Kontrola nachylenia koparki, która może sterować zaworami hydraulicznymi maszyny, została rozpowszechniona we wszystkich markach, aby zautomatyzować funkcje, zmniejszając wymagania operatorów i ułatwiając osiągnięcie pożądanych wyników
Wiele funkcji najnowszej generacji koparek umożliwia półautomatyczną obsługę krytycznych funkcji.Zwiększa to wydajność i produktywność operatora.
„Kontrola nachylenia szybko wkracza do branży budowlanej jak huragan”, mówi Adam Woods, kierownik ds. innowacji i integracji technologii w LBX.„Link-Belt zdaje sobie z tego sprawę i opracował zintegrowane rozwiązanie do profilowania oparte na Trimble Earthworks, zwane Link-Belt Precision Grade.System działa zgodnie i jest płynnie zintegrowany z naszym autorskim układem hydraulicznym, zwanym Spool Stroke Control.
„Link-Belt Precision Grade został opracowany i wprowadzony do wielu celów, ale jednym z nich było ograniczenie nadciągającej luki pracowniczej” — kontynuuje.„Wraz z odchodzeniem na emeryturę większej liczby doświadczonych operatorów, branża odnotuje wzrost liczby młodszego pokolenia, które zajmie te stanowiska”.Wraz z tym pojawia się potrzeba kształcenia, szkolenia i uczenia się.W tym momencie pojawia się zintegrowane rozwiązanie do gradacji.„Przyjmując nowych operatorów i doprowadzając ich do poziomu produktywności doświadczonych operatorów w ciągu kilku godzin i/lub dni, Link-Belt Precision Grade ma na celu skrócenie krzywej uczenia się, aby klienci byli jak najszybciej produktywni i wydajni”.
Zautomatyzowane funkcje są doskonałym narzędziem dla nowszych lub mniej wykwalifikowanych operatorów.„Pomaga im utrzymać poziom, pomagając im, gdy wiadro osiągnie poziom, i [pozwala im to poczuć” — mówi Ryan Neal, specjalista ds. rynku w firmie Caterpillar.„A dla wykwalifikowanych operatorów jest to kolejne narzędzie w ich pasie.Jeśli już rozumieją odczytywanie słupków nachylenia i wyczuwają głębokość i nachylenie, to tylko zwiększy ich dokładność przez dłuższy czas i pomoże w zmęczeniu psychicznym operatora”.
Dokładność wspomagania automatyzacji
Standardowy układ Cat Grade z funkcją Assist automatyzuje ruchy wysięgnika, ramienia i łyżki, zapewniając dokładniejsze cięcie przy mniejszym wysiłku.Operator po prostu ustawia głębokość i nachylenie na monitorze i uruchamia kopanie jedną dźwignią.
„Oferujemy naszą Cat Grade z Assist w większości naszych linii, od 313 do 352 w standardzie”, mówi Neal.„Umożliwia operatorowi utrzymywanie nachylenia i zapewnia mu dokładniejsze i mniej zmęczenie psychiczne kopaniem na wzniesieniu przez cały dzień.Mamy standardowe rozwiązanie 2D dla tych, którzy chcą zachować określoną głębokość, a także rozwiązanie 3D z fabryki lub od dealera SITECH.
Firma John Deere uprościła obsługę dzięki technologii SmartGrade.„Wyposażyliśmy 210G LC, 350G LC i 470G LC w SmartGrade, aby zapewnić operatorom na poziomie podstawowym możliwość szybkiego i pewnego osiągania stopni” — mówi Justin Steger, kierownik ds. marketingu rozwiązań, ds. rozwoju terenu i metra.„Dzięki sterowaniu wysięgnikiem i łyżką ta półautomatyczna technologia pozwala operatorowi skoncentrować się na funkcji ramienia, co skutkuje mniejszą liczbą okresowych kontroli nachylenia za każdym razem.Technologia SmartGrade sprawi, że początkujący operatorzy będą dobrzy, a dobrzy – świetni”.
Inteligentna koparka Komatsu Machine Control (iMC) pozwala operatorowi skupić się na efektywnym przemieszczaniu materiału, jednocześnie półautomatycznie śledząc docelową powierzchnię i ograniczając przekopy.„Począwszy od naszego PC210 LCi-11, wprowadziliśmy iMC 2.0” — mówi Andrew Earing, kierownik produktu ds. urządzeń gąsienicowych.„Dzięki iMC 2.0 będziemy oferować kontrolę trzymania łyżki, a także opcjonalną kontrolę automatycznego przechylania łyżki, dwie podstawowe funkcje, które pomogą w ogólnej produktywności i wydajności w miejscu pracy”.
