WO2016139276A1

WO2016139276A1 - System for kinematic rail measurement

Info

Publication number: WO2016139276A1
Application number: PCT/EP2016/054473
Authority: WO
Inventors: Christian Hesse; Ingo Neumann; Dirk Dennig
Original assignee: Dr Hesse und Partner Ingenieure
Current assignee: Dr Hesse und Partner Ingenieure
Priority date: 2015-03-03
Filing date: 2016-03-02
Publication date: 2016-09-09
Anticipated expiration: 2017-09-03
Also published as: DE102015103054B3

Abstract

A kinematic rail measurement system comprises a tachymeter (60) and a measuring car (10) that can travel on the rail (32) and has at least one reflector unit (42) which interacts with the tachymeter (60) and which includes a reflector movable about at least one axis as well as a controller for orienting the reflector (62); the measuring car (10) has a scanner unit that is directed onto the rail (32).

Description

System zur kinematischen Schienenvermessung System for kinematic rail measurement

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur kinematischen Schienen Vermessung, insbesondere zur Kranbahn Vermessung und für Kranbahnschienen. The present invention relates to a system for kinematic rail surveying, in particular for crane track surveying and crane track rails.

Für den Betrieb einer Krananlage ist vor der ersten Inbetriebnahme und entsprechend den betrieblichen Verhältnissen in regelmäßigen Abständen die Funktionstüchtigkeit zu prüfen. Hierzu zählt insbesondere die Überwachung der Kranbahnschienengeometrie. Die Kranbahnschienengeometrie ist im Hinblick auf die Lage der Schienen, also deren Gradlinigkeit, in Lage und Höhe zu überprüfen. For the operation of a crane system, the functionality must be checked at regular intervals before commissioning and according to the operating conditions. This includes in particular the monitoring of the crane track rail geometry. The crane rail track geometry is to be checked with regard to the position of the rails, ie their straightness, in position and height.

Zur Vermessung von Kranbahnschienen können geodätische Messverfahren eingesetzt werden. Wie von Malte Jan Schulze in „Optimale Auswertung von kinematischen Neigungsmessungen mit simultaner tachymetrischer Positionsbestimmung bei einem kinematischen Gleismesssystem" (Diplomarbeit, Leibniz Universität Hannover, April 2009) unterscheidet, gibt es zwei Gruppen von geodätischen Messverfahren, die für diese Aufgabe eingesetzt werden können. Einerseits die Alignierverfahren und andererseits die Polarmessverfahren. Bei einem Polarmessverfahren wird ein Tachymeter großer Genauigkeitsklasse für die Streckenmessung eingesetzt. Der Standpunkt des Tachymeters wird dabei auf oder in der Nähe der Kranbahnschienen gewählt, auf der ein mit einem Prisma ausgestatteter Messwagen verfahrbar ist. Aus den ausgewerteten Messdaten können dann zuverlässige Daten zu Lage und Höhe der Kranbahnschienen ermittelt werden. Geodetic measuring methods can be used to measure crane track rails. As distinguished from Malte Jan Schulze in "Optimal evaluation of kinematic inclination measurements with simultaneous tachymetric position determination in a kinematic track measuring system" (diploma thesis, Leibniz Universität Hannover, April 2009), there are two groups of geodetic measuring methods that can be used for this task In the case of a polar measurement method, a tachymeter with a high accuracy class is used for the distance measurement.The position of the tachymeter is selected on or in the vicinity of the crane track rails on which a measuring carriage equipped with a prism can be moved reliable data on the position and height of the crane track rails can then be determined.

Aus DE 197 47 872 C2 ist ein System für die Vermessung von Schienen, insbesondere Laufschienen für Krane, Regalbediengeräte, Laufradblöcke mit einer auf der Schiene angeordneten Sendeeinheit bekannt, die einen Laser mit mindestens einem in Schienenlängsrichtung verlaufenden Laserstrahl erfasst und mit einer antriebbaren Empfangseinheit, die auf derselben Schiene in Schienenlängsrichtung verfahrbar ist. Ein dem Laserstrahl zugewandter Fotoempfänger erzeugt ein elektrisches Ausgangssignal, aus dem die Ortslage des Laserstrahls ermittelbar ist, wobei ein Abstandssensor zur Erfassung der Abstandsänderung zwischen Sendeeinheit und Empfängereinheit vorgesehen ist. In der vorstehend getroffenen Unterscheidung der Verfahren handelt es sich hierbei um ein Alignierverfahren. From DE 197 47 872 C2 a system for the measurement of rails, in particular rails for cranes, storage and retrieval equipment, impeller blocks with a arranged on the rail transmission unit is known, which detects a laser with at least one running in the rail longitudinal direction laser beam and with a drivable receiving unit which is movable on the same rail in the rail longitudinal direction. A laser receiver facing the photoreceiver generates an electrical output signal from which the spatial position of the laser beam can be determined, wherein a distance sensor for detecting the change in distance between the transmitting unit and the receiver unit is provided. In the above distinction of the methods is this an Alignierverfahren.

