EP0780514B1 - Verfahren zum räumlich genauen Positionieren von Fertigungseinrichtungen und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens - Google Patents
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- E01B2204/00—Characteristics of the track and its foundations
- E01B2204/15—Layout or geometry of the track
Definitions
- the invention relates to a method according to the preamble of claim 1.
- the material wear is to be kept low, the environment should, for example, by driving noise, be burdened as little as possible and to the passengers ensure a high level of driving comfort.
- track-bound routes are Rails attached to cross sleepers. Store the sleepers in turn soft in a gravel bed.
- the foundation body of the rails such as the cross sleepers of the classic railway construction, but also other conceivable rail fastening bodies are thereby in a concrete, asphalt or other fixed support plate integrated or individually or as rust on a concrete, asphalt or other solid Support plate firmly supported.
- first reference points and reference lines in some cases a guide rope pegged outside the slab track, marked and determined in terms of coordinates and height, then the position of the tracks to be laid, or of the fastening bodies carrying them, or of the manufacturing or laying machine, is measured and laid from these reference points or reference lines by means of horizontal and vertical distance sensors, for example by means of a scale or a mechanical distance sensor or the manufacturing or laying machine in use is determined during the manufacturing or laying process by surveying experts from points outside the manufacturing or laying machine that are known in terms of coordinates and height, for example by polar measurement, with the help of outside the manufacturing or laying machine Instructional devices on the ground are instructed in the target position.
- the points mentioned with regard to coordinates and height are at mutual distances of several decimeters (they are attached, for example, to contact line masts that have already been created, the distance of which is 60 m) or much larger distances.
- the second method involves measuring and manufacturing temporally linked, which is why mutual dependencies exist with the resulting mutual Disabilities and wasted time. E.g. can at the surveyors do not have poor visibility Act.
- the invention has for its object a method of to create the type mentioned, in which the surveying and the production can be decoupled in time.
- the reference points in such proximity to the one to be produced Track and provided at such a mutual distance that at least at selected positions of the Manufacturing facility at least one reference point, preferably several reference points from the manufacturing facility is measurable from and that that Arranging the rail fasteners or the openings for receiving the rail fasteners from the Manufacturing facility (hereinafter also called a device referred to) is controlled from.
- the reference points from the device metrologically recorded are surveyors who during the laying work for the sleepers in one Area in front of the device, not required and because of the relatively small distance between the reference points and the facilities recognizing the reference points on the device can control the device largely independent of the weather.
- the positioning accuracy of the track or the supporting body carrying it (e.g. sleepers) increases will be reduced and personnel expenses reduced.
- the invention includes embodiments in which the evaluation the reference points at the location of the device and the Adjustment of the location of the sleepers is still the activity of a Surveyor requires. However, it is understood that it should be aimed at on the device To provide facilities that it is a person, in particular the machinist, without complicated calculations the device to a target position known to the machinist (which are included in a list or in a computer can be stored) relative to the reference points adjust.
- the positioning is so accurate within the tolerances allowed for the finished track make that, for example, the rails for the Track directly on the for them on the sleepers (cross sleepers, provided transverse to the direction of the track) Support surfaces can be arranged. Where this is not is possible, is created thanks to the invention in the context of technically possible precise course of the contact surfaces, and Tolerances are then compensated for later; this is it is expedient if the contact surfaces are at most deeper are located as the required target position because then by inserting metal plates the target position of the Rail can be easily reached.
- sleepers already installed by the device can be used to control the reference points mentioned. This may compromise the security of the process increased and the risk of errors occurring reduced become.
- the reference points with an automatic are advantageous provide legible identification; for example a machine-readable plain text (e.g. OCR font) or be a barcode. Identification is imperative the reference points by one attached to them Labeling not, however, because by counting one known reference point from the other reference points can be identified.
- the in the invention Reference points used can either be at a previously very precisely determined point attached with high accuracy become what a when attaching the reference points very high accuracy and therefore a corresponding expenditure of time required, or the reference points become proportional placed close to their target position (for example at a distance of one centimeter in the horizontal and the vertical), then their position with funds the measurement technology determined and in a list captured.
