أتمتة الحفارات تصل إلى المستوى التالي

ينتشر نظام التحكم في درجة الحفار الذي يمكنه التحكم في الصمامات الهيدروليكية للماكينة في جميع أنحاء العلامات التجارية لأتمتة الوظائف ، مما يقلل من الطلب على المشغلين ويسهل تحقيق النتائج المرجوة

تتيح العديد من الميزات الموجودة في أحدث جيل من الحفارات التشغيل شبه التلقائي للوظائف الحيوية.هذا يزيد من كفاءة المشغل وإنتاجيته.

يقول آدم وودز ، مدير الابتكار وتكامل التكنولوجيا ، LBX: "يتحرك نظام التحكم في التسوية سريعًا في صناعة البناء مثل الإعصار"."يتعرف Link-Belt على هذا وقد طور حلاً متكاملاً للتسوية مدعومًا من Trimble Earthworks ، يُسمى Link-Belt Precision Grade.يعمل النظام في انسجام تام ويتم دمجه بسلاسة في نظامنا الهيدروليكي الخاص بنا ، والذي يسمى Spool Stroke Control.
"لقد تم تطوير وإطلاق Link-Belt Precision Grade للعديد من الأغراض ، ولكن الحد من فجوة العمالة الوشيكة كان أحد هذه الأغراض ،""مع تقاعد المزيد من قوة المشغل المخضرم ، ستشهد الصناعة زيادة في جيل الشباب القادم لملء تلك المناصب."مع هذا تأتي الحاجة إلى التثقيف والتدريب والتعلم.هذا هو المكان الذي يظهر فيه حل الدرجات المتكامل في الصورة."من خلال نقل المشغلين الجدد إلى مستويات إنتاجية المشغلين المخضرمين في غضون ساعات و / أو أيام ، تتطلع Link-Belt Precision Grade إلى خفض منحنى التعلم لجعل العملاء منتجين وفعالين في أسرع وقت ممكن."

الميزات التلقائية هي أداة رائعة للمشغلين الأحدث أو الأقل مهارة.يقول Ryan Neal ، متخصص السوق ، Caterpillar: "يساعدهم ذلك في الحفاظ على الدرجة من خلال مساعدتهم بمجرد وصول الجرافة إلى الدرجة و [تتيح لهم] الشعور بها"."وبالنسبة للمشغلين المهرة ، فهي أداة أخرى في حزامهم.إذا كانوا يفهمون بالفعل قراءة درجات الدرجات ولديهم إحساس بالعمق والانحدار ، فإن هذا لن يؤدي إلا إلى تطويرهم في كونهم أكثر دقة لفترات زمنية أطول ويساعد في تخفيف الإرهاق الذهني للمشغل ".

دقة المساعدات الأتمتة
يعمل نظام Cat Grade with Assist القياسي على تشغيل حركات ذراع الرافعة والذراع والجرافة تلقائيًا لتوفير عمليات قطع أكثر دقة بأقل جهد.يقوم المشغل ببساطة بتعيين العمق والانحدار في الشاشة وينشط الحفر بذراع واحد.
يقول نيل: "إننا نقدم Cat Grade with Assist في معظم تشكيلتنا ، من 313 إلى 352 ، كمعيار قياسي"."إنها تمكن المشغل من الحفاظ على الدرجة وإبقاء المشغل أكثر دقة وأقل إجهادًا عقليًا من الحفر في المنحدرات طوال اليوم.لدينا حل قياسي ثنائي الأبعاد لأولئك الذين يرغبون في الحفاظ على عمق معين ، بالإضافة إلى حل ثلاثي الأبعاد من المصنع أو من وكيل SITECH.

قام John Deere بتبسيط العملية باستخدام تقنية SmartGrade."لقد قمنا بتجهيز 210G LC و 350G LC و 470G LC مع SmartGrade لمنح المشغلين على مستوى مبتدئ من الخبرة القدرة على تحقيق الدرجة بسرعة وثقة" ، كما يقول Justin Steger ، مدير تسويق الحلول وتطوير الموقع والعمل تحت الأرض."من خلال التحكم في ذراع الرافعة والجرافة ، تحرر هذه التقنية شبه الأوتوماتيكية المشغل للتركيز على وظيفة الذراع ، مما ينتج عنه عدد أقل من عمليات فحص الدرجة الدورية في كل مرة.ستجعل تقنية SmartGrade المشغلين المبتدئين والمشغلين الجيدين عظماء ".