Aus US 2010/0171943 AI ist ein Verfahren zur geodätischen Überwachung von Schienen bekannt, bei dem ein Tachymeter in der Nähe der Schienen aufgestellt wird und ein Messwagen entlang der Schienen fährt und in regelmäßigen Intervallen von dem Tachymeter gemessen und aufgezeichnet wird. Der Messwagen fährt mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit über die Schienen und in regelmäßigen Zeitabständen wird seine Höhenposition erfasst. Diese Messung wird bei belasteten und nicht belasteten Kranschienen durchgeführt. From US 2010/0171943 AI a method for geodetic monitoring of rails is known in which a tachymeter is placed in the vicinity of the rails and a measuring carriage moves along the rails and is measured and recorded at regular intervals by the tachymeter. The measuring carriage travels over the rails at a steady speed and its height position is recorded at regular intervals. This measurement is carried out on loaded and unloaded crane rails.

Aus DE 10 2006 027 852 AI ist ein Gleisfahrzeug mit einer Messeinrichtung zur Vermessung mindestens einer geometrischen Größe bekannt. Das Fahrzeug besitzt ein Fahrwerk mit einer einstellbaren Spurweite. From DE 10 2006 027 852 Al a track vehicle with a measuring device for measuring at least one geometric size is known. The vehicle has a chassis with an adjustable gauge.

Aus GB 2,403,861 A ist ein laserbasiertes Überwachungs- und Messsystem bekannt. Das System erfasst die Position von Objekten entlang einer Route, wobei hierzu ein Laserscanner eingesetzt wird. Eine Analyse der Daten wird dabei auf Entfernungsdaten in einem vorgegebenen Bereich beschränkt. From GB 2,403,861 A a laser-based monitoring and measuring system is known. The system detects the position of objects along a route using a laser scanner. An analysis of the data is limited to distance data in a given range.

Aus DE 10 2007 033 185 AI ist ein Verfahren zur geodätischen Überwachung von Schienen bekannt. Bei dem bekannten Verfahren wird ein Tachymeter auf einem Tachymeterwagen kontinuierlich zur Entfernungsmessung eingesetzt. Winkelmessungen werden relativ zu einem auf einem Reflektorwagen angeordneten Reflektor durchgeführt. Aus den ermittelten Messwerten wird auf die Gleisgeometrie zurückgerechnet. From DE 10 2007 033 185 AI a method for geodetic monitoring of rails is known. In the known method, a tachymeter is used continuously on a tachymeter cart for distance measurement. Angular measurements are arranged relative to one on a reflector carriage Reflector performed. The measured values are calculated back to the track geometry.

Aus DE 10 2006 042 496 AI ist ein Verfahren zur Vermessung von Schienen bekannt, bei dem auf eine zu überprüfende Schiene ein Schienenfahrzeug aufgesetzt wird, das zur kontinuierlichen Messung und Winkelmessung mit einem Reflektorwagen zusammenwirkt und über ein Verbindungs- und Überhöhungsmessgerät Abweichungen von Sollwerten feststellt. From DE 10 2006 042 496 AI a method for measuring rails is known in which a rail vehicle is placed on a track to be tested, which cooperates for continuous measurement and angle measurement with a reflector car and determines a connection and elevation measuring device deviations from setpoints.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zur kinematischen Schienen Vermessung bereitzustellen, das mit möglichst einfachen Mitteln zuverlässige und genaue Daten zu der Schienengeometrie bereitstellt. The invention has for its object to provide a system for kinematic rail survey that provides reliable and accurate data on the rail geometry with the simplest possible means.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein System mit den Merkmalen aus Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen bilden den Gegenstand der Unteransprüche. According to the invention the object is achieved by a system having the features of claim 1. Advantageous embodiments form the subject of the dependent claims.

