Kollege Maschine

Thomas Wagener ist gelernter Straßenbauer und asphaltiert bei STRABAG seit 22 Jahren Straßen in ganz Deutschland. Als Polier begleitet er den Einbau direkt an der Bohle, prüft die Einbaubreite und Schichtdicke, überwacht das Mischgut und begibt sich dabei ständig in den Risikobereich zwischen Fertiger und Fahrbahn. „Wenn Autos mit bis zu 100 km/h nur wenige Meter an uns vorbeifahren, hat man schon ein mulmiges Gefühl“, erzählt Wagener. Künftig soll ihn die Maschine unterstützen, die Prozesse autonom kontrollieren und steuern. Straßenbauer wie Wagener werden dann als Prozesscontroller vom klimatisierten und sicheren Fahrerhaus aus die Arbeit des Kollegen Maschine überwachen.

Aus Fehlern lernen

In den Feldversuch werden bewusst „Fehler“ eingebaut, auch daraus lernt die Maschine, zum Beispiel beim Erkennen der richtigen Temperatur, wie Alfons Horn, Entwicklungsvorstand der auf mobile Automationslösungen spezialisierten MOBA AG, erklärt: „Ist eine Transportmulde zu spät da und das Mischgut kühlt ab, verhalten sich die Bohle und das gesamte System auch anders.“ Im Versuch senken die Techniker die Mischtemperatur bis auf einen Wert, bei dem sich der Asphalt nicht mehr auftragen lässt. „ Mit diesen Testdaten werden später die Regelkreise optimiert, Einstellungen festgelegt und das autonome Verhalten des Fertigers weiter verbessert“, so Horn.

Die Sensorik am Fertiger stammt größtenteils von den Projektpartnern wie MOBA. Sie erfasst u. a. die Einbaubreite und Schichtdicke, auch hier muss die Maschine Details erkennen können. Etwa das Verhalten beim Anhalten und Anfahren, um sogenannte Anfahrbuckel zu vermeiden. Das ist wichtig, um eine ebene Straße zu erhalten.

Ziel des Forschungsprojekts ist die Automatisierung des Asphalteinbaus zur Entlastung des Einbaupersonals durch die Vernetzung autonom arbeitender Straßenbaumaschinen. Ein 3D-Modell mit dem Soll-Wert der zu bauenden Straße bildet den Ausgangspunkt. Während des Bauprozesses erfassen Sensoren an den Maschinen den aktuellen Belagszustand und ermitteln die Positionen von Fräsen oder Walzen. In einem Informationssystem laufen diese Daten zusammen: Es regelt und steuert die arbeitenden Antriebe so, dass keine Abweichungen mehr zwischen dem 3D-Sollwertmodell der Straße sowie den gemessenen Ist-Positionen von Fräswalze, Einbaubohle und Walzbandage bestehen. Der Einsatz dieser technischen Systeme gewährleistet während des Einbaus auch die Qualitätssicherung.

Vernetzung des Gesamtprozesses

Seilzugsensoren sind an der Einbaubohle befestigt und bewegen sich beim Ausfahren der Bohle mit. Auf diese Weise messen sie die Schichtbreite des Belags.

Ultraschallsensoren kommen an der Seite des Fertigers zum Einsatz und ermitteln die Schichtdicke. 

Infrarotsensoren messen die Temperaturen des Asphalts.

Lidarsensoren bestimmen mittels Lasertechnologie die Abstände zwischen den Maschinen.