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L'automazione degli escavatori raggiunge il livello successivo

Il controllo del livello dell'escavatore che può comandare le valvole idrauliche della macchina si sta diffondendo in tutti i marchi per automatizzare le funzioni, riducendo le richieste per gli operatori e rendendo più facile ottenere i risultati desiderati

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Molte delle caratteristiche degli escavatori di ultima generazione consentono il funzionamento semiautomatico delle funzioni critiche.Ciò aumenta l'efficienza e la produttività dell'operatore.

"Il controllo della pendenza si sta rapidamente spostando nel settore delle costruzioni come un uragano", afferma Adam Woods, manager dell'innovazione e dell'integrazione tecnologica, LBX.“Link-Belt lo riconosce e ha sviluppato una soluzione di livellamento integrata basata su Trimble Earthworks, chiamata Link-Belt Precision Grade.Il sistema funziona all'unisono ed è perfettamente integrato nel nostro sistema idraulico proprietario, chiamato Spool Stroke Control.
"Link-Belt Precision Grade è stato sviluppato e lanciato per molti scopi, ma uno di questi è stato quello di arginare l'imminente divario di manodopera", continua."Con il ritiro di un numero maggiore di operatori esperti, l'industria vedrà un aumento di una generazione più giovane che verrà a ricoprire quelle posizioni".Con questo viene la necessità di educare, formare e imparare.È qui che entra in gioco la soluzione di valutazione integrata."Prendendo nuovi operatori e portandoli a livelli di produttività di operatori esperti in poche ore e/o giorni, Link-Belt Precision Grade cerca di ridurre la curva di apprendimento per rendere i clienti produttivi ed efficienti il ​​prima possibile".

Le funzioni automatizzate sono un ottimo strumento per gli operatori nuovi o meno esperti."Li aiuta a mantenere il livello aiutandoli una volta che il secchio ha raggiunto il livello e [permette loro di] avere un'idea", afferma Ryan Neal, professionista del mercato, Caterpillar.“E per gli operatori esperti, è un altro strumento nella loro cintura.Se capiscono già la lettura della posta in gioco e hanno un'idea della profondità e della pendenza, questo li farà solo avanzare nell'essere più precisi per periodi di tempo più lunghi e aiuterà con l'affaticamento mentale dell'operatore.

L'automazione aiuta la precisione
Cat Grade standard con Assist automatizza i movimenti del braccio, dell'avambraccio e della benna per fornire tagli più precisi con meno sforzo.L'operatore imposta semplicemente la profondità e la pendenza nel monitor e attiva lo scavo a leva singola.
"Offriamo il nostro Cat Grade con Assist sulla maggior parte della nostra gamma, dal 313 al 352, come standard", afferma Neal.“Consente all'operatore di mantenere il livellamento e di mantenere l'operatore più preciso e meno affaticato mentalmente dallo scavare sul livello tutto il giorno.Abbiamo una soluzione 2D standard per coloro che vogliono mantenere una profondità specifica, nonché una soluzione 3D dalla fabbrica o da un rivenditore SITECH.

John Deere ha semplificato il funzionamento con la tecnologia SmartGrade."Abbiamo dotato i modelli 210G LC, 350G LC e 470G LC di SmartGrade per offrire agli operatori con esperienza di livello base la possibilità di raggiungere il livello in modo rapido e sicuro", afferma Justin Steger, responsabile marketing delle soluzioni, sviluppo del sito e metropolitana.“Controllando il braccio e la benna, questa tecnologia semiautomatica consente all'operatore di concentrarsi sulla funzione del braccio, con conseguente riduzione dei controlli periodici del livello ogni volta.La tecnologia SmartGrade renderà gli operatori inesperti bravi e gli operatori bravi grandi”.

L'escavatore Intelligent Machine Control (iMC) di Komatsu consente all'operatore di concentrarsi sullo spostamento efficiente del materiale, tracciando in modo semiautomatico la superficie target e limitando lo scavo."A partire dal nostro PC210 LCi-11, abbiamo lanciato iMC 2.0", afferma Andrew Earing, product manager per le apparecchiature cingolate."Con iMC 2.0, offriremo il controllo della presa della benna e il controllo della benna con inclinazione automatica opzionale, due caratteristiche principali che aiuteranno la produttività e l'efficienza complessive in cantiere".

