機械の油圧バルブを制御できる掘削機グレードの制御は、機能を自動化するためにブランド全体に広がり、オペレーターの要求を減らし、望ましい結果をより簡単に達成できるようにします
最新世代の掘削機の機能の多くは、重要な機能の半自動操作を可能にします。これにより、オペレーターの効率と生産性が向上します。
「勾配制御は、ハリケーンのように建設業界に急速に移行しています」と、LBXのイノベーションとテクノロジー統合のマネージャーであるAdamWoodsは述べています。「Link-Beltはこれを認識し、Link-Belt PrecisionGradeと呼ばれるTrimbleEarthworksを搭載した統合グレーディングソリューションを開発しました。このシステムは協調して動作し、スプールストローク制御と呼ばれる独自の油圧システムにシームレスに統合されています。
「Link-BeltPrecisionGradeは多くの目的で開発および発売されましたが、差し迫った労働力のギャップを抑えることもその1つでした」と彼は続けます。「ベテランのオペレーターの力が引退することで、業界はそれらのポジションを埋めるためにやってくる若い世代の増加を見るでしょう。」これに伴い、教育、訓練、学習が必要になります。ここで、統合されたグレーディングソリューションが登場します。「新しいオペレーターを採用し、数時間または数日、あるいはその両方で熟練したオペレーターの生産性レベルに到達させることで、Link-Belt Precision Gradeは学習曲線を短縮し、顧客の生産性と効率をできるだけ早く高めることを目指しています。」
自動化された機能は、初心者またはスキルの低いオペレーターにとって優れたツールです。キャタピラーのマーケットプロフェッショナルであるライアンニールは、次のように述べています。「そして熟練したオペレーターにとって、それは彼らのベルトのもう一つのツールです。彼らがすでに勾配の杭を読むことを理解していて、深さと傾斜の感覚を持っている場合、これは彼らをより長期間より正確にすることで彼らを前進させ、オペレーターの精神的疲労を助けます。」
自動化は精度を支援します
アシスト付きの標準キャットグレードは、ブーム、スティック、バケットの動きを自動化し、少ない労力でより正確なカットを実現します。オペレーターは、モニターに深さと傾斜を設定するだけで、シングルレバー掘削をアクティブにします。
「私たちは、標準で313から352まで、ほとんどのラインナップでアシスト付きの猫用グレードを提供しています」とニールは言います。「これにより、オペレーターは勾配を維持し、オペレーターをより正確に保ち、一日中勾配を掘るのに精神的な疲労を軽減することができます。特定の深さを維持したい人のための標準的な2Dソリューションと、工場またはSITECHディーラーからの3Dソリューションがあります。
John Deereは、SmartGradeテクノロジーを使用して操作を簡素化しました。「210GLC、350G LC、470G LCにSmartGradeを装備し、エントリーレベルの経験を持つオペレーターが迅速かつ自信を持ってグレードを達成できるようにしました」と、サイト開発およびアンダーグラウンドのソリューションマーケティングマネージャーであるジャスティンステガーは述べています。「ブームとバケットを制御することにより、この半自動技術により、オペレーターはアーム機能に集中できるようになり、毎回の定期的なグレードチェックが少なくなります。SmartGradeテクノロジーは、初心者のオペレーターを優れたものにし、優れたオペレーターを優れたものにします。」
コマツのインテリジェントマシンコントロール（iMC）掘削機により、オペレーターは、ターゲット表面を半自動でトレースし、掘削を制限しながら、材料の移動に効率的に集中できます。「PC210LCi-11から始めて、iMC2.0を発売しました」と追跡機器の製品マネージャーであるAndrewEaringは言います。「iMC2.0では、バケットホールド制御とオプションの自動傾斜バケット制御を提供します。これは、現場での全体的な生産性と効率に役立つ2つの主要な機能です。」
バケットアングルホールドとオプションのオートチルトコントロールは、コマツiMCショベルの新機能です。バケット角度ホールドを使用すると、オペレーターは希望のバケット角度を設定し、システムはグレーディングパス全体で角度を自動的に維持します。自動傾斜制御は、バケットを設計面に自動的に傾斜させ、水平に戻してアンロードします。
自動傾斜制御により、現場の効率が向上します。「フィニッシュグレーディングパスを作成するたびにマシンを移動する必要がなくなりました」とEaring氏は言います。「これで、1つの位置からそれを実行しながら、非常に高い精度でサーフェスをグレーディングできます。」
自動勾配アシストにより、勾配を簡単に打つことができます。オペレーターがアームを動かすと、ブームがバケットの高さを自動的に調整して、設計対象の表面をトレースします。これにより、オペレーターは設計面を気にせずに大まかな掘削作業を行うことができ、アームレバーのみを操作することで細かい勾配を付けることができます。
自動化への第一歩として、Case Constructionは、今年初めにDシリーズショベルでファクトリーフィットの機械制御の領域に入りました。これで、OEMによってすでにインストールおよびテストされている2Dまたは3D掘削システムを備えたケース掘削機を注文して納品することができます。