- the reference point can be, for example, by a metal plate or ceramic plate are formed which is fixed with a dowel.
- the named plate then has an engraved in one embodiment Cross marking on (two crossing lines) whose Intersection forms the reference point.
- the mentioned cross mark can either be present from the beginning or but it is attached after fixing the plate, whereby their exact location is determined by surveying means becomes.
- the data of the individual reference points are expedient are collected in a list and are off the list too if necessary, the deviations of the positions of the reference points included from their target position.
- the list can either read by a surveyor on the device and be evaluated, or else it will be machine-readable Form entered into a computer that holds the data evaluates the table largely automatically.
- the reference points for positioning in the horizontal plane by means of an optical device expediently each one for each reference point in the area of the device, especially from an electronic picture generating camera can be detected, and that for the correct Arrangement in height of these reference points using distance sensors be recorded.
- the cameras or more generally optical For example, facilities can be fixed Points of the device and the device will first moved by driving on their assembly tracks, until the reference points in the field of view of the optical Enter facilities and then the device either moved as a whole and / or a separately positionable Part of the device, for example the mounting frame, that holds the thresholds is essentially in Moved in the longitudinal direction and in the transverse direction of the device until this part of the device the target position in the horizontal plane has reached.
- the altitude of the example Mounting frame within the device e.g. relative to a machine frame that can be moved on the mounting rails changed so that the mounting frame is in the correct position occupies.
- the mounting frame holds thresholds that are in liquid concrete are used, as is known per se, immersing the sleepers in the concrete of one Accompanied by shaking, making the sleepers relatively little effort can be put into the concrete, and after the jog ends, the sleepers keep then their position in the still flowable concrete.
- the height sensors can in any technically feasible form be formed, for example the respective height Laser distance measurement, by targeting the reference point from two spaced locations or through a height measuring rod placed on the reference point, the Height is read mechanically, electrically or optically, be determined.
- the devices are used in the detection of the results determined on a Visible to a machinist or surveyor made with this information the device in a Can control target position, for example, the reference points exactly in the center of each screen are located. It is also possible to automate the process especially with the help of a program-controlled Computers, although a display just mentioned is expedient to ensure the safe functioning of the method or to be able to monitor the device at all times.
- a device for the execution of the Procedure and, if necessary, its further training is has the facilities that are required are to follow the procedures in accordance with the procedure can execute individual claims.
- the sensors With a sleeper laying machine the sensors are conveniently located on the holding the thresholds and relative to the rest of the device moving part.
- the rest of the device is simplified here referred to as the machine frame and includes in the example the wheels, drive motors rolling on the mounting rails (preferably internal combustion engines) for getting around on the mounting rails and for the supply of hydraulic and / or electrical devices such as vibrators, Actuators, sensors and a computer, as well as a cabin for the machinist.
- the invention is not based on the positioning of rails or rail fastening body but limited, for example also for the control of machines that Manufacture track substructure, for example also for milling a groove or for drilling an opening in which the Rail fastening body are to be fixed, suitable.
- the invention is not only on railroad tracks limited with two rails but also for example Monorails or for one on a rail floating train, such as for a magnetic levitation train suitable.
- the laying machine referred to as device 20 for Thresholds have wheels 21 which rest on the mounting rails 23 run, which is also a side formwork for the Form support plate 7 and laterally outside of the to be installed Sleepers and thus also the tracks to be laid later lie, as Figure 2 shows.
- the device 20 has a motor unit 25 to which several internal combustion engines belong to the one hand to drive serve the device 20 on the mounting rails 23 and on the other hand for the supply of hydraulic devices and to drive electrical generators for power supply serve various devices of the device.
- a cabin 30 is provided for the operator, in which is necessary to control the device by hand Facilities and also visual devices, based on which the operator determines the position of the device determine relative to reference points detected by sensors can.
- the parts of the device just mentioned are summarized here as a machine frame designated. There is a on the machine frame Installation frame 40 held, its position relative to the machine frame by hydraulic lifting devices 43 in vertical Direction and by servomotors 44, 45 in the longitudinal direction the device and in the transverse direction is changeable.
