Автоматическая система нивелирования — инструмент для точного и качественного выполнения работ

В дорожном строительстве очень важно точно выдержать заданные проектом геометрические параметры трассы. Погрешности, начиная с этапа разработки грунта и до уплотнения асфальта обойдутся излишними затратами при выборке грунта, выстилании подложки и покрытия или недостаточной прочностью и долговечностью полотна. Решить проблему помогают современные технологии.

Из чего состоит автоматическая система нивелирования

Для предупреждения ошибок при экскавации, поддержания отвала грейдера или выглаживающей плиты асфальтоукладчика в заданном положении, применяют автоматические системы нивелирования (АСН). Их функция автоматически поддерживать отметку высоты. Эти системы, как правило, подключаются к исполнительному оборудованию машин и управляют рабочими органами. 

По сложности автоматические системы делятся на два уровня. 2D – система ориентируется на копирную струну. Более «самостоятельная» — 3D-система нивелирования дорожной техники основана на спутниковой навигации или тахеометрах.

Система 3D нивелирования содержит такие компоненты:

• Аппаратура позиционирования рабочего органа машины. Включает датчики на машине и стационарную базовую станцию.
• Бортовой компьютер.
• Программное обеспечение.

АСН используют при сооружении земляного полотна бульдозерами и экскаваторами, формировании дорожной одежды автогрейдерами и асфальтоукладчиками. Их устанавливают на катки, скреперы, триммеры и дорожные фрезы. Автоматические системы управления для дорожных машин выпускают многие компании. Наиболее известны MOBA, Lieca Geosystems, Topcon Positioning Systems, Trimble, AccuGrade.

Системы нивелирования дорожной техники охватывают все основные этапы работ

Разработка грунта начинается с захода на объект бульдозера. Японская компания Topcon создала линейку систем нивелирования для бульдозера.

Системы 2D содержат блок управления, ультразвуковые датчики на одной или двух сторонах отвала. Они позиционируются относительно струны, бордюра или основания от предыдущего прохода. Получая сигналы от датчиков, система управляет гидравликой отвала. Бульдозерист лишь управляет движением машины. Одномачтовая система Topcon использует спутниковую навигацию. Может применяться на простых поверхностях без крутых поворотов и больших уклонов. Эффективна на средних и тяжелых бульдозерах.

Система 3D нивелирования Dual использует две антенны. Машине с таким оборудованием не нужен датчик поперечного уклона. В 3D-продукте Topcon MC2 вместо датчика уклона на отвале стоит инерционный сенсор. Бортовой компьютер обеспечивает максимальную точность движения. Продукт используется на средних и малых бульдозерах. 

Система 3D LPS работает автономно. Положение отвала отслеживается с помощью тахеометра, а поперечный уклон – датчиком уклона. Эта система тоже обеспечивает высокую точность работ.

Автоматическая система нивелирования 3D Twin содержит два спутниковых приемника. На отвале стоит одна мачта и есть датчик поперечного уклона.

Системы нивелирования для грейдера тоже разделяются на группы 2D и 3D, контролируют продольный и поперечный уклон, высоту отвала. Они оптимизируют количество проходов по поверхности и за счет этого обеспечивают экономичность работы.

Применяются АСН и на экскаваторах. В системах сигнального типа при подходе ковша к заданной глубине на мониторе высвечиваются данные и раздается звуковой сигнал. По мере углубления тон сигнала меняется. Более сложные системы управляют движением ковша в нижнем положении и не позволяют углубиться ниже, чем положено.

К числу самых передовых принадлежат системы нивелирования MOBA, разработанные Mobile Automation AG. Комплекс MOBA Xsite содержит трехосевые датчики уклона. Их устанавливают на стрелу, рукоять, ковш и платформу экскаватора и подсоединяют через CAN-шину. Система MOBA Xsite Eazy может использовать лазерный построитель поверхности, управляет глубиной копания, уклоном, может ограничивать высоту подъема. 

Xsite Link работает с GPS/ГЛОНАСС. Экскаваторщик сам создает трехмерные цифровые модели объектов. Многофункциональная высокотехнологичная система нивелирования для экскаватора Xsite PRO предназначена для крупного строительства.

Система нивелирования для асфальтоукладчика RSS включает лазерный сканер. Тот «прощупывает» полотно дороги на расстоянии 18 м по курсу машины.

Система 3D LPS использует тахеометр, 3D mmGPS – спутниковое позиционирование. Положением выглаживающей плиты управляет ультразвуковая система нивелирования. Датчик определяет толщину покрытия после прохождения выглаживающей плиты, с учетом этого корректируется подача асфальта.

Хорошо известна марка асфальтоукладчиков Vogele – подразделения Wirtgen Group. Мы уже писали о применении щековой дробилки и ресайклера. Раньше к оборудованию асфальтоукладчика система нивелирования Vogele подключалась только через специальный адаптер. Компания MOBA создала программное обеспечение, которое позволяет подключаться напрямую. Системы нивелирования для японских асфальтоукладчиков также преимущественно основаны на оборудовании MOBA-Matic.

Использование АСН повышает производительность труда операторов, помогает работать быстро и точно. Например, по данным компании Caterpillar применение простой сигнальной системы повышает производительность труда экскаваторщика на 22-35%. Ему не нужно периодически покидать кабину, чтобы проверить глубину. Нет остановок, при которых машина потребляет топливо на холостом ходу. А 3D-система нивелирования для экскаватора позволяет увеличить производительность на 45%. 

При использовании автоматических систем нивелирования на каждом этапе дорожных работ повышается качество, уменьшаются затраты на оплату услуг сторонних организаций, топливо.