Il blocco dell'angolo della benna e il controllo opzionale dell'inclinazione automatica sono funzionalità più recenti sugli escavatori Komatsu iMC.Con Bucket Angle Hold, l'operatore imposta l'angolo della benna desiderato e il sistema mantiene automaticamente l'angolo durante la passata di livellamento.Il controllo di inclinazione automatica inclina automaticamente la benna sulla superficie del progetto e la riporta in posizione orizzontale per lo scarico.

Il controllo dell'inclinazione automatica aumenta l'efficienza del cantiere."Non è più necessario spostare la macchina ogni volta che si desidera eseguire una valutazione finale", afferma Earing."Ora puoi farlo da una posizione e ancora livellare le superfici con altissima precisione."

L'assistenza al livellamento automatico rende più facile raggiungere il livello.L'operatore muove il braccio e il braccio regola automaticamente l'altezza della benna per tracciare la superficie di destinazione del progetto.Ciò consente all'operatore di eseguire operazioni di scavo grossolane senza preoccuparsi delle superfici di progetto e di livellare con precisione azionando solo la leva del braccio.

Come primo passo verso l'automazione, Case Construction è entrata nel regno del controllo delle macchine installato in fabbrica con i suoi escavatori della serie D all'inizio di quest'anno.Ora puoi ordinare e ricevere in consegna un escavatore Case con sistema di scavo 2D o 3D già installato e testato dall'OEM.

"Quello che stiamo facendo qui è abbinare, installare e testare i sistemi 2D e 3D di Leica Geosystems con gli escavatori Case serie D fino al CX 350D", afferma Nathaniel Waldschmidt, product manager – escavatori.“Semplifica enormemente il processo di acquisizione.

"Il controllo della macchina ha la capacità di trasformare la produttività, l'efficienza e la redditività a lungo termine degli escavatori", continua."Stiamo ora aggiungendo il controllo della macchina con gli escavatori completamente chiavi in ​​mano, consentendo agli appaltatori di sperimentare questi vantaggi in un'esperienza estremamente fluida con il loro rivenditore certificato Case SiteControl."

Miglioramenti misurabili della produttività
I test eseguiti da molti dei principali OEM di escavatori dimostrano notevoli miglioramenti della produttività durante l'implementazione di funzioni di controllo del livello semiautomatico.

“In un test di livellamento planare controllato, abbiamo misurato la velocità e la precisione per un operatore principiante ed esperto in modalità manuale rispetto al controllo SmartGrade 3D [di John Deere].I risultati sono stati che SmartGrade ha reso l'operatore alle prime armi il 90% più preciso e il 34% più veloce.Ha reso l'operatore esperto il 58% più preciso e il 10% più veloce", afferma Steger.

Gli studi sulla produttività e sull'efficienza mostrano vantaggi difficili da ignorare."Quando abbiamo svolto casi di studio in passato, abbiamo riscontrato un miglioramento nel tempo fino al 63%", afferma Earing di Komatsu.“Il motivo per cui siamo in grado di arrivarci è che questa tecnologia riduce notevolmente o addirittura elimina lo staking.La classificazione è molto più efficiente e l'ispezione può essere eseguita letteralmente con questa tecnologia invece di dover riportare qualcuno sul posto".La verifica dell'assemblaggio può essere eseguita dall'escavatore.“Nel complesso, il risparmio di tempo è enorme.”

La tecnologia inoltre comprime notevolmente la curva di apprendimento."I giorni di attesa per mesi e anni prima che i nuovi operatori acquisissero le competenze necessarie per tagliare gradi accurati e precisi sono finiti", afferma Woods."I mesi e gli anni ora diventano ore e giorni con l'aiuto del controllo macchina semi-autonomo Link-Belt Precision Grade e indicano i sistemi di guida della macchina."

La tecnologia riduce anche i tempi di ciclo."Fando affidamento sulla macchina e sul sistema per eseguire tutti i calcoli esatti e pensare, l'operatore può entrare e uscire dallo scavo più rapidamente consentendo alla macchina di eseguire la funzione di livellamento fine per loro", spiega Woods.“Con il sistema che rimane sempre sulla corretta profondità e percorso in pendenza dell'operatore, la funzione viene completata in modo più efficiente senza congetture.