「ここで行っているのは、Leica Geosystemsの2Dおよび3Dシステムと、CX350DまでのCaseDシリーズ掘削機のマッチング、インストール、およびテストです」と、掘削機の製品マネージャーであるNathanielWaldschmidtは述べています。「これにより、取得プロセスが大幅に簡素化されます。
「機械制御には、掘削機の生産性、効率、および長期的な収益性を変革する能力があります」と彼は続けます。「現在、掘削機を備えた機械制御を完全にターンキーで追加しているため、請負業者は、CaseSiteControl認定ディーラーとの非常にシームレスなエクスペリエンスでこれらのメリットを体験できます。」
測定可能な生産性の向上
いくつかの主要な掘削機OEMによって実行されたテストは、半自動の勾配制御機能を実装すると、生産性が大幅に向上することを示しています。
「制御された平面勾配グレーディングテストでは、手動モードと[JohnDeere]のSmartGrade3D制御で、初心者と経験豊富なオペレーターの速度と精度を測定しました。その結果、SmartGradeにより、初心者のオペレーターは90％正確になり、34％速くなりました。経験豊富なオペレーターの精度が58％向上し、10％高速化されました」とSteger氏は言います。
生産性と効率の研究は、無視するのが難しい利益を示しています。「過去にケーススタディを行ったところ、時間の改善は最大63％でした」とKomatsuのEaring氏は言います。「私たちがそこに到達できる理由は、このテクノロジーがステーキングを大幅に削減または排除するためです。グレーディングははるかに効率的であり、検査は文字通り、誰かを現場に連れ戻す代わりにこのテクノロジーで行うことができます。」完成時の検証は、掘削機によって実行できます。「全体として、時間の節約は莫大です。」
このテクノロジーはまた、学習曲線を大幅に圧縮します。「新しいオペレーターが正確で正確な成績を切るために必要なスキルを習得するのを何ヶ月も何年も待っていた時代は終わりました」とウッズは言います。「Link-BeltPrecisionGradeの半自律型機械制御の助けを借りて、月と年が数時間と数日になり、機械誘導システムを示します。」
このテクノロジーは、サイクルタイムも短縮します。「正確な計算と思考のすべてを行うために機械とシステムに依存することにより、オペレーターは、機械がそれらのために細かいグレーディング機能を実行できるようにすることで、掘り出し物にすばやく入ることができます」とウッズは説明します。「システムは常にオペレーターの正しい深度と傾斜経路に留まっているため、推測を行うことなく機能をより効率的に完了できます。
「生産性は、求人応募に応じて、50％もの改善を示すためにテストおよび研究されています」と彼は述べています。「自動化により、現場のタスクから当て推量が明らかに排除され、オペレーターは他のことに集中できるようになります。自動化により、作業エリア内に追加の測量士やグレードチェッカーを必要とせずに現場を機能させることもできます。これにより、以前の日常業務中に傍観者が負傷する可能性とリスクが大幅に減少します。」
過剰掘削保護は大幅な節約に等しい
過剰掘削に関連する生産性の損失と過剰な材料費は、多くの現場での主要なコスト要因です。
「過剰な掘削で数千ドル、時には数万ドルが失われました。必要な材料の埋め戻し、掘削で失われた時間、精度とグレードのチェックに費やした時間、過剰な掘削保護で費用を節約できます」とWoods氏は言います。「さらに、一部の企業は、企業の収益に打撃を与える誤算のために「赤字」に追いやられており、一部の企業は、過剰な掘り下げの緩和のおかげで浮かんでいる可能性があります。」
グレードへの進捗状況を継続的に監視し、最終グレードに近づくにつれて速度を落とさなければならないことは逆効果であるため、Link-Beltは過剰掘削保護技術も提供します。「過剰掘削保護により、オペレーターは最大限の能力を発揮し続け、高価な埋め戻し材料の必要性を減らし、無意識のうちにグレードを超えて掘削する機械の時間、燃料、摩耗の損失の問題を軽減します」とWoods氏は説明します。
John Deereには、深く掘り下げて無駄になる時間に対する防御メカニズムとして自動的に機能する2つの機能があります。「1つ目はOverdigProtectです。これは、設計面を保護するための保護手段であり、オペレーターが設計された計画を超えて掘ることを防ぎます」とSteger氏は言います。「もう1つは仮想フロントです。これは、バケットの刃先がオペレーターの事前設定距離で機械の前面に接触する前に停止することです。」
2Dシステムを備えたCatGradeは、掘削深度、傾斜、水平距離を自動的にガイドして、目的の勾配にすばやく正確に到達します。ユーザーは、最も一般的に使用される最大4つのターゲット深度と勾配オフセットをプログラムできるため、オペレーターは簡単に勾配を付けることができます。何よりも、作業エリアがより安全になるように、グレードチェッカーは必要ありません。
