Graafmachine-niveauregeling die de hydraulische kleppen van de machine kan bedienen, wordt door de merken verspreid om functies te automatiseren, waardoor de eisen aan machinisten worden verminderd en het gemakkelijker wordt om de gewenste resultaten te bereiken
Veel van de functies van de meest recente generatie graafmachines maken semi-automatische bediening van kritieke functies mogelijk.Dit verhoogt de efficiëntie en productiviteit van de machinist.
"Niveaucontrole dringt als een orkaan snel door in de bouwsector", zegt Adam Woods, manager innovatie en technologie-integratie bij LBX.“Link-Belt erkent dit en heeft een geïntegreerde nivelleeroplossing ontwikkeld, mogelijk gemaakt door Trimble Earthworks, genaamd Link-Belt Precision Grade.Het systeem werkt samen en is naadloos geïntegreerd in ons gepatenteerde hydraulische systeem, Spool Stroke Control genaamd.
"Link-Belt Precision Grade is ontwikkeld en gelanceerd voor vele doeleinden, maar het indammen van de dreigende arbeidskloof was er een van", vervolgt hij."Nu meer ervaren operators met pensioen gaan, zal de industrie een toename zien van een jongere generatie die deze functies gaat vervullen."Met dit komt de noodzaak om te onderwijzen, te trainen en te leren.Dit is waar de geïntegreerde sorteeroplossing in beeld komt."Door nieuwe machinisten aan te nemen en ze binnen enkele uren en/of dagen op het productiviteitsniveau van ervaren machinisten te brengen, lijkt Link-Belt Precision Grade de leercurve te verkorten om klanten zo snel mogelijk productief en efficiënt te maken."
Geautomatiseerde functies zijn een geweldig hulpmiddel voor nieuwere of minder ervaren operators."Het helpt hen het niveau te behouden door hen te helpen zodra de bak het niveau heeft bereikt en [laat hen] het gevoel te krijgen", zegt Ryan Neal, marktprofessional bij Caterpillar.“En voor ervaren operators is het een ander stuk gereedschap in hun broekzak.Als ze het aflezen van de paaltjes al begrijpen en gevoel voor diepte en helling hebben, zal dit hen alleen maar helpen om voor langere tijd nauwkeuriger te zijn en te helpen bij mentale vermoeidheid van de machinist.”
Automatisering helpt nauwkeurigheid
Standaard Cat Grade met Assist automatiseert giek-, stick- en bakbewegingen voor nauwkeuriger maaien met minder inspanning.De machinist stelt eenvoudig de diepte en helling in op de monitor en activeert het graven met één hendel.
"We bieden onze Cat Grade met Assist standaard aan op het grootste deel van ons assortiment, van de 313 tot de 352,", zegt Neal.“Het stelt de machinist in staat om het niveau te handhaven en de machinist nauwkeuriger te houden en minder mentaal vermoeid te maken door de hele dag op helling te graven.We hebben een standaard 2D-oplossing voor wie een bepaalde diepte wil behouden, evenals een 3D-oplossing af fabriek of van een SITECH-dealer.
John Deere heeft de bediening vereenvoudigd met SmartGrade-technologie."We hebben de 210G LC, 350G LC en 470G LC uitgerust met SmartGrade om machinisten met ervaring op instapniveau de mogelijkheid te bieden om snel en vol vertrouwen het niveau te bereiken", zegt Justin Steger, Solutions Marketing Manager, Site Development and Underground.“Door de giek en de bak te bedienen, geeft deze halfautomatische technologie de machinist de tijd om zich te concentreren op de armfunctie, wat resulteert in minder periodieke nivelleringscontroles elke keer.SmartGrade-technologie maakt beginnende operators goed en goede operators geweldig.”
Komatsu's Intelligent Machine Control (iMC) graafmachine stelt de machinist in staat zich te concentreren op het efficiënt verplaatsen van materiaal, terwijl hij semi-automatisch het doeloppervlak volgt en overgraafwerkzaamheden beperkt."Vanaf onze PC210 LCi-11 hebben we iMC 2.0 gelanceerd", zegt Andrew Earing, productmanager voor rupsapparatuur."Met iMC 2.0 gaan we de bakhoudbediening aanbieden, evenals de optionele automatische kantelbakbediening, twee primaire functies die zullen helpen bij de algehele productiviteit en efficiëntie op het werkterrein."
