Perinteisistä korkeusjärjestelmistä integroituihin 3D –koneohjausjärjestelmiin

Rakennustyömaa

Jokainen rakennustyömaa on kuin mikä tahansa tuotantoprosessi. Erilaisia työvaiheita on paljon, jotka liittyvät tiiviisti toisiinsa. Seuraavan työvaiheen toteutuminen vaatii edellisen onnistumista.

Koko toimintakokonaisuuden optimoimiseksi on tärkeää, että laitteet toimivat ja ovat luotettavia. Tehokkailla laitteilla saadaan leikattua kustannuksia, nopeutettua työtä sekä lisättyä työn tarkkuutta.

Tiedonhallinta sekä koneohjaus ovat tärkeitä osatekijöitä työn toteutumiselle suunnitellulla tavalla. Niin kuin jokaisessa tuotantoprosessissa, eri työvaiheet erotellaan ja niitä verrataan suunnitelmiin. Kehittyneet järjestelmät mahdollistavat sen jo maastossa paikan päällä.

Koneohjaus – Konevastaanottimet

Yksinkertaisin koneohjausjärjestelmä sisältää laserin ja konevastaanottimen. Vastaanotin asetetaan koneen kauhaan tai terään ja näin ollen laserin lähettämä säde voidaan havaita koneen ohjaamosta käsin. Selkeät osoittimet näyttävät koneen ohjaajalle mihin suuntaan kauhaa tai terää tulisi liikuttaa. Tässä kokoonpanossa ei ole mahdollisuutta automaattiseen koneen hallintaan vaan ohjaaja tekee itse tarvittavat toimenpiteet. Järjestelmän avulla voidaan eliminoida virheet nopeasti ja tehokkaasti.

Koneohjaus – Automaattinen korkeuden- ja kallistuksenhallinta

Korkeudenohjaus on varmin tapa lähteä liikkeelle automaattisen koneenohjauksen osa-alueella. Järjestelmän käyttö poistaa tarpeen tarkkailla manuaalisesti korkeutta ja sen lisäksi optimoi materiaalin käytön työmaalla. Tämä johtaa tuoton kasvuun sekä tarkkuuden paranemiseen.Mittausten perustuessa olemassa oleviin tasoihin voidaan käyttää laser- tai sonic –sensoreita. Tieto sensoreista välittyy suoraan koneen hydrauliikkajärjestelmään joka ohjaa terän automaattisesti oikeaan asentoon. Järjestelmän asentamisen jälkeenkin konetta voidaan käyttää edelleen manuaalisesti sekä automaattisesti aiheuttamatta hitaita ja kiusallisia vaihtoprosesseja.

Järjestelmästä riippuen kahden laservastaanottimen sijasta koneen terään voidaan asentaa myös kallistuksen tunnistin, joka ohjaa sen oikeaa kulmaa.

Tapauksissa, joissa tasolaserin käyttö ei ole tarkoituksenmukaista, voidaan käyttää Sonic tracker –sovellutusta. Sonic tracker mahdollistaa työskentelyn myös paikoissa, jossa ilmenee pystygeometrisiä kaaria.

Sonic Tracker on laite, joka tuottaa ääniaaltoja n. 25Hz taajuudella ja mittaa niitä apuna käyttäen etäisyyden olemassa olevaan pintaan. Laite soveltuu erityisesti tierakentamiseen, jossa pystygeometriset kaaret ovat yleisiä.

Puskukonejärjestelmät

Puskukoneen ohjausjärjestelmä voidaan toteuttaa monella eri tavalla riippuen käyttötarpeista. Kahden laser -vastaanottimen käyttö on erittäin yleinen tapa toteuttaa sovellutus, kun toimitaan laajoilla alueilla. TOPCON TM-1 teleskooppimastoa ja LS-B2 laservastaanotinta käytettäessä saavutetaan erittäin tarkka 1 mm tarkkuus.

On mahdollista käyttää myös yhtä laservastaanotinta ja kallistussensoria. TOPCON tarjoaa kallistussensorin, joka kykenee käsittelemään kaltevuuksia jopa -100% - +100% väillä mahdollistaen työskentelyn jyrkissäkin kohteissa.

Tiehöyläjärjestelmät

Suurin osa höyläohajusjärjestelmistä koostuu laservastaanottimista ja kallistussensoreista. TOPCON on kehittänyt ainutlaatuisen ”Trackerjack” maston, joka on suunniteltu erityisesti tiehöyläkäyttöön. Masto eroaa perinteisestä siten, että ainoastaan vastaanotin liikkuu koko teleskooppimaston sijaan. Tämän järjestelmän etuna on, että kaikki liikkuvat osat saadaan helposti irrotettua vastaanottimen mukana esimerkiksi yön yli säilytystä varten.

Kaivinkonejärjestelmät

Kaivinkonejärjestelmät toimivat hieman eri lailla, kuin muut koneenohjausjärjestelmät. Kaivinkoneen kaikki liikkuvat osat on otettava huomioon koneenohjausta suunniteltaessa. Järjestelmän tarkat ja erikoisvahvat sensorit on sijoitettu turvallisiin paikkoihin koneessa, jotta ne altistuvat mahdollisimman vähän haitallisille tekijöille. Haluttu kallistus ja korko asetetaan järjestelmään ja kuljettaja vain noudattaa ohjeita.

Kaivinkoneen automatisointi tarjoaa etuja ja tehokkuutta työskentelyyn. Materiaalin säästämisessä, tuottavuuden kasvussa järjestelmä auttaa tehokkaasti. Erikoistilanteissa, joissa kuljettajalla ei ole mahdollisuutta nähdä kauhan liikkeitä ohjausjärjestelmä on lähes korvaamaton.

