Автоматична система нівелювання – інструмент для точного та якісного виконання робіт

У дорожньому будівництві дуже важливо точно витримати задані проєктом геометричні параметри траси. Похибки, починаючи з етапу розробки ґрунту і до ущільнення асфальту обійдуться зайвими витратами при вибірці ґрунту, облаштуванні основи та покриття або недостатньою міцністю і довговічністю дорожнього полотна. Вирішити проблему допомагають сучасні технології.

З чого складається автоматична система нівелювання

Для попередження помилок при екскавації, підтримки відвалу грейдера або вигладжувальної плити асфальтоукладача у заданому положенні, застосовують автоматичні системи нівелювання (АСН). Їх функція автоматично підтримувати висотну позначку. Ці системи, як правило, підключаються до виконавчого обладнанню машин і керують робочими органами.

За складністю автоматичні системи діляться на два рівня. 2D – система орієнтується на копірну струну. Більш “самостійна” – 3D-система нівелювання дорожньої техніки заснована на супутниковій навігації або тахеометрах.

Система 3D нівелювання містить такі компоненти:

• Апаратура позиціонування робочого органу машини. Вона включає датчики на машині і стаціонарну базову станцію.
• Бортовий комп’ютер.
• Програмне забезпечення.

АСН використовують при спорудженні земляного полотна бульдозерами і екскаваторами, формуванні дорожнього одягу автогрейдерами і асфальтоукладачами. Їх встановлюють на котки, скрепери, тримери і дорожні фрези. Автоматичні системи управління для дорожніх машин випускають багато компаній. Найбільш відомі MOBA, Lieca Geosystems, Topcon Positioning Systems, Trimble, AccuGrade.

Системи нівелювання дорожньої техніки охоплюють всі основні етапи робіт

Розробка ґрунту починається із заходу на об’єкт бульдозера. Японська компанія Topcon створила лінійку систем нівелювання для бульдозера.

Системи 2D містять блок управління, ультразвукові датчики на одній або двох сторонах відвалу. Вони позиціонуються щодо струни, бордюру або основи від попереднього проходу. Отримуючи сигнали від датчиків, система керує гідравлікою відвалу, а бульдозерист – лише рухом машини. Однощоглова система Topcon використовує супутникову навігацію. Може застосовуватися на простих поверхнях без крутих поворотів і великих ухилів. Ефективна на середніх і важких бульдозерах.

Система 3D нівелювання Dual використовує дві антени. Машині з таким обладнанням не потрібен датчик поперечного ухилу. У 3D-продукті Topcon MC2 замість датчика ухилу на відвалі встановлено інерційний сенсор. Бортовий комп’ютер забезпечує максимальну точність руху. Продукт використовується на середніх і малих бульдозерах.

Система 3D LPS працює автономно. Положення відвалу відстежується за допомогою тахеометра, а поперечний ухил – датчиком ухилу. Ця система теж забезпечує високу точність робіт.

Автоматична система нівелювання 3D Twin містить два супутникових приймача. На відвалі встановлено одну щоглу і є датчик поперечного ухилу.

Системи нівелювання для грейдера теж поділяються на групи 2D і 3D, контролюють поздовжній і поперечний ухил, висоту відвалу. Вони оптимізують кількість проходів по поверхні і за рахунок цього забезпечують економічність роботи.

Застосовуються АСН і на екскаваторах. У системах сигнального типу при підході ковша до заданої глибини на моніторі висвічуються дані і лунає звуковий сигнал. У міру поглиблення тон сигналу змінюється. Більш складні системи керують рухом ковша у нижньому положенні і не дозволяють заглибитися нижче, ніж належить.

До числа найбільш передових належать системи нівелювання MOBA, розроблені Mobile Automation AG. Комплекс MOBA Xsite містить трьохвісеві датчики ухилу. Їх встановлюють на стрілу, рукоять, ківш і платформу екскаватора і під’єднують через CAN-шину. Система MOBA Xsite Eazy може використовувати лазерний побудовувач поверхні, керує глибиною копання, ухилом, може обмежувати висоту підйому.

Xsite Link працює з GPS/ГЛОНАСС. Екскаваторник сам створює тривимірні цифрові моделі об’єктів. Багатофункціональна високотехнологічна система нівелювання для екскаватора Xsite PRO призначена для великого будівництва.

Система нівелювання для асфальтоукладача RSS включає лазерний сканер. Той “промацує” полотно дороги на відстані 18 м по курсу машини.

Система 3D LPS використовує тахеометр, 3D mmGPS – супутникове позиціонування. Положенням вигладжувальної плити керує ультразвукова система нівелювання. Датчик визначає товщину покриття після проходження вигладжувальної плити, з урахуванням цього коригується подача асфальту.

Добре відома марка асфальтоукладачів Vogele (підрозділу Wirtgen Group). Ми вже писали про застосування щокової дробарки і ресайклера цього концерну. Раніше до обладнання асфальтоукладача система нівелювання Vogele підключалася тільки через спеціальний адаптер. Компанія MOBA створила програмне забезпечення, яке дозволяє підключатися безпосередньо. Системи нівелювання для японських асфальтоукладчиків також переважно засновані на обладнанні MOBA-Matic.

Використання АСН підвищує продуктивність праці операторів, допомагає працювати швидко і точно. Наприклад, за даними компанії Caterpillar застосування простої сигнальної системи підвищує продуктивність праці екскаваторника на 22-35%. Йому не потрібно періодично залишати кабіну, щоб перевірити глибину. Немає зупинок, при яких машина споживає пальне на холостому ходу. А 3D-система нівелювання для екскаватора дозволяє збільшити продуктивність на 45%.

При використанні автоматичних систем нівелювання на кожному етапі дорожніх робіт підвищується якість, зменшуються витрати на оплату послуг сторонніх організацій, паливо.