten Durchmesser, das gedreht werden kann, bezeichnet. Bettlänge oder der Abstand zwischen den Mittelpunkten; und PS erzeugt. Siehe Drehmaschine.

CNC-Werkzeugmaschine zum Bohren, Reiben, Gewindeschneiden, Fräsen und Bohren. Wird normalerweise mit einem automatischen Werkzeugwechsler geliefert. Siehe Automatischer Werkzeugwechsler.

Das Werkstück wird in einem Spannfutter gehalten, auf einer Planscheibe montiert oder zwischen Spitzen befestigt und gedreht, während ein Schneidwerkzeug, normalerweise ein Einschneidewerkzeug, entlang seines Umfangs oder über sein Ende oder seine Fläche in das Werkstück eingeführt wird. Dies erfolgt in Form eines geraden Drehens (Schneiden entlang der Peripherie des Werkstücks); Kegeldrehen (Erzeugung eines Kegels); Stufendrehen (Drehen unterschiedlich großer Durchmesser am gleichen Werkstück); Anfasen (Abschrägen einer Kante oder Schulter); zugewandt (ein Ende abschneiden); Drehgewinde (normalerweise extern, können aber auch intern sein); Schruppen (großer Metallabtrag); und Endbearbeitung (letzte Lichtschnitte). Wird auf Drehmaschinen, Drehzentren, Spannmaschinen, Schraubautomaten und ähnlichen Maschinen durchgeführt.