Pro-Kran-Assist: Assistenz für eine sichere Lastaufnahme

© Corus Staal B.V. (2006)
Chargierkran.

Prozesskrane sind maßgeschneiderte Hebezeuge für Unternehmen der Stahl- und Prozessindustrie. Besondere Gefährdungen ergeben sich bei ihrem Einsatz durch sehr hohe Lasten und den Transport von feuerflüssigen Massen. So führen Fehler bei der Aufnahme einer 350 Tonnen schweren Gießpfanne mit flüssigem Stahl zu extremen Gefahrensituationen für Mensch und Technik.

Aufgrund eingeschränkter Sicht oder Rauchentwicklung ist es für den Kranführer oft schwierig, die tonnenschwere Gefahrgutlast sicher an den Kranhaken anzuhängen. Verfügbare Assistenzsysteme auf Basis von Piezosensoren, induktiven Elementen und Winkelmesseinheiten sind häufig kabelgebunden und daher insbesondere im Heißbetrieb oder bei Flammeneinwirkung nur eingeschränkt nutzbar.

Unsere Lösung: Das Assistenzsystem Pro-Kran-Assist

Pro-Kran-Assist erfasst mit leistungsfähigen 3D-LiDAR-Sensoren berührungslos den Arbeitsbereich eines Prozesskrans aus großer Entfernung und liefert eindeutige Assistenzinformationen für den Lastaufnahme- bzw. Lastabsetzvorgang. Das System wurde in enger Zusammenarbeit mit der Kranbau Köthen GmbH zur Serienreife entwickelt.

Auf Basis von mehr als einer Million 3D-Messpunkten pro Sekunde werden insbesondere die Bewegungen des Lastaufnahmesystems, bestehend aus Traverse und Kranhaken, sowie die Position der Last in Echtzeit analysiert. Der ermittelte Systemzustand wird in einem digitalen Zwilling abgebildet und dem Kranführer visualisiert.

Datenschutz und Datenverarbeitung

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Mehr Sicherheit für Kranführer:innen: Tonnenschwere Lasten, schlechte Sicht und höchste Verantwortung – der Transport von flüssigem Stahl ist eine der anspruchsvollsten Aufgaben in Stahlwerken. Mit dem Assistenzsystem »Pro-Kran-Assist« unterstützt das Fraunhofer IFF gemeinsam mit Kranbau Köthen Kranführende durch 3D-Sensorik und intelligente Softwarealgorithmen. Das System analysiert die Lastaufnahme, erkennt Abweichungen und visualisiert diese direkt am Bedienpanel – für mehr Sicherheit, Effizienz und Entlastung im Arbeitsalltag.

© Fraunhofer IFF
Aus 3D-LiDAR-Sensoren fusionierte Punktwolke eines Kranarbeitsbereichs in Echtzeit.
© Fraunhofer IFF
Der Digitale Zwilling mit dem 3D-Modell des Lastaufnahmesystems.

Primär wird das mechanische Bewegungsgleichgewicht der Lastaufnahme bewertet, weil sich daraus gefährliche Situationen bereits in der Entstehung eindeutig ableiten lassen. Durch die zusätzliche Beobachtung der Lastaufhängungen beispielweise an der Gießpfanne wird der Formschluss komplementär geprüft.

Mit Pro-Kran-Assist werden die Arbeitsverhältnisse für die Beschäftigten wesentlich verbessert, Gefahren minimiert sowie Umschlagprozesse beschleunigt. Die eindeutige Visualisierung der aktuellen Lage von Lastaufhängung und Kranhaken sowie die farbige Hervorhebung kritischer Situationen ermöglichen ein sicheres Aufnehmen und Absetzen der Last. Der Kranführer kann damit selbst unter komplexen und unübersichtlichen Bedingungen sicher navigieren.

Primärer Markt sind Betreiber und Hersteller von Krananlagen in der stahl- und metallerzeugenden Industrie für den Umgang mit feuerflüssigen Massen. Die Ergebnisse sind auf andere Stückgut-Krananlagen übertragbar. Das System funktioniert absolut autark und greift nicht in die Steuerung des Krans ein. Pro-Kran-Assist ist unter rauen Hüttenwerksbedingungen monatelang getestet worden und hat sich hervorragend bewährt.

Vorteile des Pro-Kran-Assist-Systems

  • Erhöhte Sicherheit: Die Echtzeit-Visualisierung des Arbeitsbereichs und der Lasten verringert das Unfallrisiko erheblich und schützt Personal sowie Material.
  • Verbesserte Effizienz: Schnellere und genauere Lastenhandhabung führt zu effizienteren Arbeitsabläufen.
  • Benutzerfreundlichkeit: Die intuitive Darstellung der Daten erleichtert die Navigation und das Handling auch in komplexen Situationen.
  • Flexibilität: Das System ist vielseitig einsetzbar und bietet besonders in der Stahlindustrie entscheidende Vorteile.

Einsatz im Stahlwerk

Nach einer Pilotphase in einem Stahlwerk der GMH-Gruppe ist Pro-Kran-Assist nun in mehreren Stahlwerken unterschiedlicher Unternehmen im Regelbetrieb.

 

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Nutzerinterface des Assistenzsystems Pro-Kran-Assist für den Kranführer.

Projektinfo

Projekttitel

»PRO-KRAN-ASSIST«

Entwicklungs- und Kooperationspartner

  • Kranbau Köthen GmbH

Projektförderung

Die Technologieentwicklung wurde im Rahmen des Forschungsprojekts PRO-KRAN-ASSIST (Projektlaufzeit 11.2021 bis 12.2022) vom Land Sachsen-Anhalt und aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert.