На огромный экран экскаватора выводится ряд данных

Технологии управления машинами революционизируют строительство.

Электронное управление двигателями, трансмиссиями и гидравлическими системами, в первую очередь для снижения выбросов выхлопных газов и повышения производительности, также дает производителям возможность включать все более сложные системы управления машинами в свое оборудование. 

Это, в свою очередь, может повысить производительность оборудования, дополнительно сократив расход топлива в рамках эффективного рабочего цикла.

Интегрированное управление машинами будет становиться все более популярным, поскольку преимущества заводской установки становятся очевидными для подрядчиков и компаний по аренде, а необходимая электроника становится все более распространенной в системах управления машинами.

Технология машинного наведения от Trimble, Topcon и Leica уже некоторое время используются с рядом землеройных машин, предоставляя операторам все более точные данные и повышая точность и производительность.

Эти данные использовались для графического представления в кабине перемещаемого материала и контуров, которые необходимо создать, что позволяет операторам работать точно и быстро, не обращаясь постоянно к маркировке пиломатериалов, нанесенной инженерами. 

Во многих случаях это также предотвращает чрезмерное копание, сокращая время, затрачиваемое на переделку одного и того же участка.

Наведение машины — общепринятый метод связи с несколькими машинами на площадке, уменьшающий потребность инженеров в постоянной проверке уклонов и глубин. Действительно, электроника управления машиной и гидравлические системы управления могут быть встроены во многие машины на заводе, готовые к установке на месте антенн GNSS.

Однако встроенное управление машиной делает еще один шаг вперед. Вместо того, чтобы направлять руку оператора для перемещения бульдозерных отвалов и краев ковша для создания желаемого уклона, управление машиной фактически берет на себя управление гидравлической системой машины, предоставляя оператору свободу маневрировать бульдозером или экскаватором.

Komatsu первой выпустила на рынок полную систему интеллектуального управления машиной (IMC) с технологией, разработанной Topcon, которая входит в состав машины на заводе. 

Первой моделью, использующей эту технологию, был бульдозер Komatsu D61PXi/EXi-23, выпущенный в 2013 году.

С тех пор к нему присоединились дополнительные модели бульдозеров, такие как D37EXi/PXi-23, D85EXi/PXi-23 и D155AXi-23. 

Фирма также расширяет перечень технологий, представив первый гусеничный экскаватор с IMC — Komatsu PC210LCi-10.

Бульдозеры имеют инерциальный измерительный блок (IMU), встроенный в нижнюю часть основной рамы, в основном датчик тангажа и рыскания, для регистрации ориентации машины и рабочего угла.

Единственный приемник глобальной навигационной спутниковой системы (GNSS) расположен внутри защитного стального купола на крыше кабины. Это намного безопаснее, чем использование двух антенн, установленных на самом отвале, поскольку операторам не нужно каждый день взбираться на машину, чтобы установить антенну, и меньше шансов ежедневно повредить антенны.

Однако большой прогресс был достигнут благодаря гидроцилиндрам Komatsu с датчиком хода, в которых используется роликовый датчик в крышке цилиндра для точной регистрации выдвижения штока.

Сопоставляя точное положение машины и положение каждого гидроцилиндра, система может автоматически точно определить, где находится отвал бульдозера по отношению к машине. По мере того как бульдозер движется вперед, система постоянно вычисляет поправки и отправляет их на гидравлические органы управления машины для определения высоты отвала и угла поперечного наклона.

Оператор просто водит машину вперед и назад, позволяя IMC работать с отвалом.

В то время как многие системы управления plug-and-play действительно используются только для окончательной чистовой профилирования, оставляя оператору первоначально снимать большее количество материала, бульдозер IMC может выполнять черновую или чистовую профилировку, что значительно сокращает время, необходимое для достижения желаемого результата. окончательный контур и высота материала. 

Komatsu утверждает, что производительность бульдозера IMC может быть на 40 % выше, чем у машины с обычным управлением, что практически исключает необходимость разметки и разметки на месте. 

В модели Komatsu PC210LCi-10 компания Komatsu перенесла технологию IMC, включая гидроцилиндры с датчиком хода, на свой популярный 21-тонный экскаватор. 

Как и в случае с бульдозерами, экскаватор может выполнять грубые работы по копанию и точному планированию, находясь под контролем системы.

Однако, поскольку экскаватор имеет гораздо более широкий диапазон перемещений, система IMC еще не может полностью контролировать все функции стрелы и поворота. Вместо этого IMC берет на себя управление главными подъемными цилиндрами.

Машина оснащена двумя небольшими GNSS-антеннами, которые оператор должен установить перед использованием. Однако, поскольку они расположены на поручнях безопасности на верхней конструкции, к ним легко и безопасно добраться.