TS-5 järjestelmä toimii jykevän kosketusnäytön kautta, jonka avulla arvojen syöttäminen on vaivatonta ja nopeaa. Järjestelmä pitää tarkasti kauhan halutussa korkeudessa ja kaltevuudessa. Korkeus voidaan ottaa merkeistä, laserilta tai GPS:ltä.

3D-koneohjaus

Työmaata suunniteltaessa perinteiseen tapaan suunniteltu digtaalinen malli siirretään maastoon merkkien avulla mittaajan toimesta. Operaatioon kuluu aikaa ja työtä. Miksei digitaalista mallia kannattaisi siirtää suoraan työkoneeseen ja säästää aikaa ja vaivaa sekä vähentää inhimillisten erehdysten mahdollisuutta?

Yksinkertaisuudessaan 3D–koneenohjaus on sitä, että suunnittelijalta saatava digitaalinen malli ladataan työkoneessa sijaitsevaan ohjausjärjestelmään, jolloin koneen sensorit ohjaavat työkoneen hytissä sijaitsevan näytön avulla oikeaan korkoon ja kallistukseen oikeassa paikassa automaattisesti tai kuljettajaa avustaen.

Koneen sijainti saadaan selville satelliittipaikannusta tai takymetriohjausta apuna käyttäen. GPS–antennit tai takymetrin prisma on sijoitettu koneeseen näkyvälle paikalle ja sensorien avulla terien ja kauhojen sijainti saadaan tarkasti selville. Järjestelmää voidaan käyttää ohjaamaan koneen hydrauliikkaa, jolloin järjestelmä on täysin automaattinen tai sitä voidaan käyttää vain opastinjärjestelmänä. Järjestelmä mahdollistaa työskentelyn työmaalla olosuhteista riippumatta.

Mallit työmaasta tallennetaan  Flash–kortille ja ladataan edelleen ohjausyksikön sisäiseen muistiin. Tietojen lataaminen ei vaadi erillistä tietokonetta. 3D- järjestelmä tarjoaa tehokaan ja tarkan työskentely-ympäristön korkotarkkuuksien ollessa jopa +/-1-3 cm.

Satelliittipaikannus koneohjauksessa

Paikannussatelliitit kiertävät maata n. 21 000 km korkeudessa. Signaalin kulkumatka on erittäin pitkä ja altis erinäisille häiriötekijöille. Nämä tekijät vähentävät mittauksien tarkkuutta. Tukiasemaa apuna käyttäen virheet voidaan minimoida tänä päivänä erittäin tehokkaasti. Yksi vastaanotin (tukiasema) sijoitetaan tunnetulle pisteelle jolla havaitaan tunnettujen ja havaittujen koordinaattien välistä eroa.

Kartoitusyksiköksi kutsutaan koneeseen kiinnitettyä vastaanotinta. Koneella voidaan toimia n. 15 km säteellä tukiasemasta. Korjausdata tukiasemalta kartoitusyksikköön voidaan lähettää radio- tai GSM –modeemia apuna käyttäen. Tällaista tarkkaa GPS –mittausta kutsutaan nimellä RTK–mittaaminen (Real Time Kinematic).

Satelliittipaikannus kaivinkoneessa

Satelliittipaikannuksen käyttäminen kaivinkoneissakin on mahdollista Topconin järjestelmän avulla. Kaivinkoneen kaikki liikkuvat osat on varustettu kallistussensoreilla, joiden avulla kauhan sijainti saadaan tarkasti selville. Sijaintitiedon saamiseksi kaivinkoneeseen on sijoitettu kaksi GPS+ –antennia. Kahta GPS+ -antennia käytettäessä pyörimissensoreiden tarve poistuu. Järjestelmä tietää aina sijaintinsa sen ollessa paikoillaankin.

Järjestelmien eroavaisuuksia

Perinteinen GPS

* Käyttää 24 Navstar GPS –satelliittia
* Senttimetritasotarkkuus RTK–mittauksissa
* Ei tarjoa tarvittavaa signaalia RTK-mittaukselle 24 h/vrk

Niin kuin kaikki muutkin Topcon tarjoaa ainoastaan GPS–vastaanottimia. Nämä vastaanottimet ottavat vastaan signaalia vain Navstarin GPS –satelliiteilta. Ongelmana on, ettei satelliittien määrä riitä tarkkaan paikannusratkaisuun ympärivuorokauden.

Image


Topcon GPS+

* Käyttää 24 Navstar GPS –satelliittia
* Käyttää lisäksi 13 GLONASS –satelliittia
* Senttimetritasotarkkuus RTK–mittauksissa
* Tarjoaa tarvittavan määrän satelliitteja RTK–mittaukselle

Enemmän satelliitteja tarkoittaa enemmän tarkkuutta, peitteisempiä mittauspaikkoja ja lyhyempiä alustusaikoja. Topconin vastaanottimet tukevat myös tulevaisuuden eurooppalaista Galileo–järjestelmää.

Image

Topcon mmGPS

* Käyttää 24 Navstar GPS –satelliittia
* Käyttää 13 GLONASS –satelliittia
* Millimetritasotarkkuus RTK–mittauksissa
* Työskentelyalue 2,4 km 4 Laser –lähettimellä
* Nopeampi FIX

mmGPS tarjoaa satelliittipaikannuksen nopeuden ja vaivattomuuden sekä laserjärjestelmän tarkkuuden samassa paketissa. Enää takymetrien ja perinteisten tasolaserien käyttö työmaalla ei ole välttämätöntä.

Image

Lisätietoja:
Jouni Mäki-Tulokas
+35840 5832122
Tämä sähköpostiosoite on suojattu spamboteilta. Tarvitset JavaScript-tuen nähdäksesi sen.

© Topgeo Oy
Design by Sanni