"La produttività è stata testata e studiata per mostrare miglioramenti fino al 50%, a seconda della domanda di lavoro", osserva.“L'automazione elimina chiaramente le congetture dal compito in cantiere, consentendo agli operatori di concentrarsi su altre cose.L'automazione consente inoltre ai cantieri di funzionare senza la necessità di ulteriori topografi e controllori di livello all'interno dell'area di lavoro.Ciò riduce notevolmente le possibilità e il rischio che gli astanti vengano feriti durante le operazioni precedentemente di routine”.

Protezione da scavo eccessivo equivale a grandi risparmi
La perdita di produttività e i costi di materiale in eccesso associati allo scavo eccessivo sono un fattore di costo importante in molti cantieri.

"Con migliaia e talvolta decine di migliaia di dollari persi a causa di scavi eccessivi... per cose come materiali di riempimento necessari, tempo perso durante lo scavo e tempo speso per controllare l'accuratezza e la pendenza, la protezione da scavo eccessivo può far risparmiare denaro", afferma Woods."Inoltre, con alcune aziende che vengono spinte in 'rosso' a causa di errori di calcolo, che colpiscono i profitti delle aziende, alcune aziende potrebbero rimanere a galla grazie alla mitigazione dell'eccessivo scavo".

Dover monitorare continuamente i progressi verso il grado e possibilmente rallentare mentre ti avvicini al voto finale è controproducente, quindi Link-Belt offre anche una tecnologia di protezione da scavi eccessivi."La protezione da scavo eccessivo mantiene gli operatori al massimo delle prestazioni, riducendo la necessità di materiali di riempimento molto costosi e mitigando il problema della perdita di tempo, carburante e usura della macchina che scava oltre il livello inconsapevolmente", spiega Woods.

John Deere ha due funzioni che fungono automaticamente da meccanismo di difesa contro il tempo sprecato scavando troppo in profondità."Il primo è Overdig Protect, una protezione per la superficie di progettazione che impedisce all'operatore di scavare oltre il piano progettato", afferma Steger."L'altro è Virtual Front, un arresto del tagliente della benna prima che entri in contatto con la parte anteriore della macchina a una distanza preimpostata dall'operatore".

Il Cat Grade con sistema 2D guida automaticamente la profondità di scavo, la pendenza e la distanza orizzontale per raggiungere rapidamente e con precisione la pendenza desiderata.Gli utenti possono programmare fino a quattro delle profondità target più comunemente utilizzate e offset di pendenza in modo che l'operatore possa arrivare facilmente al livellamento.La cosa migliore è che non sono necessari correttori di livello, quindi l'area di lavoro è più sicura.

Cat Grade con sistema 2D è aggiornabile a Grade con Advanced 2D o Grade con 3D per aumentare la produttività ed espandere le capacità di livellamento.GRADE con Advanced 2D aggiunge funzionalità di progettazione sul campo tramite un ulteriore 10 pollici.monitor touchscreen ad alta risoluzione.GRADE con 3D aggiunge il posizionamento GPS e GLONASS per la massima precisione.Inoltre, è più facile connettersi a servizi 3D come Trimble Connected Community o Virtual Reference Station con la tecnologia di comunicazione integrata dell'escavatore.

La tecnologia iMC di Komatsu utilizza i dati di progettazione 3D caricati nella casella di controllo per verificare con precisione la sua posizione rispetto al grado di destinazione del progetto.Quando la benna raggiunge l'obiettivo, il software impedisce alla macchina di scavare eccessivamente.

Questo sistema di controllo della macchina intelligente integrato e installato in fabbrica viene fornito di serie con cilindri idraulici con rilevamento della corsa, più componenti del sistema globale di navigazione satellitare (GNSS) e un sensore IMU (Inertial Measurement Unit).Il cilindro di rilevamento della corsa fornisce informazioni precise e in tempo reale sulla posizione della benna all'ampio monitor in cabina, mentre l'IMU riporta l'orientamento della macchina.

La tecnologia iMC richiede modelli 3D."La direzione che abbiamo preso come azienda è quella di essere in grado di trasformare qualsiasi sito 2D in un sito 3D", afferma Earing.“L'intero settore si sta muovendo verso il 3D.Sappiamo che questo è il futuro generale di questo settore".