Cat Grade with 2Dシステムは、Grade with Advanced2DまたはGradewith 3Dにアップグレードして、生産性を高め、グレーディング機能を拡張できます。Advanced 2Dを備えたGRADEは、追加の10インチを介してフィールド内の設計機能を追加します。高解像度タッチスクリーンモニター。GRADE with 3Dは、GPSとGLONASSの測位を追加してピンポイントの精度を実現します。さらに、掘削機に組み込まれている通信技術を使用して、Trimble ConnectedCommunityやVirtualReferenceStationなどの3Dサービスに簡単に接続できます。
小松のiMC技術は、コントロールボックスにロードされた3D設計データを利用して、設計目標グレードに対してその位置を正確にチェックします。バケットがターゲットに到達すると、ソフトウェアはマシンが過剰に掘削できないようにします。
この工場でインストールされた統合インテリジェントマシン制御システムには、ストローク検知油圧シリンダー、複数のグローバルナビゲーション衛星システム（GNSS）コンポーネント、および慣性測定ユニット（IMU）センサーが標準装備されています。ストローク検知シリンダーは、正確なリアルタイムのバケット位置情報を大型のキャブ内モニターに提供し、IMUは機械の向きを報告します。
iMCテクノロジーには3Dモデルが必要です。「私たちが会社として行ってきた方向性は、任意の2Dサイトを3Dサイトにできるようにすることです」とEaring氏は言います。「業界全体が3Dに移行しています。それがこの業界の包括的な未来であることを私たちは知っています。」
John Deereは、SmartGrade、SmartGrade-Ready with 2D、3D Grade Guidance、および2D GradeGuidanceの4つのグレード管理オプションを提供しています。各オプションのアップグレードキットを使用すると、お客様は自分のペースでテクノロジーを採用できます。
「SmartGradeなどの精密技術を掘削機のラインナップに組み込むことで、オペレーターの能力を高めながら、現場の生産性と効率を向上させています」とSteger氏は言います。「しかし、万能のソリューションはありません。請負業者は、適切なテクノロジーとビジネスニーズを組み合わせるためのオプションを必要としています。これは、お客様が当社のグレード管理パスの柔軟性から本当に恩恵を受ける場所です。」
SmartGradeショベルは、ブームとバケットの機能を自動化し、オペレーターがより簡単に正確な仕上げ勾配を達成できるようにします。このシステムは、GNSS測位技術を使用して、正確な水平および垂直測位を行います。
定義された作業領域は安全性を向上させます
ブームとバケットが現場のどこに配置されているかを常に正確に把握することにより、このようなテクノロジーを使用して、定義された操作領域を制限し、架空送電線、建物、壁などの障害物のある領域に接近している場合にオペレーターに警告を与えることができます。
「掘削機の自動化は長い道のりを歩んできました」とニールは言います。「私たちの使いやすさの機能は、機械の周りに「安全バブル」を作成することができます。これは、機械が物体にぶつかるのを防ぎ、機械の周りの人々を安全に保つのに役立ちます。機械の上下、機械の前、左右に仮想天井を作成する機能と、運転室を回避する機能があります。」
キャタピラーは、標準的なキャブ回避に加えて、現場での危険を回避するために、事前定義された作業領域内にフロントリンケージを維持する2DEフェンスを提供します。バケットまたはハンマーのどちらを使用している場合でも、標準の2D E-Fenceは、作業範囲全体（上、下、側面、前面）のモニターに設定された境界を使用して、掘削機の動きを自動的に停止します。E-Fenceは、機器を損傷から保護し、ゾーニングや地下のユーティリティの損傷に関連する罰金を軽減します。自動境界は、過度の揺れや掘削を減らすことで、オペレーターの疲労を防ぐのにも役立ちます。
JohnDeereも同様のテクノロジーを利用しています。「現場を効率的に稼働させ、稼働時間を最適なレベルに保つことに加えて、仮想天井、仮想床、仮想スイング、仮想壁は機械の周囲を監視します」とSteger氏は言います。「機械を油圧で制限するのとは対照的に、これらの仮想フェンス機能は、機械が設定された制限に近づくと、聴覚的および視覚的にオペレーターに警告します。」
将来的に精度の向上を期待する
自動化技術は急速に進歩しています。将来どこに行くのかというと、精度の向上が共通のテーマのようです。
「自動化における最も重要な革新は正確さです」とニールは言います。「それが正確でなければ、テクノロジーにはあまり利点がありません。そして、このテクノロジーは、より良くなり、より良い精度、より多くのオプション、トレーニングツールなどを備えているだけです。私は空が限界だと感じています。」
Steger氏はこれに同意し、次のように述べています。掘削サイクルのより多くの機能を自動化する機会も常にあります。このテクノロジーの未来は明るいです。」
完全な自動化が間近に迫っていますか？「今日の業界のシステムは半自律的であり、システムには依然としてオペレーターの存在が必要であるため、完全に自律的な作業現場が将来含まれることを想定し、期待することができます」とWoods氏は言います。「このテクノロジーと私たちの業界の未来は、その中の想像力と個人によってのみ制限されます。」
投稿時間：2021年9月13日