- a cross slide Fixed device 46 adjustable in height, on which the mounting frame so displaceable via the actuators 44 and 55 is held that to a limited extent also a rotation around a vertical axis is possible.
- the mounting frame 40 can be opposite the horizontal plane be tilted.
- a gripping device 49 is arranged via a vibrating device 47, which is designed such that in the example ten at a predetermined distance of 65 cm from center to center can take arranged sleepers simultaneously and into one can move desired position.
- Sensors 51 and 53 are firmly connected to the mounting frame, of which the sensors 51 are designed as television cameras are in a viewing direction perpendicular from top to bottom each record an assigned reference point 55, if the device is sufficiently close to the reference points has approached.
- the sensors 53 set the altitude of the Installation frame compared to the height of the assigned Reference point 55 fixed.
- the reference points 55 are like figure 3 shows, in the example, arranged so that it is outside of the mounting rails 23 are so that they are through the concreting work not be impaired for the support plate 7, the reference points in the area of the beginning and the end of an area for one at a time moving number of thresholds (ten in the example) are. In this way, the device 20 that is with its installation frame in a first installation step in top third of the area shown in FIG.
- Fig. 1 two reference points 55 are visible, which there in Deviation from Fig. 2 as a horizontal plate-like Parts are shown with a dowel or peg on the Base layer 5 are attached.
- the drive devices and 2 are for simplification reasons not shown in Fig. 1.
- a computer 62 which with the sensors mentioned above and actuators is coupled.
- a display device 64 allows the operator to position the whole machine and the mounting frame using a keyboard 66 Joysticks.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Civil Engineering (AREA)
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- Machines For Laying And Maintaining Railways (AREA)
- Railway Tracks (AREA)
Description
- das Verfahren nach Rheda, bei dem ganze Gleisjoche in einen zuvor hergestellten Betontrog gelegt, mit Spindeln, die gegen die Trogwände greifen, in die richtige Position geschraubt und dann durch Einfüllen von Beton in den Trog fixiert werden.
- die Bauart Züblin, bei der die Querschwellen, die später die Schienen tragen, in noch weichen Beton eingerüttelt werden,
- das Verfahren Asphalttragschicht mit direkt aufgelagertem Gleisrost, bei dem die Schienenbefestigungskörper, z. B. die Querschwellen, aber auch andere Konstruktionen zum Befestigen der Schienen mit der Asphalttragschicht fest verbunden werden, etwa dadurch, daß man sie in einer zuvor gefertigten Nut verklebt oder in vorgefertigten Öffnungen befestigt.
entweder zunächst Bezugspunkte und Bezugslinien, in manchen Fällen ein Leitseil außerhalb der Festen Fahrbahn abgesteckt, markiert und koordinaten- und höhenmäßig bestimmt,
dann wird die Position der zu verlegenden Gleise, bzw. der sie tragenden Befestigungskörper bzw. der Fertigungs- oder Verlegemaschine von diesen Bezugspunkten bzw. Bezugslinien aus mittels horizontaler und vertikaler Abstandsgeber, etwa mittels eines Maßstabes oder eines mechanischen Abstandsfühlers, eingemessen und verlegt
oder es wird die im Einsatz befindliche Fertigungs- oder Verlegemaschine während des Fertigungs- oder Verlegeprozesses durch Vermessungsfachleute von außerhalb der Fertigungs- oder Verlegemaschine liegenden, koordinaten- und höhenmäßig bekannten Punkten aus, etwa durch Polarmessung, mit Hilfe von außerhalb der Fertigungs- oder Verlegemaschine auf dem Erdboden stehenden Vermessungsgeräten in die Sollposition eingewiesen. Die genannten hinsichtlich Koordinaten und Höhe bekannten Punkte haben dabei gegenseitige Abstände von mehreren Dekametern (sie sind z.B. an bereits erstellten Fahrleitungsmasten angebracht, deren Abstand 60 m beträgt) oder viel größere Abstände.
anhand der ermittelten Koordinaten und Höhen der gemäß Ziffer 1 beschriebenen Bezugsmarken und
anhand der nach Ziffer 2 ermittelten einrichtungs- bzw. maschinenbezogenen Koordinaten und Höhen der meßtechnischen Nullpunkte der Erfassungsgeräte und
anhand der nach Ziffer 3 ermittelten Abstandsmaße die Istposition der Verlegeeinrichtung, der Fertigungsmaschine bzw. der Verlegemaschine unmittelbar vor Ort berechnet.