تتيح الحفارة الذكية للتحكم في الماكينة (iMC) من كوماتسو للمشغل التركيز على نقل المواد بكفاءة أثناء تتبع السطح المستهدف بشكل شبه تلقائي والحد من الحفر.يقول Andrew Earing ، مدير المنتج للمعدات المتعقبة: "بدءًا من PC210 LCi-11 ، أطلقنا iMC 2.0"."مع iMC 2.0 ، سنقدم إمكانية التحكم في الجرافة بالإضافة إلى التحكم الاختياري في الجرافة القابلة للإمالة تلقائيًا ، وهما ميزتان أساسيتان ستساعدان في زيادة الإنتاجية والكفاءة بشكل عام في موقع العمل."

يعد تثبيت زاوية الجرافة والتحكم التلقائي في الإمالة من الميزات الأحدث في حفارات Komatsu iMC.مع تثبيت زاوية الجرافة ، يحدد المشغل زاوية الجرافة المطلوبة ويحافظ النظام تلقائيًا على الزاوية طوال ممر التدريج.يعمل التحكم في الإمالة التلقائية على إمالة الحاوية تلقائيًا إلى سطح التصميم وإعادتها إلى الوضع الأفقي لتفريغها.

يعزز التحكم التلقائي في الإمالة من كفاءة موقع العمل.يقول Earing: "لم يعد عليك تحريك الماكينة في كل مرة تريد فيها اجتياز تقدير نهائي"."يمكنك الآن القيام بذلك من موضع واحد مع الاستمرار في تصنيف الأسطح بدقة عالية جدًا."

يساعد مساعد التسوية التلقائي في تسهيل الوصول إلى الدرجة.يقوم المشغل بتحريك الذراع ، ويقوم ذراع الرافعة بضبط ارتفاع الجرافة تلقائيًا لتتبع سطح التصميم المستهدف.يتيح ذلك للمشغل إجراء عمليات حفر تقريبية دون الحاجة إلى القلق بشأن أسطح التصميم ودقة التسوية من خلال تشغيل ذراع الذراع فقط.

كخطوة أولى نحو الأتمتة ، دخلت Case Construction مجال التحكم في الماكينة الملائمة للمصنع من خلال حفاراتها من الفئة D في وقت سابق من هذا العام.يمكنك الآن طلب واستلام حفارة الحالة المزودة بنظام حفر ثنائي الأبعاد أو ثلاثي الأبعاد تم تركيبه واختباره من قبل الشركة المصنعة للمعدات الأصلية.

"ما نقوم به هنا هو مطابقة وتركيب واختبار أنظمة ثنائية وثلاثية الأبعاد من Leica Geosystems مع حفارات Case D Series حتى CX 350D" ، كما يقول Nathaniel Waldschmidt ، مدير المنتج - الحفارات."إنه يبسط بشكل كبير عملية الاستحواذ.

يتابع "التحكم في الماكينة لديه القدرة على تحويل إنتاجية الحفارات وكفاءتها وربحيتها على المدى الطويل"."نقوم الآن بإضافة التحكم في الماكينة مع الحفارات بنظام تسليم المفتاح بالكامل ، مما يتيح للمقاولين تجربة هذه المزايا في تجربة سلسة للغاية مع الوكيل المعتمد من Case SiteControl."

تحسينات الإنتاجية القابلة للقياس
تُظهر الاختبارات التي أجراها العديد من كبار مصنعي المعدات الأصلية للحفارات تحسينات مذهلة في الإنتاجية عند تنفيذ وظائف التحكم في التسوية شبه الآلية.

"في اختبار تدرج المنحدر المستوي المتحكم فيه ، قمنا بقياس السرعة والدقة للمشغل المبتدئ وذوي الخبرة في الوضع اليدوي مقابل التحكم الذكي ثلاثي الأبعاد [John Deere].وكانت النتائج أن SmartGrade جعلت المشغل المبتدئ أكثر دقة بنسبة 90٪ وأسرع بنسبة 34٪.لقد جعل المشغل ذو الخبرة 58٪ أكثر دقة و 10٪ أسرع "، كما يقول ستيجر.