Utrzymywanie kąta łyżki i opcjonalne sterowanie Auto-Tilt to nowsze funkcje koparek Komatsu iMC.Funkcja Trzymania kąta łyżki umożliwia operatorowi ustawienie żądanego kąta łyżki, a system automatycznie utrzymuje ten kąt przez cały przejazd równania.Funkcja Auto-Tilt automatycznie przechyla łyżkę do projektowanej powierzchni i przywraca ją do pozycji poziomej w celu wyładowania.
Automatyczna kontrola przechyłu zwiększa wydajność w miejscu pracy.„Nie musisz już przesuwać maszyny za każdym razem, gdy chcesz ukończyć wyrównywanie”, mówi Earing.„Teraz możesz to zrobić z jednego miejsca i nadal gradować powierzchnie z bardzo dużą precyzją”.
Automatyczne wspomaganie spadku ułatwia osiągnięcie spadku.Operator porusza ramieniem, a wysięgnik automatycznie dostosowuje wysokość łyżki, aby śledzić projektowaną powierzchnię docelową.Pozwala to operatorowi na wykonywanie zgrubnych operacji kopania bez martwienia się o projektowane powierzchnie i dokładne nachylenie za pomocą samej dźwigni ramienia.
Jako pierwszy krok w kierunku automatyzacji firma Case Construction wkroczyła na początku tego roku w dziedzinę fabrycznego sterowania maszyną, wprowadzając swoje koparki serii D.Możesz teraz zamówić i odebrać dostawę koparki Case z systemem kopania 2D lub 3D, który został już zainstalowany i przetestowany przez producenta OEM.
„To, co tutaj robimy, to dopasowywanie, instalacja i testowanie systemów 2D i 3D firmy Leica Geosystems z koparkami Case D Series aż do CX 350D”, mówi Nathaniel Waldschmidt, kierownik produktu ds. koparek.„To znacznie upraszcza proces akwizycji.
„Sterowanie maszynami może zmienić produktywność, wydajność i długoterminową rentowność koparek”, kontynuuje.„Wprowadzamy teraz dodatkowe sterowanie maszyną za pomocą koparek całkowicie „pod klucz”, umożliwiając wykonawcom korzystanie z tych korzyści w niezwykle płynnym kontakcie z ich certyfikowanym dealerem Case SiteControl”.
Wymierne ulepszenia produktywności
Testy przeprowadzone przez kilku głównych producentów koparek wykazały imponujący wzrost wydajności podczas wdrażania półautomatycznych funkcji kontroli nachylenia.
„W kontrolowanym teście nachylenia płaskiego zmierzyliśmy prędkość i dokładność dla początkującego i doświadczonego operatora w trybie ręcznym w porównaniu ze sterowaniem SmartGrade 3D [John Deere].Wyniki były takie, że SmartGrade sprawił, że początkujący operator był o 90% dokładniejszy i o 34% szybszy.Dzięki temu doświadczony operator był o 58% dokładniejszy io 10% szybszy” — mówi Steger.
Badania produktywności i efektywności pokazują korzyści, które trudno zignorować.„Kiedy robiliśmy studia przypadków w przeszłości, znajdujemy wszędzie do 63% poprawy w czasie”, mówi Earing Komatsu.„Powodem, dla którego jesteśmy w stanie się tam dostać, jest to, że ta technologia znacznie ogranicza lub nawet eliminuje obstawianie.Klasyfikacja jest znacznie bardziej wydajna, a inspekcję można dosłownie przeprowadzić za pomocą tej technologii, zamiast sprowadzać kogoś z powrotem na miejsce”.Weryfikacja powykonawcza może być wykonana przez koparkę.„Ogólnie rzecz biorąc, oszczędność czasu jest ogromna”.
Technologia również znacznie kompresuje krzywą uczenia się.„Czasy oczekiwania miesiącami i latami, aż nowi operatorzy zdobędą umiejętności wymagane do dokładnego, precyzyjnego cięcia, minęły”, mówi Woods.„Miesiące i lata stają się teraz godzinami i dniami za pomocą półautonomicznego sterowania maszyną Link-Belt Precision Grade i wskazują systemy prowadzenia maszynowego”.
Technologia skraca również czasy cykli.„Opierając się na maszynie i systemie do wykonywania wszystkich dokładnych obliczeń i przemyśleń, operator może szybciej rozpocząć wykopaliska i wykopać je, pozwalając maszynie wykonać za niego funkcję dokładnego sortowania”, wyjaśnia Woods.„Dzięki systemowi, który zawsze pozostaje na właściwej głębokości i ścieżce nachylenia przez operatora, funkcja jest wykonywana wydajniej bez zgadywania.