Das erfindungsgemäße System ist vorgesehen und bestimmt zur kinematischen Schienen Vermessung mit einem Tachymeter und einem auf der Kranbahn verfahrbaren Messwagen. Der Messwagen ist mit einer mit dem Tachymeter zusammenwirkenden Reflektoreinheit ausgestattet. Die Reflektoreinheit ist um mindestens eine, bevorzugt um zwei Achsen mit einem verstellbaren Reflektor und mit einer Steuerung zum Ausrichten des Reflektors ausgestattet. Erfindungsgemäß ist der Messwagen zudem mit einer Scannereinheit ausgestattet, die auf die Schiene gerichtet ist. Über die Scannereinheit kann die Schiene und ihre Abnutzung erfasst werden. Ebenso erlaubt die Scannereinheit auch die Schienenbefestigung zu erfassen und bei einer Beurteilung auszuwerten. Die Daten der Lasereinheit zusammen mit den tachymetrisch erfassten Daten erlauben eine hochgenaue Vermessung der Schienen einschließlich einer zuverlässigen Beurteilung der Abnutzung am Schienenkopf. Aus den zusammen erfassten Daten kann eine theoretische Schienenachse ermittelt werden, die auch eine Ursachenermittlung bei komplexen Problemen, beispielsweise im Zusammenspiel mit Belastungen der Schiene und der Schienenlagerung, erlaubt. The system according to the invention is provided and determines the kinematic rail measurement with a total station and a mobile on the crane track measuring carriage. The measuring trolley is equipped with a reflector unit cooperating with the tachymeter. The reflector unit is equipped with at least one, preferably two axes with an adjustable reflector and with a controller for aligning the reflector. According to the invention the measuring carriage is also equipped with a scanner unit which is directed to the rail. The scanner unit can detect the rail and its wear. Likewise, the scanner unit also allows the rail attachment to be detected and evaluated in a judgment. The data of the laser unit together with the tachymetrically recorded data allow a highly accurate measurement of the Rails including a reliable assessment of wear on the rail head. From the collected data, a theoretical rail axis can be determined, which also allows a cause determination in complex problems, for example in conjunction with loads on the rail and the rail support.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Scannereinheit mindestens einen Triangulationsscanner auf, der einen Abstand misst. Die Abstandsmessung des Triangulationsscanners kann bevorzugt entlang einer quer zur Schiene verlaufenden Messachse erfolgen. Die Abstandswerte entlang dieser Messachse geben ein relatives Höhenprofil der Schiene im Verhältnis zu dem Messwagen an. Mehrere Höhenprofile hintereinander erlauben eine Beurteilung der Abnutzung am Schienenkopf entlang der Fahrtrichtung des Messwagens. In a preferred embodiment, the scanner unit has at least one triangulation scanner, which measures a distance. The distance measurement of the triangulation scanner can preferably take place along a measuring axis extending transversely to the rail. The distance values along this measuring axis indicate a relative height profile of the rail in relation to the measuring carriage. Several height profiles in a row allow an assessment of the wear on the rail head along the direction of travel of the measuring truck.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Scannereinheit mindestens zwei Triangulationsscanner auf, die aus unterschiedlichen Richtungen einen Abstand zur Kranbahn messen. Hierdurch ist es insbesondere auch möglich, den Schienenkopf in einer teilweise seitlichen Sicht an seinem Rand zu erfassen. In a preferred embodiment, the scanner unit has at least two triangulation scanners which measure a distance from the crane runway from different directions. This makes it possible in particular to detect the rail head in a partially lateral view at its edge.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Messwagen eine Halterung für die Lasereinheit auf, die in oder entgegen der Fahrtrichtung über den Wagen und seine Begrenzung übersteht. Auf diese Weise gewinnt die Lasereinheit einen Blick auf die Schiene und den Schienenkopf von oben, was insbesondere die Bildung eines Profilbildes der Schiene und eine Beurteilung der Schienenbefestigung erleichtert. In a preferred embodiment, the measuring carriage has a holder for the laser unit, which projects beyond the carriage and its boundary in or against the direction of travel. In this way, the laser unit gains a view of the rail and the rail head from above, which in particular facilitates the formation of a profile image of the rail and an assessment of rail fastening.

Um mehr Daten sammeln zu können, ist die Lasereinheit oder sind Teile der Lasereinheit entlang der Halterung quer zur Fahrtrichtung des Messwagens verfahrbar. Indem die Lasereinheit in unterschiedlichsten Querpositionen an der Halterung arbeiten und Abstandsdaten erfassen kann, entsteht ein lückenloses Bild des Schienenprofils und der Befestigung der Schienen. In order to collect more data, the laser unit or parts of the laser unit can be moved along the holder transversely to the direction of travel of the measuring carriage. By the laser unit in different transverse positions at the Working bracket and can capture distance data, creates a complete picture of the rail profile and the attachment of the rails.

