Die Baggergradsteuerung, die die Hydraulikventile der Maschine steuern kann, verbreitet sich unter allen Marken, um Funktionen zu automatisieren, die Anforderungen an den Bediener zu reduzieren und das Erreichen der gewünschten Ergebnisse zu erleichtern
Viele der Funktionen der neuesten Baggergeneration ermöglichen den halbautomatischen Betrieb kritischer Funktionen.Dies erhöht die Effizienz und Produktivität des Bedieners.
„Die Höhenkontrolle dringt wie ein Hurrikan schnell in die Baubranche ein“, sagt Adam Woods, Manager für Innovation und Technologieintegration bei LBX.„Link-Belt hat dies erkannt und eine integrierte Planierlösung mit dem Namen Link-Belt Precision Grade entwickelt, die von Trimble Earthworks unterstützt wird.Das System arbeitet im Einklang und ist nahtlos in unser proprietäres Hydrauliksystem namens Spool Stroke Control integriert.
„Link-Belt Precision Grade wurde für viele Zwecke entwickelt und auf den Markt gebracht, aber die Reduzierung des drohenden Arbeitskräftemangels war einer davon“, fährt er fort.„Wenn mehr erfahrene Bediener in den Ruhestand gehen, wird die Branche eine Zunahme der jüngeren Generation sehen, die diese Positionen besetzen wird.“Damit verbunden ist die Notwendigkeit zu erziehen, zu trainieren und zu lernen.Hier kommt die integrierte Sortierlösung ins Spiel.„Link-Belt Precision Grade versucht, neue Bediener zu gewinnen und sie innerhalb von Stunden und/oder Tagen auf das Produktivitätsniveau erfahrener Bediener zu bringen, und versucht, die Lernkurve zu verkürzen, um Kunden so schnell wie möglich produktiv und effizient zu machen.“
Automatisierte Funktionen sind ein großartiges Werkzeug für neuere oder weniger erfahrene Bediener.„Es hilft ihnen, die Neigung zu halten, indem es ihnen hilft, sobald die Schaufel die Neigung erreicht hat, und [ermöglicht ihnen], ein Gefühl dafür zu bekommen“, sagt Ryan Neal, Marktprofi bei Caterpillar.„Und für erfahrene Bediener ist es ein weiteres Werkzeug in ihrem Gürtel.Wenn sie das Lesen der Steigungen bereits verstehen und ein Gefühl für Tiefe und Neigung haben, wird dies ihnen nur helfen, über längere Zeiträume genauer zu sein und die geistige Ermüdung des Bedieners zu lindern.“
Automatisierung unterstützt die Genauigkeit
Standard Cat Grade with Assist automatisiert die Bewegungen von Ausleger, Stiel und Schaufel, um mit weniger Kraftaufwand genauere Schnitte zu erzielen.Der Bediener stellt einfach die Tiefe und Neigung in den Monitor ein und aktiviert das Einhebel-Graben.
„Wir bieten unseren Cat Grade mit Assist für die meisten unserer Produktpalette, vom 313 bis zum 352, als Standard an“, sagt Neal.„Es ermöglicht dem Fahrer, das Gefälle beizubehalten und den Fahrer genauer und weniger geistig zu ermüden, wenn er den ganzen Tag auf der Steigung gräbt.Wir haben eine 2D-Standardlösung für diejenigen, die eine bestimmte Tiefe beibehalten möchten, sowie eine 3D-Lösung ab Werk oder von einem SITECH-Händler.