Bucket Angle Hold en optionele Auto-Tilt-bediening zijn nieuwere functies op Komatsu iMC-graafmachines.Met Bucket Angle Hold stelt de machinist de gewenste bakhoek in en het systeem handhaaft automatisch de hoek tijdens de nivelleergang.De automatische kantelbediening kantelt de bak automatisch naar het ontwerpoppervlak en zet hem weer horizontaal om te lossen.
Automatische kantelregeling verhoogt de efficiëntie op het werkterrein."Je hoeft de machine niet langer elke keer te verplaatsen als je een eindnivellering wilt maken", zegt Earing."Je kunt dat nu vanuit één positie doen en de oppervlakken nog steeds met zeer hoge precisie nivelleren."
Automatische hellingsassistent maakt het gemakkelijker om het niveau te bereiken.De machinist beweegt de arm en de giek past de bakhoogte automatisch aan om het ontwerpdoeloppervlak te volgen.Hierdoor kan de machinist ruwe graafwerkzaamheden uitvoeren zonder zich zorgen te maken over de ontwerpoppervlakken en fijn nivelleren door alleen de armhendel te bedienen.
Als eerste stap in de richting van automatisering betrad Case Construction eerder dit jaar het domein van in de fabriek gemonteerde machinebesturing met zijn graafmachines uit de D-serie.U kunt nu een Case-graafmachine met 2D- of 3D-graafsysteem bestellen en in ontvangst nemen, al geïnstalleerd en getest door de OEM.
"Wat we hier doen, is het matchen, installeren en testen van 2D- en 3D-systemen van Leica Geosystems met graafmachines uit de Case D-serie tot en met de CX 350D", zegt Nathaniel Waldschmidt, productmanager graafmachines.“Het vereenvoudigt het acquisitieproces enorm.
"Machinebesturing kan de productiviteit, efficiëntie en winstgevendheid van graafmachines op de lange termijn transformeren", vervolgt hij."We maken de toevoeging van machinebesturing met graafmachines nu volledig kant-en-klaar, zodat aannemers die voordelen kunnen ervaren in een uiterst naadloze ervaring met hun Case SiteControl Certified-dealer."
Meetbare productiviteitsverbeteringen
Tests uitgevoerd door verschillende van de belangrijkste OEM's van graafmachines tonen indrukwekkende productiviteitsverbeteringen aan bij het implementeren van semi-automatische nivelleerfuncties.
“In een gecontroleerde test voor het nivelleren van vlakke hellingen hebben we snelheid en nauwkeurigheid gemeten voor een beginnende en ervaren machinist in handmatige modus versus [John Deere's] SmartGrade 3D-besturing.De resultaten waren dat SmartGrade de beginnende operator 90% nauwkeuriger en 34% sneller maakte.Het maakte de ervaren machinist 58% nauwkeuriger en 10% sneller”, zegt Steger.
Productiviteits- en efficiëntiestudies tonen voordelen die moeilijk te negeren zijn."Als we in het verleden casestudy's hebben gedaan, vinden we overal tot 63% verbetering in de tijd", zegt Earing van Komatsu."De reden dat we daar kunnen komen, is dat deze technologie stakingen aanzienlijk vermindert of zelfs elimineert.Sorteren is veel efficiënter en met deze technologie kan letterlijk worden geïnspecteerd in plaats van iemand weer ter plaatse te moeten halen.”As-built verificatie kan worden uitgevoerd door de graafmachine.“Over het algemeen is de tijdwinst enorm.”
De technologie comprimeert ook de leercurve aanzienlijk."De dagen van maanden en jaren wachten op nieuwe operators om de vaardigheden te verwerven die nodig zijn om nauwkeurige, precieze hellingen te snijden, zijn voorbij", zegt Woods.“Maanden en jaren worden nu uren en dagen met behulp van Link-Belt Precision Grade semi-autonome machinebesturing en machinegeleidingssystemen.”
De technologie verkort ook de cyclustijden."Door erop te vertrouwen dat de machine en het systeem alle exacte berekeningen en denkwerk doen, kan de machinist sneller in- en uitgraven door de machine de fijne nivelleerfunctie voor hem te laten doen", legt Woods uit.“Omdat het systeem altijd op de juiste diepte en hellingspad van de machinist blijft, wordt de functie efficiënter uitgevoerd zonder giswerk.