Bevorzugt ist die Halterung mit einem Ultraschallsensor ausgestattet, der vorausliegende Hindernisse erkennt. Insbesondere bei einem selbstfahrenden Messwagen kann die Hinderniserkennung dazu genutzt werden, um einen Fahrantrieb auszuschalten und den Messwagen rechtzeitig vor dem Hindernis zu stoppen. Preferably, the holder is equipped with an ultrasonic sensor that detects obstacles ahead. In particular, in a self-propelled measuring the obstacle detection can be used to turn off a drive and stop the measuring car in time before the obstacle.

Der motorische Antrieb des Messwagens erfolgt bevorzugt über ein oder zwei angetriebene Rollen, mit denen der Messwagen auf der Schiene verfahrbar ist. Ebenfalls können ein oder mehrere Magnete vorgesehen sein, die den Messwagen gegen die Wirkung der Schwerkraft an der Schiene halten können, beispielsweise auch für eine Über-Kopf-Fahrt. The motor drive of the measuring carriage is preferably carried out via one or two driven rollers, with which the measuring carriage can be moved on the rail. Also, one or more magnets may be provided which can hold the measuring carriage against the effect of gravity on the rail, for example, for an overhead drive.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Messwagen mit mindestens einem Paar von Schwenkarmen ausgestattet, die an ihrem freien Ende Führungsmittel tragen, die unter Vorspannung seitlich an der Schiene anliegen. Die Schwenkarme liegen bevorzugt an einander gegenüberliegenden Seiten an der Schiene und insbesondere im Bereich des Schienenkopfes an. In a preferred embodiment, the measuring carriage is equipped with at least one pair of pivoting arms, which carry at their free end guide means which bear against the rail laterally biased. The pivot arms are preferably on opposite sides of the rail and in particular in the region of the rail head.

Um die Vorspannung für die Schwenkarme zu erzeugen, kann beispielsweise ein Spindelantrieb vorgesehen sein. Über den Spindelantrieb werden die Schwenkarme symmetrisch an die Schiene geschwenkt und halten den Messwagen somit auf der Schiene. To generate the bias for the pivot arms, for example, a spindle drive can be provided. About the spindle drive, the pivot arms are symmetrically pivoted to the rail and thus hold the measuring carriage on the rail.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der Messwagen mit einem Neigungs sensor ausgestattet. Insbesondere für die Auswertung der mit der Scannereinheit erfassten Abstandswerte hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn Neigungswerte zu einer Neigung des Messwagens mit erfasst sind. Hierdurch ändert sich der Winkel, unter dem der Abstand zu der Schiene und ihrer Befestigung erfasst wird. Die Abstandsänderung kann mit Hilfe von Neigungswerten zuverlässig aus den Daten eliminiert werden. In a particularly preferred embodiment, the measuring carriage is equipped with a tilt sensor. Especially for the evaluation of the with Scanning unit detected distance values, it has been found to be particularly advantageous if inclination values are included to a tilt of the trolley. This changes the angle at which the distance to the rail and its attachment is detected. The change in distance can be reliably eliminated from the data using slope values.

In einer bevorzugten Ausgestaltung werden die von der Lasereinheit erfassten Abstandswerte per Funk an eine übergeordnete Auswerteeinheit gesendet. In der übergeordneten Einheit können dann die einzelnen Abstandsprofile verarbeitet und zu einer Gesamtbetrachtung zusammengesetzt werden. Bevorzugt werden hierbei auch die mit dem Tachymeter aufgenommenen Höhenwerte des Wagens mit verarbeitet, so dass eine Verarbeitung der Abstandswerte nicht nur in dem lokalen Koordinatensystem des Messwagens, sondern mit Hilfe der Tachymeterdaten auch in einem absoluten Koordinatensystem erfolgen kann. In a preferred embodiment, the distance values detected by the laser unit are transmitted by radio to a higher-level evaluation unit. In the higher-level unit, the individual distance profiles can then be processed and assembled into an overall view. In this case, the height values of the carriage recorded with the tachymeter are preferably also processed, so that the distance values can be processed not only in the local coordinate system of the measuring carriage but also in an absolute coordinate system with the aid of the tachymeter data.

