Projekte

ROBOT-Straßenbau 4.0 – Autonom arbeitende Maschinen in Straßenbau 4.0

Problemstellung
Straßenfräse, -fertiger und Walzen sind die Schlüsselmaschinen in der komplexen Prozesskette des Straßenbaus. Sie müssen das Einbaumaterial nach den entsprechenden Richtlinien und Normen in der erforderlichen Qualität erstellen. Im Zuge steigender Qualitätsanforderungen und Kosten reicht es zukünftig nicht mehr aus, nur einzelne Arbeitsfunktionen zu automatisieren. Vielmehr ist es notwendig, alle automatisierten Arbeitsfunktionen miteinander zu einem Gesamtsystem zu verknüpfen.

Projektziel
Ziel des Projektes ist die Entwicklung autonom arbeitenden, mobilen Arbeitsmaschinen. Schon heute arbeitet eine Vielzahl von Sensoren und gesteuerten oder auch geregelten Aktoren innerhalb der Straßenbaumaschinen und der Prozesskette. Allerdings sind diese unabhängig voneinander und vom Bediener manuell einzustellen bzw. zu bedienen, ein Informationsaustausch zwischen den Maschinenelementen findet zumeist nicht statt. Hier ist eine Vernetzung der einzelnen Systeme erforderlich, um das Zusammenspiel über den heutigen Stand der Technik hinaus zu optimieren und ein autonomes Arbeiten zu ermöglichen.  Als Beispiel soll im Projekt eine Straßenfräse, Straßenfertiger und Walze dienen.

Projektinhalt
Ein wichtiger Baustein im Projekt ist die Kommunikation von Sensoren, Aktoren und Regelungssystemen auf einer höheren, möglichst standardisierten und dennoch offenen Protokollebene, die auch eine sichere Ankopplung an das Internet ermöglicht. Zueinander bisher inkompatible Teillösungen sollen in einem innovativen Konzept zusammengeführt werden. Auch existieren teilweise von Baumaßnahmen 3D-Geländemodelle sowie exakte Planungsdaten über den Straßenverlauf und die zu erzielenden Einbauparameter. Für die Planungsdaten und die 3D-Geländemodelle müssen im Projekt Schnittstellen zur übergeordneten Datenverarbeitung entwickelt werden. Ziel ist es vor allem, die vorhandenen Daten besser zu nutzen. Des Weiteren muss der Antriebsstrang der Maschine die Voraussetzungen für ein autonomes Arbeiten erfüllen. Dafür sind elektrisch angetriebene Antriebssysteme für Straßenfertiger zu entwickeln.

Leistung 3D Mapping Solutions
Entwicklung eines Scanverfahrens zur Soll- und Istwert-Ermittlung der geometrischen Belagskenngrößen. Eine genaue Vermessung der Straßenoberfläche ist dafür vor und nach dem Einbau notwendig. Es ist geplant die Soll-Trajektorie des Fertigers anhand der vorher erfassten

Oberfläche zu bestimmen und so die autonome Steuerung des Fertigers zu ermöglichen. Die im Anschluss erfasste Oberfläche erlaubt einen Soll-Ist-Vergleich bzw. einen Vergleich zwischen der vorher und der nachher erfassten Oberfläche. Die vermessene Oberfläche der eingebauten Asphaltschicht kann später wichtige Daten für kommende BIM-Prozesse (Building Information Model) liefern und somit eine wichtige Rolle bei der Digitalisierung im Straßenbau spielen.

Projektlaufzeit
01/2017 – 12/2019

Projektwebsite

Weitere Informationen können Sie der offiziellen Broschüre entnehmen.

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