تظهر دراسات الإنتاجية والكفاءة مكاسب يصعب تجاهلها.يقول Komatsu's Earing: "عندما أجرينا دراسات حالة في الماضي ، وجدنا في أي مكان تحسنًا يصل إلى 63٪ بمرور الوقت"."السبب في قدرتنا على الوصول إلى هناك هو أن هذه التكنولوجيا تقلل إلى حد كبير أو حتى تلغي عملية التخزين المؤقت.يعتبر وضع الدرجات أكثر كفاءة ، ويمكن إجراء الفحص حرفيًا باستخدام هذه التقنية بدلاً من الاضطرار إلى إعادة شخص ما إلى الموقع ".يمكن إجراء التحقق المدمج بواسطة الحفار."بشكل عام ، توفير الوقت ضخم."

تعمل التكنولوجيا أيضًا على ضغط منحنى التعلم بشكل كبير.يقول وودز: "لقد ولت أيام الانتظار لشهور وسنوات للمشغلين الجدد لاكتساب المهارات المطلوبة لقطع درجات دقيقة ودقيقة"."أصبحت الأشهر والسنوات الآن ساعات وأيامًا بمساعدة التحكم في الماكينة شبه المستقل من Link-Belt Precision Grade والإشارة إلى أنظمة توجيه الماكينة."

تعمل التكنولوجيا على تقصير أوقات الدورات أيضًا.يوضح وودز: "من خلال الاعتماد على الجهاز والنظام لإجراء جميع الحسابات والتفكير الدقيق ، يمكن للمشغل الدخول في عملية الحفر والخروج بشكل أسرع من خلال السماح للآلة بالقيام بوظيفة الدرجات الدقيقة لهم"."مع بقاء النظام دائمًا على المسار الصحيح للعمق والمنحدر للمشغل ، يتم إكمال الوظيفة بكفاءة أكبر دون التخمين.

"تم اختبار الإنتاجية ودراستها لإظهار تحسينات تصل إلى 50٪ ، اعتمادًا على طلب الوظيفة" ، يلاحظ."من الواضح أن الأتمتة تزيل التخمين عن المهمة في موقع العمل ، مما يسمح للمشغلين بالتركيز على أشياء أخرى.تعمل الأتمتة أيضًا على تمكين مواقع العمل من العمل دون الحاجة إلى مساحين إضافيين ومدققي درجات داخل منطقة العمل.وهذا يقلل بشكل كبير من فرص وخطر إصابة المارة أثناء العمليات الروتينية السابقة ".

الحماية الزائدة تعني توفيرات كبيرة
تُعد الإنتاجية المفقودة وتكاليف المواد الزائدة المرتبطة بالحفر الزائد أحد العوامل الرئيسية للتكلفة في العديد من مواقع العمل.

يقول وودز: "مع خسارة آلاف الدولارات وأحيانًا عشرات الآلاف من الدولارات بسبب الإفراط في الحفر ... لأشياء مثل مواد الردم المطلوبة ، فإن الوقت الضائع على الحفر والوقت الذي يقضيه في التحقق من الدقة والدرجة ، يمكن أن توفر حماية الحفر الزائدة المال"."بالإضافة إلى ذلك ، مع دفع بعض الشركات إلى" المنطقة الحمراء "بسبب الحسابات الخاطئة ، والتي أثرت على المحصلة النهائية للشركات ، فقد تظل بعض الشركات واقفة على قدميها بفضل التخفيف من الإفراط في الحفر."

إن الاضطرار إلى المراقبة المستمرة للتقدم نحو التدرج وربما الإبطاء مع اقترابك من الدرجة النهائية يؤدي إلى نتائج عكسية ، لذلك يوفر Link-Belt تقنية الحماية من الحفر الزائد أيضًا.يشرح وودز قائلاً: "تحافظ الحماية من الحفر الزائد على أداء المشغلين بأقصى إمكاناتهم ، مما يقلل من الحاجة إلى مواد الردم الباهظة الثمن ويخفف من مشكلة الوقت الضائع والوقود والبلى على الآلة أثناء الحفر إلى ما بعد الدرجة دون علم".