„Wydajność została przetestowana i zbadana, aby wykazać poprawę nawet o 50%, w zależności od podania o pracę”, zauważa.„Automatyzacja wyraźnie eliminuje zgadywanie z zadania w miejscu pracy, pozwalając operatorom skupić się na innych rzeczach.Automatyzacja umożliwia również funkcjonowanie placów budowy bez konieczności zatrudniania dodatkowych geodetów i kontrolerów nachylenia w obszarze roboczym.To znacznie zmniejsza szanse i ryzyko zranienia osób postronnych podczas rutynowych operacji”.
Ochrona przed nadmiernym kopaniem równa się dużym oszczędnościom
Utrata produktywności i nadmierne koszty materiałów związane z nadmiernym wykopem to główny czynnik generujący koszty na wielu budowach.
„Z tysiącami, a czasem dziesiątkami tysięcy dolarów straconymi na nadmierne kopanie… na rzeczy takie jak potrzebne materiały do wypełniania wykopów, czas stracony na kopanie i czas spędzony na sprawdzaniu dokładności i nachylenia, ochrona przed przekopem może zaoszczędzić pieniądze” – mówi Woods.„Ponadto, gdy niektóre firmy są spychane na „czerwień” z powodu błędnych obliczeń, które uderzają w ich wynik finansowy, niektóre firmy mogą pozostać na powierzchni dzięki łagodzeniu nadmiernego wydobycia”.
Konieczność ciągłego monitorowania postępów do spadku i możliwego spowolnienia w miarę zbliżania się do ostatniego spadku jest bezproduktywna, więc Link-Belt oferuje również technologię ochrony przed nadmiernym wykopem.„Ochrona przed przekopaniem zapewnia operatorom maksymalną wydajność, zmniejszając potrzebę stosowania tak drogich materiałów do zasypek i łagodząc problem straconego czasu, paliwa i zużycia maszyny, która nieświadomie kopie poza poziom”, wyjaśnia Woods.
John Deere ma dwie funkcje, które automatycznie służą jako mechanizm obronny przed czasem marnowanym przez zbyt głębokie kopanie.„Pierwszym z nich jest Overdig Protect, zabezpieczenie powierzchni projektowej, które uniemożliwia operatorowi wykopanie poza zaprojektowany plan”, mówi Steger.„Drugim jest Virtual Front — zatrzymanie krawędzi tnącej łyżki, zanim zetknie się ona z przodem maszyny w określonej przez operatora odległości”.
Cat Grade z systemem 2D automatycznie kieruje głębokością kopania, nachyleniem i odległością poziomą, aby szybko i dokładnie osiągnąć żądany spadek.Użytkownicy mogą zaprogramować do czterech najczęściej używanych docelowych głębokości i przesunięć nachylenia, dzięki czemu operator może z łatwością wykonać nachylenie.A co najważniejsze, nie są potrzebne żadne sprawdzarki, dzięki czemu obszar roboczy jest bezpieczniejszy.
Cat Grade z systemem 2D można uaktualnić do Grade z zaawansowanym 2D lub Grade z 3D w celu zwiększenia wydajności i rozszerzenia możliwości profilowania.GRADE z zaawansowanym 2D dodaje możliwości projektowania w terenie dzięki dodatkowym 10-calom.monitor dotykowy o wysokiej rozdzielczości.GRADE z 3D dodaje pozycjonowanie GPS i GLONASS, zapewniając najwyższą dokładność.Ponadto łatwiej jest połączyć się z usługami 3D, takimi jak Trimble Connected Community lub wirtualna stacja referencyjna, dzięki wbudowanej technologii komunikacyjnej koparki.
Technologia iMC firmy Komatsu wykorzystuje dane projektowe 3D załadowane do skrzynki kontrolnej, aby dokładnie sprawdzić jego położenie względem docelowej klasy projektowej.Gdy łyżka osiągnie cel, oprogramowanie uniemożliwia maszynie nadmierne kopanie.
Ten zainstalowany fabrycznie zintegrowany inteligentny system sterowania maszyną jest standardowo wyposażony w siłowniki hydrauliczne wykrywające skok, wiele elementów globalnego systemu nawigacji satelitarnej (GNSS) oraz czujnik bezwładnościowej jednostki pomiarowej (IMU).Siłownik wykrywający skok dostarcza dokładnych informacji o położeniu łyżki w czasie rzeczywistym do dużego monitora w kabinie, podczas gdy IMU zgłasza orientację maszyny.
Technologia iMC wymaga modeli 3D.„Kierunkiem, w jakim obraliśmy się jako firma, jest możliwość przekształcenia dowolnej witryny 2D w witrynę 3D” — mówi Earing.„Cała branża zmierza w kierunku 3D.Wiemy, że jest to nadrzędna przyszłość tej branży”.
