Laserlicht auf Bahnschwellen

Der Berliner Systementwickler GFaI arbeitet mit modernsten Bildauswertungsverfahren für unterschiedliche Anwendungen

Spannbeton-Bahnschwellen können jetzt bereits während ihrer Herstellung exakt vermessen und kontrolliert werden. Experten der GFaI – Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik e.V. – in Berlin Adlershof haben dazu ein zweidimensionales Laser-Lichtschnittverfahren sowie die entsprechende, auf verschiedene Schwellengrößen kalibrierbare Gerätetechnik entwickelt und erprobt. Zwei solcher automatisch arbeitenden Messsysteme zur Produktionsüberwachung haben sich nach GFaI-Aussage in den zurückliegenden Monaten in Betonschwellenwerken in Coswig (Sachsen) und Langen (Hessen) voll bewährt.

Die über den jeweiligen fließbandähnlichen Fertigungslinien angebrachte High-tech vermisst und registriert jede einzelne der bis zu 2000 pro Tag dort produzierten Eisenbahnschwellen. „Früher erfolgte das per Hand und lediglich stichprobenartig, so dass im Vergleich dazu die Produkt- und Fertigungssicherheit jetzt optimal erhöht werden konnte“, betont Prof. Dr. Gerd Stanke, Leiter der GFaI-Forschungsgruppe Bildverarbeitung. Auftretende Veränderungen der Schwellenmaße seien nun frühzeitig erkennbar, die Gussformen könnten vor einer Toleranzüberschreitung ausgewechselt und überholt werden. „Das verhindert Ausschuss und macht weitere Kostenersparnis durch vorbeugende Wartung möglich.“

Die beiden in Coswig und Langen eingesetzten optischen Messsysteme zur Bilderkennung und -auswertung, laut Stanke technische Unikate und bislang konkurrenzlos, arbeiten mit jeweils mehreren industriellen Videokameras, Rotlicht-Festkörperlasern sowie einer speziellen 2D-Lichtschnitt-Computersoftware. Jeweils zwei Laser werfen Lichtvorhänge auf die so genannten Auflager an den Enden der sich auf dem Fließband bewegenden, etwa zwei Meter langen Schwellen.

Anhand des durch das Oberflächenprofil der Schwellen verzerrten Lichts errechnet der Computer dann alle produktionsrelevanten Maße (Systemgenauigkeit: plus/minus 0,2 Millimeter) und speichert auch die zugehörige Form-Nummer auf seiner Festplatte. Im Bedarfsfall löst er Alarm aus. Die Messdatenanalyse in Form von Produktionsstatistiken und Toleranzprotokollen wird ausgedruckt. „Das ist für die Bahnschwellenwerke besonders wichtig, weil sie damit ihren Kunden die Produktqualität bis hin zum Einzelstück schriftlich nachweisen können“, weiß Stanke, – „also auch eine arbeitsplatzsichernde Maßnahme.“

Der Chef der GFaI-Bildsystementwickler verweist darauf, dass es gelungen sei, diese Technik in den laufenden Produktionsprozess zu integrieren, ohne dass dieser hätte verändert oder unterbrochen werden müssen. Dabei hatten die Adlershofer Spezialisten in diesem Jahr eine zusätzliche Aufgabe zu lösen. „Aus Coswig kam die Forderung, die Technologie noch universeller einsetzbar zu machen.“ Dabei sei es darum gegangen, die Hard- und Software des Systems so zu erweitern, dass es auch die Daten für Dübellöcher in den Schwellen ermittelt und damit die Steuerung eines Montageroboters übernimmt, der dort Befestigungsschrauben einfügt. „Das ist uns innerhalb weniger Wochen gelungen“, freut sich Stanke.

Ihm geht es nunmehr darum, die Vermarktung der in der Praxis bewährten High-tech-Lösung für Prozessautomation und -kontrolle zu beschleunigen. Allein in Deutschland würden rund 80 verschiedene Schwellentypen hergestellt. Mit einigen Produzenten werde derzeit über den Einsatz weiterer optischer Messsysteme verhandelt, sagt der Forschungsgruppenleiter. Zudem sei die Laser-Lichtschnittmethode darüber hinaus anwendbar bei der Produktionskontrolle anderer Betonfertigteile zum Beispiel für den Tief-, Hoch- und Ingenieurbau sowie bei der Herstellung von Holz- und Kunststoffteilen.

Artverwandte Anlagentechniken haben die GFaI-Bildverarbeiter in den letzten Jahren für den Einsatz in verschiedenen Industrie- sowie zur Dokumentenkontrolle in Sicherheitsbereichen entwickelt. Dazu nutzen sie u.a. ihre langjährigen Er-fahrungen bei der Einführung und Verbesserung von 2D- und 3D-Lichtschnittverfahren.

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