John Deere hat die Bedienung mit SmartGrade-Technologie vereinfacht.„Wir haben die 210G LC, 350G LC und 470G LC mit SmartGrade ausgestattet, um Betreibern mit Einstiegserfahrung die Möglichkeit zu geben, schnell und sicher Steigungen zu erreichen“, sagt Justin Steger, Solutions Marketing Manager, Site Development and Underground.„Durch die Steuerung des Auslegers und der Schaufel gibt diese halbautomatische Technologie dem Fahrer frei, sich auf die Stielfunktion zu konzentrieren, was zu weniger regelmäßigen Überprüfungen auf der Höhe jedes Mal führt.Die SmartGrade-Technologie macht unerfahrene Bediener zu guten und gute Bediener zu großartigen.“
Der Bagger mit intelligenter Maschinensteuerung (iMC) von Komatsu ermöglicht es dem Fahrer, sich auf den effizienten Materialtransport zu konzentrieren, während er halbautomatisch die Zieloberfläche verfolgt und den Aushub begrenzt.„Angefangen mit unserem PC210 LCi-11 haben wir iMC 2.0 eingeführt“, sagt Andrew Earing, Produktmanager für Raupengeräte.„Mit iMC 2.0 bieten wir die Schaufelhaltesteuerung sowie eine optionale automatische Kippschaufelsteuerung an, zwei Hauptfunktionen, die zur allgemeinen Produktivität und Effizienz auf der Baustelle beitragen werden.“
Schaufelwinkelhalt und optionale Auto-Tilt-Steuerung sind neuere Funktionen der Komatsu iMC-Bagger.Mit der Schaufelwinkel-Haltefunktion stellt der Bediener den gewünschten Schaufelwinkel ein und das System behält den Winkel während des gesamten Planierdurchgangs automatisch bei.Die Auto-Tilt-Steuerung kippt die Schaufel automatisch zur Designfläche und bringt sie zum Entladen in die Horizontale.
Die automatische Neigungssteuerung steigert die Effizienz auf der Baustelle.„Sie müssen die Maschine nicht mehr jedes Mal bewegen, wenn Sie einen Abschlussdurchlauf machen möchten“, sagt Earing.„Das kann man jetzt aus einer Position machen und die Oberflächen trotzdem mit sehr hoher Präzision gradieren.“
Die automatische Neigungshilfe erleichtert das Erreichen einer Neigung.Der Bediener bewegt den Arm, und der Ausleger passt die Schaufelhöhe automatisch an, um die geplante Zieloberfläche zu verfolgen.Dies ermöglicht es dem Bediener, grobe Grabarbeiten durchzuführen, ohne sich um die Designoberflächen kümmern zu müssen, und feines Planieren nur durch Betätigen des Armhebels.
Als ersten Schritt in Richtung Automatisierung betrat Case Construction Anfang des Jahres mit seinen Baggern der D-Serie den Bereich der fabrikfertigen Maschinensteuerung.Ab sofort können Sie einen Case-Bagger mit 2D- oder 3D-Aushubsystem bestellen und in Empfang nehmen, das bereits vom OEM installiert und getestet wurde.
„Was wir hier tun, ist das Abgleichen, Installieren und Testen von 2D- und 3D-Systemen von Leica Geosystems mit Baggern der Case D-Serie bis hin zum CX 350D“, sagt Nathaniel Waldschmidt, Produktmanager – Bagger.„Es vereinfacht den Akquisitionsprozess massiv.
„Die Maschinensteuerung hat die Fähigkeit, die Produktivität, Effizienz und langfristige Rentabilität von Baggern zu verändern“, fährt er fort.„Wir machen jetzt die Ergänzung der Maschinensteuerung mit Baggern komplett schlüsselfertig, sodass Bauunternehmer diese Vorteile in einer äußerst nahtlosen Erfahrung mit ihrem Case SiteControl Certified-Händler erleben können.“
Messbare Produktivitätsverbesserungen
Tests, die von mehreren der großen Bagger-OEMs durchgeführt wurden, belegen beeindruckende Produktivitätssteigerungen bei der Implementierung halbautomatischer Höhenkontrollfunktionen.
„In einem kontrollierten Planar-Neigungstest haben wir Geschwindigkeit und Genauigkeit für einen Anfänger und einen erfahrenen Bediener im manuellen Modus im Vergleich zur SmartGrade 3D-Steuerung von [John Deere] gemessen.Die Ergebnisse waren, dass SmartGrade den unerfahrenen Bediener um 90 % genauer und 34 % schneller machte.Dadurch war der erfahrene Bediener 58 % genauer und 10 % schneller“, sagt Steger.