Eine bevorzugte Ausgestaltung des Systems sowie des Messwagens wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen: A preferred embodiment of the system and the measuring carriage will be described with reference to an embodiment. Show it:

Fig. 1 einen auf eine Schiene aufgesetzten Messwagen in einer Ansicht von der Fig. 1 is a mounted on a rail measuring carriage in a view of the

Seite, Page,

Fig. 2 den Messwagen aus Fig. 1 in einer Ansicht von oben, Fig. 3 den Messwagen aus Fig. 1 in einer Ansicht von vorne, 2 shows the measuring carriage from FIG. 1 in a view from above, FIG. 3 shows the measuring carriage from FIG. 1 in a view from the front,

Fig. 4 den Messwagen aus Fig. 1 in einer Ansicht von hinten, Fig. 5 den Messwagen aus Fig. 1 in einer Ansicht von unten, ohne Scaneinheit, und 4 shows the measuring carriage of FIG. 1 in a view from behind, Fig. 5 the measuring carriage of FIG. 1 in a view from below, without scanning unit, and

Fig. 6 das System mit einem Tachymeter bei einem aufgesetzten Kran zur Fig. 6 shows the system with a total station in an attached crane to

Vermessung. Measurement.

Fig. 1 zeigt einen Messwagen 10 in einer Ansicht von der Seite. Der Messwagen 10 besitzt ein Fahrgestell 12, das vorne und hinten jeweils mit einer angetriebenen Laufrolle 14, 16 ausgestattet ist. Zur seitlichen Führung sind Schwenkarme 18 bis 24 vorgesehen. Die Schwenkarme halten an ihrem jeweils freien Ende Führungselemente in Form von Führungsrollen 26, die seitlich an dem zu vermessenden Schienenkopf 28 anliegen. Auf dem Fahrgestell 12 ist an einem Ende eine Halterung 30 vorgesehen. Die Halterung 30 erstreckt sich unter einem spitzen Winkel von der zu vermessenden Kranbahnschiene 32 fort. Am Ende der Halterung ist eine Triangulationslasereinheit 34 angebracht. Wie in Fig. 2 zu erkennen, ist eine zweite Triangulationslasereinheit 36 vorgesehen. Beide Triangulationslasereinheiten 34, 36 sind seitlich oberhalb der Schiene 32 angeordnet und blicken auf diese. Am Ende der Halterung 30 ist eine Querschiene 38 vorgesehen, an der die Triangulationslasereinheiten 34, 36 angeordnet sind. Je nach Ausgestaltung ist es auch möglich, die Triangulationseinheiten 34, 36 automatisch an der Querschiene 38 zu verfahren. Fig. 1 shows a measuring carriage 10 in a view from the side. The measuring carriage 10 has a chassis 12, the front and rear each with a driven roller 14, 16 is equipped. For lateral guidance pivot arms 18 to 24 are provided. The pivot arms hold at their respective free end guide elements in the form of guide rollers 26 which rest laterally against the rail head 28 to be measured. On the chassis 12, a holder 30 is provided at one end. The bracket 30 extends at an acute angle away from the crane track rail 32 to be measured. At the end of the holder, a triangulation laser unit 34 is attached. As can be seen in FIG. 2, a second triangulation laser unit 36 is provided. Both triangulation laser units 34, 36 are arranged laterally above the rail 32 and look at them. At the end of the holder 30, a transverse rail 38 is provided, on which the triangulation laser units 34, 36 are arranged. Depending on the configuration, it is also possible for the triangulation units 34, 36 to automatically move on the transverse rail 38.

Wie in Fig. 1 angedeutet, sind magnetische Aufnahmen 40 vorgesehen, mit deren Hilfe beispielsweise über anzubringende Prismen das Koordinatensystem des Wagens bestimmt und später kontrolliert werden kann. As indicated in Fig. 1, magnetic receptacles 40 are provided, by means of which, for example, about the prisms to be attached determines the coordinate system of the car and can be controlled later.

Eine mit dem Tachymeter zusammenwirkende Reflektoreinheit 42 ist an dem der Halterung 30 gegenüberliegenden Ende des Fahrgestells angeordnet. Die Reflektoreinheit 42 besitzt ein in zwei Achsen sich zum Vermessungsgerät selbst ausrichtendes Prisma. Auf diese Weise kann über ein Tachymeter die Position des Messwagens bestimmt werden. A cooperating with the tachymeter reflector unit 42 is disposed at the opposite end of the holder 30 of the chassis. The Reflector unit 42 has a in two axes to the surveying device self-aligning prism. In this way, the position of the measuring carriage can be determined via a tachymeter.