- Fig. 1
- eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung, nämlich einer Schwellenverlegemaschine, zur Ausführung des Verfahrens,
- Fig. 2
- eine schematische Endansicht der Vorrichtung,
- Fig. 3
- in einer Draufsicht die Zuordnung von Referenzpunkten zu den zu verlegenden Schwellen während verschiedener Arbeitstakte der Verlegemaschine.
Claims (11)
- Verfahren für das räumlich genaue Positionieren von Fertigungseinrichtungen, wie Fertigungsmaschinen, Gleis- oder Schienenbefestigungs-Verlegemaschinen insbesondere für Hochgeschwindigkeitsbahnen, unter Verwendung von Referenzpunkten, die vor dem Positionieren der genannten Einrichtungen abgesteckt, markiert und geodätisch vermessen worden sind, wobei die ortsveränderliche Fertigungseinrichtung zum Anordnen der Schienenbefestigungskörper unter Verwendung der Referenzpunkte so gesteuert wird, daß die Schienenbefestigungskörper oder die Öffnungen zum Aufnehmen der Schienenbefestigungskörper mit der gewünschten Genauigkeit an der gewünschten Stelle angeordnet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzpunkte in derartiger Nähe zu dem herzustellenden Gleis und in einem derartigen gegenseitigen Abstand vorgesehen werden, daß mindestens bei ausgewählten Positionen der Vorrichtung jeweils mindestens ein Referenzpunkt, vorzugsweise mehrere Referenzpunkte, von der Vorrichtung aus meßtechnisch erfaßbar ist (sind), und daß das Anordnen der Schienenbefestigungskörper oder der Öffnungen für das Aufnehmen der Schienenbefestigungskörper von der Vorrichtung aus gesteuert wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin von der Vorrichtung aus bereits angeordnete Schienenbefestigungskörper gemeinsam mit dem Referenzpunkt bzw. Referenzpunkten zum Steuern verwendet werden.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß von der Vorrichtung aus jeweils mindestens vier Referenzpunkte ausgewertet werden.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzpunkte mit einer automatisch lesbaren Identifizierung versehen werden.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Lage von Vorrichtungsteilen, die das Anordnen vornehmen, in einer im wesentlichen horizontalen Ebene durch Erfassen von Referenzpunkten mittels Kamera festgestellt wird, und daß die relative Lage der Vorrichtungsteile bezüglich der Höhe durch Erfassen von Referenzpunkten mittels Abstandssensoren festgestellt wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim Erfassen der Referenzpunkte ermittelte Ergebnisse auf einer Anzeige einem Maschinisten sichtbar gemacht werden, damit dieser die Vorrichtung in eine Sollposition steuern kann.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung durch Erfassen der Referenzpunkte automatisch gesteuert wird.
- Fahrbare Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie die erforderlichen Einrichtungen zum Anordnen der Schienenbefestigungskörper oder der Öffnungen für das Aufnehmen der Schienenbefestigungskörper sowie Sensoren (51, 53) zur Erfassung der Lage von Referenzpunkten relativ zur Vorrichtung aufweist.
- Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Sensor an einem den bereits angeordneten Aufnahmen abgewandten Bereich der Vorrichtung angeordnet ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Sensor an einem in einem in Arbeitsfortschrittsrichtung vorderen Bereich der Vorrichtung angeordnet ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich auf der Vorrichtung eine Steuervorrichtung befindet, deren von Hand zu betätigende Betätigungselemente sich auf der Vorrichtung befinden.
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