John Deere offre quattro opzioni di gestione della pendenza: SmartGrade, SmartGrade-Ready con 2D, Guida della pendenza 3D e Guida della pendenza 2D.I kit di aggiornamento per ciascuna opzione consentono ai clienti di adottare la tecnologia al proprio ritmo.

"Incorporando una tecnologia di precisione come SmartGrade nella nostra gamma di escavatori, stiamo aumentando la produttività e l'efficienza del cantiere, migliorando le capacità dei nostri operatori", afferma Steger.“Tuttavia, non esiste una soluzione valida per tutti e gli appaltatori hanno bisogno di opzioni per abbinare la giusta tecnologia alle loro esigenze aziendali.È qui che i clienti traggono davvero vantaggio dalla flessibilità del nostro percorso di gestione dei voti".

L'escavatore SmartGrade automatizza le funzioni del braccio e della benna, consentendo all'operatore di ottenere più facilmente un grado di finitura accurato.Il sistema utilizza la tecnologia di posizionamento GNSS per un posizionamento orizzontale e verticale accurato.

L'area di lavoro definita migliora la sicurezza
Comprendendo sempre esattamente dove sono posizionati il ​​braccio e la benna sul sito, tale tecnologia può essere utilizzata per restringere l'area operativa definita e avvisare gli operatori se si stanno avvicinando ad aree con ostacoli, come linee elettriche aeree, edifici, muri, ecc.

"L'automazione negli escavatori ha fatto molta strada", afferma Neal.“Le nostre funzioni di facilità d'uso possono creare una 'bolla di sicurezza' intorno alla macchina che aiuterà a prevenire che la macchina colpisca un oggetto, oltre a proteggere le persone intorno alla macchina.Abbiamo la capacità di creare soffitti virtuali sopra e sotto la macchina, davanti alla macchina e lateralmente, oltre a evitare la cabina”.

Oltre all'elusione della cabina standard, Caterpillar fornisce un E-Fence 2D che mantiene il sollevatore anteriore all'interno di un'area di lavoro predefinita per evitare pericoli sul luogo di lavoro.Che tu stia utilizzando una benna o un martello, E-Fence 2D standard arresta automaticamente il movimento dell'escavatore utilizzando i limiti impostati nel monitor per l'intera area di lavoro: sopra, sotto, sui lati e davanti.E-Fence protegge le apparecchiature dai danni e riduce le multe relative alla zonizzazione o ai danni alle utenze sotterranee.I confini automatici aiutano anche a prevenire l'affaticamento dell'operatore riducendo le oscillazioni e gli scavi eccessivi.

John Deere utilizza una tecnologia simile."Oltre a mantenere il cantiere in esecuzione in modo efficiente e tempi di attività a un livello ottimale, Virtual Ceiling, Virtual Floor, Virtual Swing e Virtual Wall monitorano l'ambiente circostante della macchina", afferma Steger."Anziché limitare idraulicamente la macchina, queste caratteristiche di recinzione virtuale avvisano visivamente e acusticamente l'operatore quando la macchina si avvicina ai limiti impostati."

Aspettati una maggiore precisione in futuro
La tecnologia dell'automazione sta avanzando rapidamente.Per quanto riguarda dove andrà in futuro, una maggiore precisione sembra essere un tema comune.

"L'innovazione più importante nell'automazione sarebbe la precisione", afferma Neal.“Se non è accurato, allora non c'è molto vantaggio nella tecnologia.E questa tecnologia migliorerà solo e avrà una maggiore precisione, più opzioni, strumenti di allenamento, ecc. Sento che il cielo è il limite".

Steger è d'accordo, osservando: “Nel corso del tempo, probabilmente vedremo sistemi di gestione del livello su più macchine con una precisione ancora migliore.C'è sempre la possibilità di automatizzare anche più funzioni del ciclo di scavo.Il futuro è luminoso per questa tecnologia".

La piena automazione potrebbe essere all'orizzonte?"Con i sistemi del settore oggi semi-autonomi, il che significa che il sistema richiede ancora la presenza di un operatore, si potrebbe presumere e aspettarsi che il futuro includa un cantiere completamente autonomo", afferma Woods."Il futuro di questa tecnologia e del nostro settore è limitato solo dall'immaginazione e dagli individui al suo interno".


Orario postale: 13 settembre-2021