لدى John Deere ميزتان تعملان تلقائيًا كآلية دفاع ضد الوقت الضائع بسبب الحفر العميق.يقول Steger: "الأول هو Overdig Protect ، وهو حماية لسطح التصميم يمنع المشغل من الحفر إلى ما هو أبعد من الخطة المصممة هندسيًا"."الآخر هو Virtual Front ، وهو توقف حافة قطع الجرافة قبل أن تلامس مقدمة الماكينة على مسافة محددة مسبقًا من قبل المشغل."

يوجه نظام Cat Grade with 2D تلقائيًا عمق الحفر ، والانحدار ، والمسافة الأفقية للوصول بسرعة ودقة إلى الدرجة المطلوبة.يمكن للمستخدمين برمجة ما يصل إلى أربعة من أكثر عمليات تعويض العمق والانحدار المستهدفة شيوعًا حتى يتمكن المشغل من الوصول إلى التدرج بسهولة.والأفضل من ذلك كله ، أنه لا توجد حاجة إلى أدوات فحص الدرجة ، وبالتالي فإن منطقة العمل أكثر أمانًا.

يمكن ترقية نظام Cat Grade with 2D إلى Grade with Advanced 2D أو Grade with 3D لزيادة الإنتاجية وتوسيع إمكانيات التسوية.يضيف GRADE with Advanced 2D إمكانات التصميم في الميدان عبر 10 بوصات إضافية.شاشة لمس عالية الدقة.يضيف GRADE with 3D GPS و GLONASS لتحديد المواقع بدقة بالغة.بالإضافة إلى ذلك ، من الأسهل الاتصال بخدمات ثلاثية الأبعاد مثل Trimble Connected Community أو Virtual Reference Station باستخدام تقنية الاتصال المدمجة بالحفار.

تستخدم تقنية iMC من Komatsu بيانات التصميم ثلاثية الأبعاد التي يتم تحميلها في صندوق التحكم للتحقق بدقة من موقعها مقابل الدرجة المستهدفة للتصميم.عندما يصل الجرافة إلى الهدف ، يمنع البرنامج الآلة من القدرة على الحفر بشكل زائد.

يأتي نظام التحكم الذكي المدمج في الماكينة المُركب في المصنع بشكل قياسي مزودًا بأسطوانات هيدروليكية مستشعرة للضربة ومكونات متعددة للنظام العالمي للملاحة عبر الأقمار الصناعية (GNSS) ومستشعر وحدة القياس بالقصور الذاتي (IMU).توفر أسطوانة استشعار الشوط معلومات دقيقة في الوقت الفعلي عن موضع الجرافة إلى الشاشة الكبيرة داخل الكابينة ، بينما تبلغ وحدة التحكم في الحركة IMU عن اتجاه الماكينة.

تتطلب تقنية iMC نماذج ثلاثية الأبعاد.يقول Earing: "الاتجاه الذي سلكناه كشركة هو أن نكون قادرين على تحويل أي موقع ثنائي الأبعاد إلى موقع ثلاثي الأبعاد"."الصناعة بأكملها تتجه نحو الأبعاد الثلاثية.نحن نعلم أن هذا هو المستقبل الشامل لهذه الصناعة ".

يقدم John Deere أربعة خيارات لإدارة الدرجات: SmartGrade و SmartGrade-Ready مع 2D و 3D Grade و 2D Grade Guidance.تتيح مجموعات الترقية لكل خيار للعملاء اعتماد التكنولوجيا وفقًا لسرعتهم الخاصة.

يقول Steger: "من خلال دمج التكنولوجيا الدقيقة مثل SmartGrade في تشكيلة الحفارات لدينا ، فإننا نعزز إنتاجية موقع العمل وكفاءته مع تعزيز قدرات مشغلينا"."ومع ذلك ، لا يوجد حل واحد يناسب الجميع ، ويحتاج المقاولون إلى خيارات لإقران التكنولوجيا المناسبة باحتياجات أعمالهم.هذا هو المكان الذي يستفيد فيه العملاء حقًا من مرونة مسار إدارة الدرجات لدينا ".