Das vorstehend beschriebene Messsystem ist in seinem Einsatz nicht nur auf die Vermessung von verlegten Schienen beschränkt, sondern kann beispielsweise auch mobil zum Vermessen von nicht verlegten Schienen und Profilen eingesetzt werden. The measuring system described above is limited in its use not only to the measurement of laid rails, but can also be used, for example, mobile for measuring non-installed rails and profiles.

In Fig. 2 ist zusätzlich ein Switch 44 zu erkennen, unter dem eine Recheneinheit und eine Festplatte als lokaler Datenspeicher angeordnet sind. Die elektrische Versorgung erfolgt über eine zentral angeordnete Batterie 46. Der Neigungsmesser 48 ist als ein zweiachsiges Inklinometer ausgebildet und nahe der Batterie 46 angeordnet. Bei der Auswertung der Daten des Neigungsmessers ist zu berücksichtigen, dass Anfahr- und Bremsvorgänge die Daten ebenso wie Ein- und Aus Schwingvorgänge die Messdaten beeinflussen können. Zur Kompensation solcher Einflüsse kann ein Inertialsensor eingesetzt werden. FIG. 2 additionally shows a switch 44, under which a computing unit and a hard disk are arranged as a local data memory. The electrical supply takes place via a centrally arranged battery 46. The inclinometer 48 is designed as a biaxial inclinometer and is arranged near the battery 46. When evaluating the data of the inclinometer, it must be taken into account that start-up and braking processes can influence the data as well as on and off vibration processes the measured data. To compensate for such influences, an inertial sensor can be used.

Der Messwagen ist zudem mit einem Besen 50 ausgestattet, der sich in der Höhe automatisch anpasst und zum Reinigen der Schienenoberfläche, insbesondere der Schienenkopfoberseite 28, abgesenkt wird. Alternativ ist es auch möglich, den Messwagen 10 nicht mit einem eigenen Antrieb auszustatten, sondern beispielsweise von dem Kran ziehen zu lassen. The measuring carriage is also equipped with a broom 50, which automatically adjusts in height and for cleaning the rail surface, in particular the rail head top 28 is lowered. Alternatively, it is also possible not to equip the measuring carriage 10 with its own drive, but to let it be pulled by the crane, for example.

Fig. 3 zeigt eine Ansicht auf den Messwagen von vorne. Die Triangulationseinheiten 34, 36 sind auf den Schienenkopf 28 gerichtet. Um die von den Triangulationseinheiten 34, 36 erfassten Abstandswerte umrechnen zu können, ist ein Kalibrierkörper 52 in dem Messfeld der Triangulationseinheiten vorgesehen. Der Kalibrierkörper 52 wird in einer genau vorbestimmten Position an dem Messwagen angeordnet und von den an der Halterung 30 bzw. der Querschiene 38 angeordneten Triangulationseinheiten 34, 36 vermessen. Auf diese Weise können die Triangulationseinheiten 34, 36 kalibriert und die ermittelten Abstandswerte der Triangulationseinheiten in das Fahrzeugkoordinatensystem umgerechnet werden. Fig. 3 shows a view of the measuring carriage from the front. The triangulation units 34, 36 are directed to the rail head 28. In order to be able to convert the distance values recorded by the triangulation units 34, 36, a calibration body 52 is provided in the measuring field of the triangulation units. The calibration body 52 is in a precisely predetermined position on the measuring carriage arranged and measured by the on the holder 30 and the cross rail 38 arranged triangulation 34, 36. In this way, the triangulation units 34, 36 can be calibrated and the determined distance values of the triangulation units can be converted into the vehicle coordinate system.

Zudem sind in Fig. 3 zwei Kameras 54 vorgesehen, die auf den Schienenkopf ausgerichtet sind. Neben dem Beispiel mit zwei Kameras 54 kann auch mit einer Kamera gearbeitet werden. Mit Hilfe der Kamera wird die Oberfläche auf dem Schienenkopf erfasst, was im Wege einer optischen Auswertung beispielsweise die Erkennung von Rissen im Schienenkopf gestattet. In addition, two cameras 54 are provided in Fig. 3, which are aligned with the rail head. In addition to the example with two cameras 54 can also be used with a camera. With the help of the camera, the surface is detected on the rail head, which allows, for example, the detection of cracks in the rail head by means of an optical evaluation.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ansicht von hinten sind die beiden Antennen 56 zu erkennen, über die die in dem Messwagen gesammelten Daten an eine übergeordnete Einheit gesendet werden. In the view shown in Fig. 4 from the rear, the two antennas 56 can be seen, via which the data collected in the measuring carriage are sent to a higher-level unit.

