СИСТЕМА НИВЕЛИРОВАНИЯ В 3D В ПРИМЕНЕНИИ К ЭКСКАВАТОРАМ
Использование в строительных работах бульдозеров и грейдеров, оснащенных системами нивелирования, уже не является редкостью, и такой подход к производству достаточно распространен среди российских строителей. Популярность такого подхода к производству объясняется тем, что отдача от использования систем нивелирования как говорится «налицо». Однако к экскаваторам такое суждение пока отнести нельзя. Связано это, наверное, с тем, что экскаватор никогда не являлся одной из основных строительных и дорожно-строительных машин и использовался на подхвате.
Несмотря на это, экскаватор всегда остается достаточно популярным механизмом, который используется в огромном количестве различных строительных и коммунальных приложений.
|
Именно по этой причине именно для экскаваторов существует большое количество различных систем контроля положения ковша от простого лазерного датчика-приемника на стреле для контроля глубины копания до полноценных 3D систем использующих цифровые модели поверхностей. В данной статье мы не будем касаться самых элементарных систем на основе обычных лазерных приемников, а вот уделить некоторое внимание 2D и конечно же 3D системам нужно обязательно. По сложившейся традиции в нашей статье мы приведем примеры различных систем контроля для экскаваторов на примере оборудования Topcon, так как у этого поставщика решений для строительной техники имеется богатый опыт и несколько весьма различных по принципу работы систем. Итак, что же выбрать и почему? Принцип работы 2D и 3D систем для экскаваторов очень близок, так как принцип позиционирования ковша, по сути, одинаков независимо от класса системы или производителя. |
 |
|
Рис.1
|
 |
Для определения положения зубьев ковша относительно центра вращения корпуса все системы используют один и тот же алгоритм, в основе которого лежат тригонометрические расчеты. Для проведения этих расчетов системе необходимо знать текущие углы элементов стрелы, таких как сама стрела, рукоять и ковш, а также расстояния между осями вращения этих элементов. Углы наклона во всех системах контроля определяются специальными угловыми датчиками, размещаемыми на всех элементах стрелы, а расстояния определяются один раз при установке системы и записываются в панель управления системы для правильной конфигурации машины. |
|
Рис. 2
|
|
В дальнейшем, при работе экскаватора любая система по изменению углов наклона стрелы может рассчитать правильное положение ковша относительно некоторого начального положения, то есть система посчитает вертикальное перемещение и горизонтальное перемещение ковша относительно корпуса. А вот принцип привязки начального положения к проектным данным может быть разным, но об этом несколько позже. Для того что бы выбрать наиболее подходящую систему для экскаватора необходимо ответить самому себе на несколько вопросов касающихся той работы, которую предполагается выполнять и каким собственно экскаватором. Первое что нужно решить какую машину вы хотите оснастить системой нивелирования. Здесь обратите особое внимание на конструкцию стрелы, от этого будет зависеть, сколько угловых датчиков вам понадобится для позиционирования ковша. В общепринятой конфигурации всех систем Topcon для экскаваторов находится четыре угловых датчика соответственно для корпуса, стрелы, рукояти и ковша. |
 |
|
Рис. 3
|
Такая конфигурация подходит для большинства экскаваторов, однако есть машины с составной двойной стрелой, для которой нужен дополнительный угловой датчик. Без него положение ковша правильно определяться не будет. Так же достаточно часто на экскаваторах используют планировочный ковш, например для формирования откосов дорог. Такой ковш достаточно широк и имеет возможность поперечного перекоса для более точного выполнения работ. Такую возможность тоже необходимо учитывать и поэтому системы Topcon могут дополняться угловым датчиком перекоса ковша.
Второе что требует внимания это вид необходимых работ. Очень важно заранее знать в каких условиях будет работать экскаватор. Работа в каменистом грунте или в мерзлоте, работа под водой или формирование песчаных откосов это те факторы, которые повлияют на комплектацию системы и на тип системы в целом.
 |
Третье это тип поверхности. Если поверхность имеет профиль так или иначе состоящий из прямолинейных участков, скорее всего вас удовлетворит 2D система, если профиль и объект в целом достаточно сложный; или вы вообще занимаетесь ландшафтом то вам необходима 3D система. Из 2D систем компания Topcon предлагает два идеологически разных решения. Это системы Topcon X22 и Topcon Х62. Система контроля X22 имеет стандартную комплектацию из четырех угловых сенсоров и блока управления в кабине. Дополнительно можно доукомплектовать систему датчиками второй стрелы и наклонного ковша. Система Х22 имеет несколько, весьма полезных, особенностей. Датчик корпуса системы Х22 определяет не только текущий крен и тангаж машины, он также определяет угол поворота корпуса благодаря встроенному компасу. Данная особенность значительно облегчает работу. |
|
Рис. 4
|
Среди основных задач, которые позволяет выполнять система Х22 формирование вертикальной выемки, траншеи, канала, насыпи, профиля определенного машиной и заданного оператором. Другой особенностью системы является беспроводное соединение угловых датчиков с панелью управления.
Такая особенность имеет немало плюсов. Среди них быстрый монтаж и демонтаж датчиков, мобильность, возможность легкой перестановки на другую машину, система имеет возможность работы с двадцатью различными настройками машину. Датчик рукояти имеет встроенный лазерный приемник, что позволяет использовать в качестве опорной поверхности начального положения лазерный нивелир. Однако такая система не очень годится для работы под водой или на сложных и тяжелых грунтах. Для этих задач обратите внимание на систему Topcon X62.
Для 2D системы контроля начальное положение ковша может фиксироваться относительно некоторой точки с известной отметкой или относительно лазерной плоскости. В 3D системах экскаватор определяется в абсолютных координатах относительно цифровой модели необходимой поверхности.
Узнайте больше: |
Скачать каталог:
|
 |