"De productiviteit is getest en bestudeerd om verbeteringen tot 50% te laten zien, afhankelijk van de sollicitatie", merkt hij op.“Automatisering neemt duidelijk het giswerk uit de taak op de bouwplaats, waardoor operators zich op andere dingen kunnen concentreren.Door automatisering kunnen bouwplaatsen ook functioneren zonder dat er extra landmeters en nivelleermachines in het werkgebied nodig zijn.Dit verkleint enorm de kans en het risico dat omstanders gewond raken tijdens voorheen routinematige operaties.”
Overgraafbeveiliging staat gelijk aan grote besparingen
Het productiviteitsverlies en de hoge materiaalkosten die gepaard gaan met te veel uitgraven is een belangrijke kostenfactor op veel bouwplaatsen.
"Met duizenden en soms tienduizenden dollars die verloren gaan door te veel graven... aan zaken als benodigde opvulmaterialen, tijd die verloren gaat door graafwerk en tijd besteed aan het controleren van nauwkeurigheid en helling, kan overgraafbeveiliging geld besparen", zegt Woods."Bovendien, aangezien sommige bedrijven in 'het rood' worden geduwd vanwege misrekeningen, die de bedrijfsresultaten raken, kunnen sommige bedrijven het hoofd boven water houden dankzij overmatige mitigatie."
Het is contraproductief om voortdurend de voortgang naar het niveau te controleren en mogelijk langzamer te gaan als u het eindcijfer nadert. Daarom biedt Link-Belt ook overgraafbeveiligingstechnologie."Door overgraafbeveiliging blijven machinisten maximaal presteren, waardoor er minder dure opvulmaterialen nodig zijn en het probleem van verloren tijd, brandstof en slijtage aan de machine die onbewust boven het niveau graaft, wordt verminderd", legt Woods uit.
John Deere heeft twee functies die automatisch dienen als verdedigingsmechanisme tegen tijdverspilling door te diep te graven."De eerste is Overdig Protect, een beveiliging voor het ontwerpoppervlak die voorkomt dat de machinist verder graaft dan het ontworpen plan", zegt Steger."De andere is Virtual Front, een stop van de baksnijkant voordat deze contact maakt met de voorkant van de machine op een door de machinist ingestelde afstand."
Het Cat Grade met 2D-systeem leidt automatisch de graafdiepte, helling en horizontale afstand om snel en nauwkeurig het gewenste niveau te bereiken.Gebruikers kunnen tot vier van de meest gebruikte offsets voor doeldiepte en helling programmeren, zodat de machinist gemakkelijk het niveau kan bereiken.Het beste van alles is dat er geen hellingscontroles nodig zijn, dus het werkgebied is veiliger.
Cat Grade met 2D-systeem kan worden geüpgraded naar Grade met Advanced 2D of Grade met 3D om de productiviteit te verhogen en de nivelleermogelijkheden uit te breiden.GRADE met Advanced 2D voegt ontwerpmogelijkheden in het veld toe via een extra 10-inch.touchscreen-monitor met hoge resolutie.GRADE met 3D voegt GPS- en GLONASS-positionering toe voor uiterste nauwkeurigheid.Bovendien is het gemakkelijker om verbinding te maken met 3D-services zoals Trimble Connected Community of Virtual Reference Station met de ingebouwde communicatietechnologie van de graafmachine.
De iMC-technologie van Komatsu maakt gebruik van 3D-ontwerpgegevens die in de bedieningskast zijn geladen om de positie nauwkeurig te vergelijken met het ontwerpdoel.Wanneer de bak het doel bereikt, voorkomt de software dat de machine te veel kan uitgraven.
Dit in de fabriek geïnstalleerde geïntegreerde intelligente machinebesturingssysteem wordt standaard geleverd met slaggevoelige hydraulische cilinders, meerdere Global Navigation Satellite System (GNSS)-componenten en een Inertial Measurement Unit (IMU)-sensor.De slaggevoelige cilinder geeft nauwkeurige, realtime informatie over de bakpositie aan de grote monitor in de cabine, terwijl de IMU de oriëntatie van de machine meldt.
De iMC-technologie vereist wel 3D-modellen."De richting die we als bedrijf zijn ingeslagen, is om van elke 2D-site een 3D-site te maken", zegt Earing.“De hele industrie is op weg naar 3D.We weten dat dit de overkoepelende toekomst van deze industrie is.”