تعمل حفارة SmartGrade على أتمتة وظائف ذراع الرافعة والجرافة ، مما يتيح للمشغل تحقيق درجة إنهاء دقيقة بسهولة أكبر.يستخدم النظام تقنية تحديد المواقع GNSS لتحديد المواقع الأفقية والعمودية بدقة.

منطقة العمل المحددة تحسن السلامة
من خلال الفهم الدائم لمكان وضع ذراع الرافعة والجرافة في الموقع ، يمكن استخدام هذه التقنية لتقييد منطقة التشغيل المحددة وإعطاء تحذيرات للمشغلين إذا كانوا يقتربون من مناطق بها عوائق ، مثل خطوط الطاقة الكهربائية العلوية والمباني والجدران وما إلى ذلك.

يقول نيل: "لقد قطعت الأتمتة في الحفارات شوطًا طويلاً"."يمكن لميزات سهولة الاستخدام الخاصة بنا إنشاء" فقاعة أمان "حول الماكينة تساعد في منع الجهاز من اصطدام شيء ما ، فضلاً عن الحفاظ على سلامة الأشخاص حول الجهاز.لدينا القدرة على إنشاء سقوف افتراضية أعلى وأسفل الماكينة ، وأمام الماكينة ومن جانب إلى آخر ، بالإضافة إلى تجنب الكابينة ".

بالإضافة إلى تجنب الكابينة القياسي ، توفر Caterpillar سياجًا إلكترونيًا ثنائي الأبعاد يحافظ على الوصلة الأمامية داخل منطقة عمل محددة مسبقًا لتجنب المخاطر في موقع العمل.سواء كنت تستخدم دلوًا أو مطرقة ، فإن السياج الإلكتروني ثنائي الأبعاد القياسي يوقف تلقائيًا حركة الحفار باستخدام الحدود الموضوعة في الشاشة لمظروف العمل بالكامل - أعلى وأسفل والجوانب والأمام.يحمي E-Fence المعدات من التلف ويقلل من الغرامات المتعلقة بتقسيم المناطق أو تلف المرافق تحت الأرض.تساعد الحدود التلقائية أيضًا في منع إجهاد المشغل من خلال تقليل التأرجح والحفر الزائد.

يستخدم John Deere تقنية مماثلة.يقول Steger: "بالإضافة إلى الحفاظ على موقع العمل يعمل بكفاءة ووقت التشغيل على المستوى الأمثل ، فإن Virtual Ceiling و Virtual Floor و Virtual Wall و Virtual Wall تراقب محيط الجهاز"."على عكس الحد من الماكينة هيدروليكيًا ، يتميز هذا السياج الافتراضي بتنبيه صوتي ومرئي للمشغل عندما تقترب الماكينة من الحدود الموضوعة."

توقع زيادة الدقة في المستقبل
تتقدم تقنية الأتمتة بوتيرة سريعة.بالنسبة إلى أين ستذهب في المستقبل ، يبدو أن الدقة المتزايدة هي موضوع مشترك.

يقول نيل: "إن أهم ابتكار في الأتمتة هو الدقة"."إذا لم يكن الأمر دقيقًا ، فلن تكون هناك فائدة كبيرة في التكنولوجيا.وستتحسن هذه التكنولوجيا فقط وستكون لديها دقة أفضل ، والمزيد من الخيارات ، وأدوات التدريب ، وما إلى ذلك. أشعر أن السماء هي الحد الأقصى. "

يوافق Steger ، مشيرًا إلى أنه "بمرور الوقت ، من المحتمل أن نرى أنظمة إدارة الدرجات عبر المزيد من الأجهزة بدقة أفضل.هناك دائمًا فرصة لأتمتة المزيد من وظائف دورة الحفر أيضًا.المستقبل مشرق لهذه التكنولوجيا ".

هل يمكن أن تكون الأتمتة الكاملة في الأفق؟يقول وودز: "مع كون الأنظمة في الصناعة اليوم شبه مستقلة ، مما يعني أن النظام لا يزال يتطلب وجود المشغل ، يمكن للمرء أن يفترض ويتوقع أن يتضمن المستقبل موقع عمل مستقل تمامًا"."مستقبل هذه التكنولوجيا وصناعتنا مقيدان فقط بالخيال والأفراد بداخلها."