Produktivitäts- und Effizienzstudien zeigen Gewinne, die schwer zu ignorieren sind.„Wenn wir in der Vergangenheit Fallstudien durchgeführt haben, konnten wir eine Verbesserung von bis zu 63 % feststellen“, sagt Earing von Komatsu.„Der Grund, warum wir dorthin gelangen können, ist, dass diese Technologie das Abstecken stark reduziert oder sogar ganz eliminiert.Das Sortieren ist viel effizienter und die Inspektion kann mit dieser Technologie buchstäblich durchgeführt werden, anstatt jemanden vor Ort zurückholen zu müssen.“Eine Bestandsprüfung kann vom Bagger durchgeführt werden.„Insgesamt ist die Zeitersparnis enorm.“
Die Technologie komprimiert auch die Lernkurve stark.„Die Tage, in denen neue Bediener Monate und Jahre warten mussten, um die Fähigkeiten zu erwerben, die zum Schneiden präziser und präziser Sorten erforderlich sind, sind vorbei“, sagt Woods.„Monate und Jahre werden jetzt mit Hilfe der halbautonomen Maschinensteuerung Link-Belt Precision Grade zu Stunden und Tagen und zeigen Maschinenführungssysteme an.“
Außerdem verkürzt die Technologie die Zykluszeiten.„Indem man sich darauf verlässt, dass die Maschine und das System alle genauen Berechnungen und Überlegungen durchführen, kann der Bediener schneller in die Ausgrabung ein- und ausfahren, da die Maschine die Feinplanierfunktion für ihn übernimmt“, erklärt Woods.„Da das System immer auf dem korrekten Tiefen- und Neigungspfad des Bedieners bleibt, wird die Funktion ohne Rätselraten effizienter ausgeführt.
„Die Produktivität wurde getestet und untersucht, um Verbesserungen von bis zu 50 % je nach Bewerbung zu zeigen“, bemerkt er.„Die Automatisierung macht das Rätselraten auf der Baustelle eindeutig überflüssig und ermöglicht es den Bedienern, sich auf andere Dinge zu konzentrieren.Durch die Automatisierung können Baustellen auch ohne zusätzliche Vermessungs- und Höhenprüfer im Arbeitsbereich funktionieren.Dies reduziert die Wahrscheinlichkeit und das Risiko von Verletzungen von Umstehenden bei zuvor routinemäßigen Operationen erheblich.“
Over-dig-Schutz bedeutet große Einsparungen
Der Produktivitätsverlust und die übermäßigen Materialkosten, die mit dem übermäßigen Aushub verbunden sind, sind auf vielen Baustellen ein wesentlicher Kostentreiber.
„Mit Tausenden und manchmal Zehntausenden von Dollar, die durch Übergraben verloren gehen … für Dinge wie das benötigte Verfüllmaterial, die Zeit, die durch das Graben verloren geht und die Zeit, die für die Überprüfung von Genauigkeit und Grad aufgewendet wird, kann Übergrabenschutz Geld sparen“, sagt Woods.„Da einige Unternehmen aufgrund von Fehleinschätzungen in die roten Zahlen gerutscht sind, was sich auf das Endergebnis der Unternehmen auswirkt, können einige Unternehmen dank der Minderung der Ausgrabungen über Wasser bleiben.“
Es ist kontraproduktiv, den Fortschritt beim Planieren ständig zu überwachen und möglicherweise langsamer zu werden, wenn Sie sich dem Endgrad nähern.„Der Über-Grabungs-Schutz sorgt dafür, dass die Bediener ihr volles Potenzial ausschöpfen können, wodurch der Bedarf an teuren Verfüllmaterialien reduziert und das Problem von Zeitverlust, Kraftstoff und Verschleiß der Maschine beim unbewussten Graben über das Niveau hinaus gemindert wird“, erklärt Woods.