Fig. 5 zeigt die Ansicht von unten, wobei hier zwei Magnete 58 nahe den Laufrollen erkennbar sind. Die Magnete 58 dienen dazu, den Messwagen über Kopf an einer Profilschiene fahren zu lassen. Fig. 5 shows the view from below, in which case two magnets 58 are visible near the rollers. The magnets 58 are used to drive the measuring carriage overhead on a rail.

Der Gesamtzusammenhang für das System zur kinematischen Kranbahnvermessung ist in Fig. 6 dargestellt. Ein auf einem Dreibein stehendes Tachymeter 60 bestimmt die Relativposition von Reflektoren 62 eines auf zwei Kranbahnschienen 32 verfahrbaren Krans 64. Zur Vermessung der Kranbahnschienen 32 wird der Messwagen 10 auf eine der Kranbahnschienen 32 gesetzt und über das Tachymeter vermessen. Dieser Messvorgang kann mit aufgesetztem Kran 64 und ohne aufgesetzten Kran 64 durchgeführt werden. Die vom Tachymeter gesammelten Daten werden entweder leitungs gebunden 66 an eine Verarbeitungseinheit 68 weitergeleitet oder über eine Datennetzverbindung 70 über das Internet an verschiedene Auswerteeinheiten 72, 74 verteilt. Über einen Datenspeicher 76 können die aufgezeichneten Daten gespeichert werden. Bei der Verwendung des Messwagens 10 werden zusätzlich über die Funkantennen 52 die gewonnenen Abstandsdaten der Triangulationseinheiten der Kamera 54 und des Neigungs sensors 48 über eine Funkverbindung an einen Auswerterechner 68 weitergeleitet. Auch die von den Kameras 54 aufgezeichneten Daten können per Funk übertragen werden. Hier können die Daten mit den tachymetrisch gewonnenen Daten verknüpft werden, um ein Gesamtbild zu gewinnen. Hierbei ist eine Echtzeitauswertung des fahrenden Messwagens möglich. Die dabei gewonnenen wesentlichen Kenngrößen sind die Überprüfung der Schienengeometrie im belasteten und im unbelasteten Zustand, eine Echtzeitauswertung, z. B. für die Inbetriebnahme und Instandsetzung, die Unabhängigkeit von Schwingungen/Vibrationen während des Betriebs der auf den Schienen betriebenen Messsysteme und geometrische und visuelle Zustandserfassung der Schienen und Schienenbefestigungen. Mit Hilfe der Schwenkarme 18 bis 24 ist es möglich, ein großes Spektrum von Fahrprofilbreiten abzudecken. The overall context for the kinematic crane track measurement system is shown in FIG. A tachymeter 60 standing on a tripod determines the relative position of reflectors 62 of a crane 64 movable on two crane track rails 32. For measuring the crane track rails 32, the measuring carriage 10 is placed on one of the crane track rails 32 and measured over the tachymeter. This measuring process can be carried out with the crane 64 attached and without the crane 64 attached. The data collected by the tachymeter are either wired 66 forwarded to a processing unit 68 or distributed over a data network connection 70 via the Internet to various evaluation units 72, 74. Via a data memory 76, the recorded data can be stored. When using the measuring carriage 10, the distance data obtained by the triangulation units of the camera 54 and the inclination sensor 48 are additionally transmitted via the radio antennas 52 via a radio link to an evaluation computer 68. The data recorded by the cameras 54 can also be transmitted by radio. Here, the data can be linked to the data obtained with the help of the tacheometry in order to obtain an overall picture. Here, a real-time evaluation of the moving measuring car is possible. The key parameters obtained are the inspection of the rail geometry in loaded and unloaded condition, a real-time evaluation, for. For example, for commissioning and repair, the independence of vibration / vibration during operation of the rail-operated measuring systems and geometric and visual condition detection of rails and rail fasteners. With the help of the pivot arms 18 to 24, it is possible to cover a wide range of driving profile widths.