John Deere oferuje cztery opcje zarządzania spadkami: SmartGrade, SmartGrade-Ready z 2D, 3D Nawigacja spadkami i 2D Nawigacja spadkami.Zestawy modernizacyjne dla każdej opcji umożliwiają klientom dostosowanie technologii we własnym tempie.
„Wprowadzając precyzyjną technologię, taką jak SmartGrade, do naszej oferty koparek, zwiększamy produktywność i wydajność w miejscu pracy, jednocześnie zwiększając możliwości naszych operatorów”, mówi Steger.„Jednak nie ma jednego uniwersalnego rozwiązania, a wykonawcy potrzebują opcji, aby powiązać odpowiednią technologię z ich potrzebami biznesowymi.To tutaj klienci naprawdę odnoszą korzyści z elastyczności naszej ścieżki zarządzania stopniami”.
Koparka SmartGrade automatyzuje funkcje wysięgnika i łyżki, umożliwiając operatorowi łatwiejsze osiągnięcie dokładnego nachylenia końcowego.System wykorzystuje technologię pozycjonowania GNSS do dokładnego pozycjonowania w poziomie i pionie.
Zdefiniowany obszar pracy poprawia bezpieczeństwo
Dzięki dokładnemu zrozumieniu, gdzie na miejscu znajduje się wysięgnik i łyżka, technologia ta może być wykorzystana do ograniczenia zdefiniowanego obszaru roboczego i ostrzegania operatorów, jeśli zbliżają się do obszarów z przeszkodami, takimi jak napowietrzne linie energetyczne, budynki, ściany itp.
„Automatyzacja w koparkach przeszła długą drogę”, mówi Neal.„Nasze funkcje łatwości użytkowania mogą tworzyć „bańkę bezpieczeństwa” wokół maszyny, która zapobiega uderzeniu maszyny w przedmiot, a także zapewnia bezpieczeństwo ludzi wokół maszyny.Mamy możliwość tworzenia wirtualnych sufitów nad i pod maszyną, przed maszyną i z boku na bok, a także omijania kabiny.”
Oprócz standardowego unikania kabiny, Caterpillar oferuje 2D E-Fence, które utrzymuje przedni podnośnik we wcześniej zdefiniowanym obszarze roboczym, aby uniknąć zagrożeń w miejscu pracy.Niezależnie od tego, czy używasz łyżki, czy młota, standardowe 2D E-Fence automatycznie zatrzymuje ruch koparki, korzystając z granic ustawionych na monitorze dla całej przestrzeni roboczej — powyżej, poniżej, po bokach i z przodu.E-Fence chroni sprzęt przed uszkodzeniem i ogranicza kary związane z podziałem na strefy lub uszkodzeniami podziemnych mediów.Automatyczne granice pomagają nawet zapobiegać zmęczeniu operatora, zmniejszając nadmierne kołysanie i kopanie.
John Deere wykorzystuje podobną technologię.„Oprócz utrzymania wydajnej pracy i czasu pracy bez przestojów na optymalnym poziomie, Virtual Ceiling, Virtual Floor, Virtual Swing i Virtual Wall monitorują otoczenie maszyny”, mówi Steger.„W przeciwieństwie do hydraulicznego ograniczania maszyny, te wirtualne ogrodzenia ostrzegają operatora w sposób dźwiękowy i wizualny, gdy maszyna zbliża się do ustalonych limitów”.
Spodziewaj się coraz większej dokładności w przyszłości
Technologia automatyzacji rozwija się w szybkim tempie.Co do tego, dokąd zmierza w przyszłości, zwiększona dokładność wydaje się być powszechnym tematem.
„Najważniejszą innowacją w automatyzacji byłaby dokładność”, mówi Neal.„Jeśli nie jest dokładna, to technologia nie ma dużej przewagi.A ta technologia będzie tylko lepsza i będzie miała lepszą dokładność, więcej opcji, narzędzi treningowych itp. Czuję, że niebo jest granicą.
Steger zgadza się, zauważając: „Z biegiem czasu prawdopodobnie zobaczymy systemy zarządzania skarpami na większej liczbie maszyn z jeszcze większą dokładnością.Zawsze istnieje również możliwość zautomatyzowania większej liczby funkcji cyklu kopania.Ta technologia ma przed sobą świetlaną przyszłość”.
Czy na horyzoncie może być pełna automatyzacja?„Ponieważ systemy w branży są obecnie półautonomiczne, co oznacza, że system nadal wymaga obecności operatora, można założyć i oczekiwać, że przyszłość będzie obejmować w pełni autonomiczny obszar roboczy”, mówi Woods.„Przyszłość tej technologii i naszej branży ogranicza tylko wyobraźnia i osoby w niej zawarte”.
Czas publikacji: 13.09-2021