John Deere verfügt über zwei Funktionen, die automatisch als Abwehrmechanismus gegen Zeitverschwendung durch zu tiefes Graben dienen.„Der erste ist Overdig Protect, ein Schutz für die Designoberfläche, der verhindert, dass der Bediener über den Plan hinaus gräbt“, sagt Steger.„Das andere ist Virtual Front, ein Stoppen der Schaufelschneide, bevor sie die Vorderseite der Maschine in einem vom Bediener voreingestellten Abstand berührt.“
Das Cat-Grade mit 2D-System führt automatisch die Grabtiefe, das Gefälle und die horizontale Entfernung, um die gewünschte Neigung schnell und genau zu erreichen.Benutzer können bis zu vier der am häufigsten verwendeten Zieltiefen- und Neigungsoffsets programmieren, damit der Bediener problemlos zum Planieren gelangen kann.Das Beste daran ist, dass keine Gradmesser erforderlich sind, sodass der Arbeitsbereich sicherer ist.
Cat Grade mit 2D-System kann auf Grade mit Advanced 2D oder Grade mit 3D aufgerüstet werden, um die Produktivität zu steigern und die Planierfunktionen zu erweitern.GRADE mit Advanced 2D fügt über ein zusätzliches 10-Zoll-In-Feld-Design-Funktionen hinzu.hochauflösender Touchscreen-Monitor.GRADE mit 3D fügt GPS- und GLONASS-Positionierung für punktgenaue Genauigkeit hinzu.Außerdem ist es mit der integrierten Kommunikationstechnologie des Baggers einfacher, eine Verbindung zu 3D-Diensten wie Trimble Connected Community oder Virtual Reference Station herzustellen.
Die iMC-Technologie von Komatsu verwendet 3D-Konstruktionsdaten, die in die Steuerbox geladen werden, um ihre Position genau mit der Konstruktionszielneigung zu vergleichen.Wenn die Schaufel das Ziel erreicht, verhindert die Software, dass die Maschine zu weit ausheben kann.
Dieses werkseitig installierte integrierte intelligente Maschinensteuerungssystem wird standardmäßig mit Hubsensor-Hydraulikzylindern, mehreren Komponenten des globalen Navigationssatellitensystems (GNSS) und einem Trägheitsmesseinheitssensor (IMU) geliefert.Der Hubsensor-Zylinder liefert genaue Echtzeitinformationen zur Schaufelposition an den großen Monitor in der Kabine, während die IMU die Maschinenausrichtung meldet.
Die iMC-Technologie erfordert 3D-Modelle.„Die Richtung, die wir als Unternehmen eingeschlagen haben, besteht darin, aus jeder 2D-Site eine 3D-Site zu machen“, sagt Earing.„Die gesamte Branche bewegt sich in Richtung 3D.Wir wissen, dass dies die übergreifende Zukunft dieser Branche ist.“
John Deere bietet vier Optionen zur Notenverwaltung: SmartGrade, SmartGrade-Ready mit 2D, 3D-Grade Guidance und 2D-Grade Guidance.Upgrade-Kits für jede Option ermöglichen es Kunden, die Technologie in ihrem eigenen Tempo einzuführen.
„Durch die Integration von Präzisionstechnologie wie SmartGrade in unser Baggerprogramm steigern wir die Produktivität und Effizienz auf der Baustelle und verbessern gleichzeitig die Fähigkeiten unserer Fahrer“, sagt Steger.„Allerdings gibt es keine Universallösung, und Auftragnehmer brauchen Optionen, um die richtige Technologie mit ihren Geschäftsanforderungen zu kombinieren.Hier profitieren Kunden von der Flexibilität unseres Sortenmanagement-Pfades.“
Der SmartGrade-Bagger automatisiert die Ausleger- und Löffelfunktionen, sodass der Fahrer leichter eine genaue Endneigung erreichen kann.Das System verwendet GNSS-Positionierungstechnologie für eine genaue horizontale und vertikale Positionierung.