John Deere biedt vier opties voor hellingsbeheer: SmartGrade, SmartGrade-Ready met 2D, 3D Hellinggeleiding en 2D Hellinggeleiding.Met upgradekits voor elke optie kunnen klanten de technologie in hun eigen tempo toepassen.
"Door precisietechnologie zoals SmartGrade op te nemen in ons assortiment graafmachines, verhogen we de productiviteit en efficiëntie op het werkterrein en verbeteren we tegelijkertijd de capaciteiten van onze machinisten", zegt Steger.“Er is echter geen pasklare oplossing en aannemers hebben opties nodig om de juiste technologie te koppelen aan hun zakelijke behoeften.Dit is waar klanten echt profiteren van de flexibiliteit van ons grade management-pad.”
De SmartGrade-graafmachine automatiseert de giek- en bakfuncties, waardoor de machinist gemakkelijker een nauwkeurig afwerkniveau kan bereiken.Het systeem maakt gebruik van GNSS-positioneringstechnologie voor nauwkeurige horizontale en verticale positionering.
Afgebakend werkgebied verbetert de veiligheid
Door altijd precies te begrijpen waar de giek en de bak zich op de locatie bevinden, kan dergelijke technologie worden gebruikt om het gedefinieerde werkgebied te beperken en operators te waarschuwen als ze gebieden met obstakels naderen, zoals hoogspanningslijnen, gebouwen, muren, enz.
"Automatisering in graafmachines heeft een lange weg afgelegd", zegt Neal.“Onze gebruiksvriendelijke functies kunnen een 'veiligheidsbubbel' rond de machine creëren die helpt voorkomen dat de machine een object raakt, en om mensen rond de machine te beschermen.We hebben de mogelijkheid om virtuele plafonds boven en onder de machine te creëren, voor de machine en van links naar rechts, en om cabines te vermijden.”
Naast het standaard vermijden van cabines, biedt Caterpillar een 2D E-Fence die de fronthef binnen een vooraf gedefinieerd werkgebied houdt om gevaren op het werkterrein te voorkomen.Of u nu een bak of een hamer gebruikt, standaard 2D E-Fence stopt automatisch de beweging van de graafmachine met behulp van de grenzen die in de monitor zijn ingesteld voor het hele werkbereik - boven, onder, zijkanten en voorkant.E-Fence beschermt apparatuur tegen schade en vermindert boetes in verband met zonering of ondergrondse schade aan nutsvoorzieningen.Automatische begrenzingen helpen zelfs vermoeidheid van de machinist te voorkomen door overmatig slingeren en graven te verminderen.
John Deere gebruikt vergelijkbare technologie."Behalve dat het werkterrein efficiënt blijft werken en de uptime optimaal is, bewaken Virtual Ceiling, Virtual Floor, Virtual Swing en Virtual Wall de omgeving van de machine", zegt Steger."In tegenstelling tot het hydraulisch beperken van de machine, waarschuwen deze virtuele afrasteringsfuncties de machinist hoorbaar en visueel wanneer de machine de ingestelde limieten nadert."
Verwacht in de toekomst toenemende nauwkeurigheid
De automatiseringstechnologie ontwikkelt zich in een snel tempo.Over waar het in de toekomst heen zal gaan, lijkt grotere nauwkeurigheid een veelvoorkomend thema te zijn.
"De belangrijkste innovatie in automatisering zou nauwkeurigheid zijn", zegt Neal.“Als het niet nauwkeurig is, dan is er niet veel voordeel in de technologie.En deze technologie wordt alleen maar beter en heeft een betere nauwkeurigheid, meer opties, trainingstools, enz. Ik heb het gevoel dat de lucht de limiet is.'
Steger is het daarmee eens en merkt op: “In de loop van de tijd zullen we waarschijnlijk nivelleersystemen op meer machines gaan zien met nog grotere nauwkeurigheid.Er is altijd een mogelijkheid om meer functies van de graafcyclus te automatiseren.De toekomst ziet er rooskleurig uit voor deze technologie.”
Zou volledige automatisering in het verschiet liggen?"Omdat systemen in de industrie tegenwoordig semi-autonoom zijn, wat betekent dat het systeem nog steeds de aanwezigheid van een operator vereist, zou men kunnen veronderstellen en verwachten dat de toekomst een volledig autonome werkplek zal omvatten", zegt Woods."De toekomst van deze technologie en onze industrie wordt alleen beperkt door de verbeeldingskracht en individuen erin."
Posttijd: 13 september-2021