Модель PC210LCi-10 оснащена 30-сантиметровым полноцветным монитором в кабине, который показывает оператору желаемый уклон и контур отделки в 3D. Это также позволяет оператору установить ряд параметров перед началом копания. Сюда входит максимальная глубина как для траншейных работ, так и для уклонов.

Когда ковш находится прямо над землей, оператор включает систему и просто тянет рычаг рукояти.

Система IMC рассчитывает положение ковша по отношению к рукояти и поднимает основную стрелу, чтобы удерживать ковш на нужной высоте, предотвращая чрезмерное копание. Это особенно важно при рытье траншей, где под землей есть коммуникации, так как оператор может гарантировать, что машина не докопается до труб или кабелей, скрытых под землей.

При работе на насыпи или на склоне IMC автоматически поднимает или опускает стрелу, когда оператор тянет рукоять, чтобы создать нужный угол наклона. Водитель просто берет на себя управление, когда приходит время наполнить ковш и вывезти добычу. Этого можно добиться, когда машина находится вверху или внизу склона, что повышает универсальность системы.

Для более опытного оператора система управления IMC снижает утомляемость, помогает повысить производительность и сократить расход топлива. Преимущества для менее опытного оператора еще больше, позволяя водителю быстро обрести уверенность в работе, чтобы заканчивать уклоны без чрезмерного копания.

«Рынок сегодня очень открыт, чтобы выслушать нас по этому поводу. Управление строительными площадками в будущем — это то, на чем клиенты будут зарабатывать деньги», — сказал заместитель генерального директора Komatsu Europe Дирк Легран.

«Прибыли в дорожном строительстве стали настолько малы, что клиенты начинают говорить с нами об управлении машинами».

Безусловно, система находит заинтересованных клиентов: Komatsu продала около 50 бульдозеров D61PXi в Европе с момента запуска в прошлом году и более 500 машин работают по всему миру. Те клиенты, которые используют IMC, имеют полный доступ к машине через службу поддержки клиентов Komatsu и телематическую систему Komtrax, которые могут быть в некоторой степени интегрированы с другими запатентованными системами управления сайтом для выполнения ежедневных рабочих задач экскаватора.

Однако для тех, кто хочет вывести систему на новый уровень, Topcon также предлагает собственный инструмент управления сайтом Sitelink 3D Enterprise. 

Sitelink 3D обеспечивает полный доступ к данным машины, обеспечивая двустороннюю передачу информации. Это может быть использовано для предоставления инженерам на месте заводских данных от машины, уменьшая потребность в окончательной проверке инженером сортов на месте. Систему можно использовать для составления отчетов о ежедневных объемах и для различных функций управления задачами, включая контроль качества.

В настоящее время Sitelink 3D будет полностью работать только с оборудованием Topcon IMC. 

Однако компания сотрудничает с рядом производителей техники, включая Ammann, Bomag и нескольких производителей самосвалов, чтобы расширить охват системы.

Как только систему можно будет применять к более широкому спектру машин, подключенных через Интернет, IMC приведет к более быстрому выполнению работ, снижению расхода топлива, повышению безопасности и записываемой точности. Это позволит менеджерам более точно отслеживать прогресс на месте, перемещая машины для продолжения работы, когда это необходимо, и обеспечивая максимальную производительность всего парка.

Действительно, с помощью SiteLink 3D руководители объектов и инженеры могут удаленно управлять экраном в кабине, решать проблемы и при необходимости обновлять спецификацию объекта, не выходя из офиса.

Г-н Легран говорит, что до 20% затрат на строительство связано с ошибками в планировании, количестве материалов, плохими коммуникациями или ремонтными работами из-за перекопки.

«Будущее — это связанная среда: оборудование, программное обеспечение, новые способы работы, новые технологии и бесшовная интеграция», — сказал он.

«Рынок резко пойдет в этом направлении в ближайшие годы».

Варианты управления

Конечно, Komatsu не одинока в сотрудничестве с производителями систем управления и контроля машин.

Компания Caterpillar в течение некоторого времени предлагала предварительную проводку для своей системы контроля уклона, и теперь фирма делает еще один шаг вперед, предлагая интегрированную систему контроля уклона 3D на все большем количестве своих бульдозеров.

Система Cat имеет две антенны GNSS, установленные на кабине, а не на бульдозерном отвале. Фирма утверждает, что подход с двумя антеннами приспосабливается к работе на крутых склонах для предоставления точных данных.

Встроенные кнопки джойстика позволяют операторам быстро корректировать уклон и, как говорят, сокращают ручной ввод до 80 процентов. 

Система Grade Control 3D была впервые представлена ​​на бульдозерах Caterpillar D8T и Caterpillar D9T еще в 2011 году, но впервые будет доступна на Caterpillar D6T к середине 2015 года.