Definierter Arbeitsbereich verbessert die Sicherheit
Indem man immer genau versteht, wo sich der Ausleger und die Schaufel auf der Baustelle befinden, kann eine solche Technologie verwendet werden, um den definierten Arbeitsbereich einzuschränken und den Bediener zu warnen, wenn er sich Bereichen mit Hindernissen wie Freileitungen, Gebäuden, Mauern usw. nähert.
„Die Automatisierung bei Baggern hat einen langen Weg zurückgelegt“, sagt Neal.„Unsere Benutzerfreundlichkeitsfunktionen können eine ‚Sicherheitsblase‘ um die Maschine herum erzeugen, die dazu beiträgt, dass die Maschine nicht auf einen Gegenstand trifft, und gleichzeitig die Sicherheit von Personen in der Nähe der Maschine gewährleistet.Wir haben die Möglichkeit, virtuelle Decken über und unter der Maschine, vor der Maschine und von Seite zu Seite sowie Kabinenvermeidung zu erstellen.“
Zusätzlich zur standardmäßigen Kabinenvermeidung bietet Caterpillar einen 2D-E-Zaun, der den Frontkraftheber innerhalb eines vordefinierten Arbeitsbereichs hält, um Gefahren auf der Baustelle zu vermeiden.Unabhängig davon, ob Sie einen Löffel oder einen Hammer verwenden, stoppt der standardmäßige 2D E-Fence automatisch die Baggerbewegung anhand der im Monitor eingestellten Grenzen für den gesamten Arbeitsbereich – oben, unten, seitlich und vorne.E-Fence schützt Geräte vor Schäden und reduziert Bußgelder im Zusammenhang mit der Zoneneinteilung oder unterirdischen Versorgungsschäden.Automatische Begrenzungen tragen sogar dazu bei, die Ermüdung des Bedieners zu verhindern, indem sie übermäßiges Schwingen und Graben reduzieren.
John Deere verwendet eine ähnliche Technologie.„Virtual Ceiling, Virtual Floor, Virtual Swing und Virtual Wall sorgen nicht nur dafür, dass die Baustelle effizient und optimal läuft, sondern überwachen auch die Umgebung der Maschine“, sagt Steger.„Im Gegensatz zur hydraulischen Begrenzung der Maschine warnen diese virtuellen Zaunfunktionen den Bediener akustisch und visuell, wenn sich die Maschine den eingestellten Grenzen nähert.“
Erwarten Sie in Zukunft eine zunehmende Genauigkeit
Die Automatisierungstechnik schreitet in rasantem Tempo voran.Wohin es in Zukunft gehen wird, scheint eine erhöhte Genauigkeit ein gemeinsames Thema zu sein.
„Die wichtigste Innovation in der Automatisierung wäre die Genauigkeit“, sagt Neal.„Wenn es nicht genau ist, hat die Technologie nicht viel Vorteile.Und diese Technologie wird nur noch besser und bietet eine bessere Genauigkeit, mehr Optionen, Trainingstools usw. Ich habe das Gefühl, dass der Himmel die Grenze ist.“
Steger stimmt dem zu und merkt an: „Im Laufe der Zeit werden wir wahrscheinlich auf mehr Maschinen Notenverwaltungssysteme mit noch besserer Genauigkeit sehen.Es besteht auch immer die Möglichkeit, weitere Funktionen des Grabzyklus zu automatisieren.Die Zukunft dieser Technologie sieht rosig aus.“
Könnte eine Vollautomatisierung in Sicht sein?„Da Systeme in der Industrie heute halbautonom sind, d. h. das System immer noch die Anwesenheit eines Bedieners erfordert, könnte man davon ausgehen und erwarten, dass die Zukunft eine vollständig autonome Arbeitsstätte umfasst“, sagt Woods.„Die Zukunft dieser Technologie und unserer Branche wird nur durch die Vorstellungskraft und die Menschen darin begrenzt.“
Postzeit: 13. September 2021