Durch die Verwendung der Scannereinheit ist es möglich, bei Entfernungen bis zu ca. 100 m zum Lasertracker die theoretische und praktische Lage der Schiene in einem übergeordneten System mit einer Messunsicherheit von weniger als 0,5 mm zu bestimmen. Die Abtastung kann hierbei mit einer Frequenz von 1000 Hz erfolgen. Ebenso kann die theoretische und praktische Höhe der Schiene mit dieser Messungenauigkeit bestimmt werden. Die theoretische und praktische Lage und Höhe benachbarter Schienen zueinander können mit einer Messunsicherheit von weniger als 1 mm bestimmt werden. Die Längs- und Querneigung des Schienenkopfes kann mit einer Messunsicherheit von weniger als 1 mm bzw. 0,01°. Ausfahrungen und Ausbrüche können mit einer Messunsicherheit von weniger als 0,5 mm bis 0,2 mm festgestellt werden, ebenso wie die Abnutzung, Auswalzung und Gratbildung am Schienenkopf. Längs- und Querrisse des Schienenkopfes können erkannt werden, ebenso wie der Zustand der Schienenbefestigung und der Abstand der Schienenkopfkante von der Fahrbahnoberkante. By using the scanner unit, it is possible to determine the theoretical and practical position of the rail in a higher-level system with a measurement uncertainty of less than 0.5 mm at distances of up to approx. 100 m to the laser tracker. The sampling can be done with a frequency of 1000 Hz. Likewise, the theoretical and practical height of the rail can be determined with this inaccuracy of measurement. The theoretical and practical position and height of adjacent rails to each other can be determined with a measurement uncertainty of less than 1 mm. The longitudinal and transverse inclination of the rail head can with a measurement uncertainty of less than 1 mm or 0.01 °. Extensions and eruptions can be detected with a measurement uncertainty of less than 0.5 mm to 0.2 mm, as well as the wear, rolling and burring on the rail head. Longitudinal and transverse cracks of the rail head can be detected, as well as the condition of the rail fastening and the distance of the rail head edge from the upper edge of the roadway.

Die hohe Genauigkeit der Schienengeometrie ist z. B. für Kranbahnen der Klasse 1 und Trägersysteme für Roboter dringend notwendig. The high accuracy of the rail geometry is z. As for crane runways of class 1 and carrier systems for robots urgently needed.

Die Erfindung wurde mit ihrem Ausführungsbeispiel für eine Kranbahnschiene erläutert. Die Erfindung kann jedoch für beliebige Schienen und auch Profilschienen bei Robotersystemen eingesetzt werden. The invention has been explained with its embodiment of a crane track rail. However, the invention can be used for any rails and rails in robot systems.

Bezugszeichenliste Mess wagen List of reference measurement carriages

Fahrgestell chassis

angetriebene Laufrolle driven roller

Schwenkarm swivel arm

Führungsrolle leadership

Schienenkopf railhead

Halterung bracket

Kranbahnschiene Crane rail

Triangulationseinheit triangulation

Quer schiene Cross rail

magnetische Aufnahme magnetic recording

Reflektoreinheit reflector unit

Switch Switch

Batterie battery

Inklinometer inclinometer

Besen broom

Kalibrierkörper calibration

Kamera camera

Antennen antennas

Magnete Tachymeter magnets tachymeter

Reflektor reflector

Kran crane

Leitung management

Verarbeitungseinheit / Auswerterechner Datennetzverbindung Processing unit / evaluation computer Data network connection

Auswerteeinheit evaluation

Datenspeicher data storage

Claims

claims

1. A system for kinematic rail measurement with a total station and a movable on the rail measuring carriage, which has at least one cooperating with the tachometer reflector unit having an at least one axis adjustable reflector and a controller for aligning the reflector, characterized in that the measuring carriage a scanner unit which is directed to the rail.

2. System according to claim 1, characterized in that the scanner unit has at least one a distance measuring triangulation scanner.

3. System according to claim 1 or 2, characterized in that the scanner unit has at least two triangulation scanners, which measure a distance from the rail from different directions.

4. System according to one of claims 1 to 3, characterized in that the measuring carriage has a holder for the laser unit, which protrudes in or against the direction of travel over the measuring carriage.

5. System according to claim 4, characterized in that the laser unit or parts of the laser unit can be moved along the holder transversely to the direction of travel of the measuring carriage.

6. System according to claim 4 or 5, characterized in that on the holder, an ultrasonic sensor is provided, which detects obstacles ahead.

7. System according to one of claims 1 to 6, characterized in that the distance values detected by the laser unit are transmitted by radio to a higher-level unit.

8. System according to one of claims 1 to 7, characterized in that the measuring carriage has one or two driven rollers, with which the measuring carriage is movable on the rail.

9. System according to one of claims 1 to 8, characterized in that the measuring carriage has one or more magnets which can hold the measuring carriage against gravity on the rail.

10. System according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the measuring carriage has at least one pair of pivoting arms which carry at its free end guide means which bear against the rail laterally biased.

11. System according to claim 10, characterized in that the bias for the pivot arms is generated by a spindle drive.

12. System according to one of claims 1 to 11, characterized in that the measuring carriage has a tilt sensor.