El control de pendiente de la excavadora que puede controlar las válvulas hidráulicas de la máquina se está extendiendo por todas las marcas para automatizar las funciones, lo que reduce las demandas de los operadores y facilita la obtención de los resultados deseados.
Muchas de las características de la generación más reciente de excavadoras permiten el funcionamiento semiautomático de funciones críticas.Esto aumenta la eficiencia y la productividad del operador.
“El control de pendiente se está moviendo rápidamente hacia la industria de la construcción como un huracán”, dice Adam Woods, gerente de innovación e integración de tecnología, LBX.“Link-Belt reconoce esto y ha desarrollado una solución de nivelación integrada impulsada por Trimble Earthworks, llamada Link-Belt Precision Grade.El sistema funciona al unísono y está perfectamente integrado en nuestro sistema hidráulico patentado, que se llama Spool Stroke Control.
“Link-Belt Precision Grade se desarrolló y lanzó para muchos propósitos, pero reducir la inminente brecha laboral fue uno de ellos”, continúa."Con la jubilación de una mayor parte de la fuerza de operadores experimentados, la industria verá un aumento en la llegada de una generación más joven para ocupar esos puestos".Con esto surge la necesidad de educar, capacitar y aprender.Aquí es donde entra en escena la solución de clasificación integrada.“Al tomar nuevos operadores y llevarlos a los niveles de productividad de los operadores experimentados en cuestión de horas y / o días, Link-Belt Precision Grade busca reducir la curva de aprendizaje para que los clientes sean productivos y eficientes lo antes posible”.
Las funciones automatizadas son una gran herramienta para operadores nuevos o menos capacitados.“Les ayuda a mantener la pendiente al ayudarles una vez que el cucharón ha alcanzado la pendiente y [les permite] familiarizarse con él”, dice Ryan Neal, profesional de mercado de Caterpillar.“Y para los operadores calificados, es otra herramienta en su cinturón.Si ya comprenden la lectura de las estacas de grado y tienen una idea de la profundidad y la pendiente, esto solo les permitirá ser más precisos durante períodos de tiempo más largos y ayudar con la fatiga mental del operador ".
La automatización ayuda a la precisión
Cat Grade with Assist estándar automatiza los movimientos de la pluma, el brazo y el cucharón para ofrecer cortes más precisos con menos esfuerzo.El operador simplemente establece la profundidad y la pendiente en el monitor y activa la excavación con una sola palanca.
“Ofrecemos nuestro Cat Grade con Assist en la mayoría de nuestra gama, desde el 313 al 352, como estándar”, dice Neal.“Permite al operador mantener la pendiente y mantener al operador más preciso y menos fatigado mentalmente por excavar en pendiente todo el día.Disponemos de una solución 2D estándar para quienes quieren mantener una profundidad determinada, así como una solución 3D de fábrica o de un distribuidor SITECH.
John Deere ha simplificado el funcionamiento con la tecnología SmartGrade.“Hemos equipado el LC 210G, el LC 350G y el LC 470G con SmartGrade para brindarles a los operadores de nivel básico de experiencia la capacidad de lograr una nivelación rápida y con confianza”, dice Justin Steger, gerente de marketing de soluciones, desarrollo de sitios y subterráneo.“Al controlar la pluma y el cucharón, esta tecnología semiautomática libera al operador para que se concentre en la función del brazo, lo que resulta en menos verificaciones periódicas de pendiente cada vez.La tecnología SmartGrade hará que los operadores novatos sean buenos y que los buenos operadores sean excelentes ".
La excavadora de control inteligente de la máquina (iMC) de Komatsu permite al operador concentrarse en mover material de manera eficiente mientras rastrea semiautomáticamente la superficie objetivo y limita la excavación.“Comenzando con nuestro PC210 LCi-11, lanzamos iMC 2.0”, dice Andrew Earing, gerente de producto para equipos de seguimiento."Con iMC 2.0, ofreceremos el control de sujeción del cucharón, así como el control de inclinación automática del cucharón opcional, dos características principales que ayudarán con la productividad y la eficiencia generales en el lugar de trabajo".
La sujeción del ángulo del cucharón y el control de inclinación automática opcional son características más nuevas de las excavadoras Komatsu iMC.Con la sujeción del ángulo del cucharón, el operador establece el ángulo deseado del cucharón y el sistema mantiene automáticamente el ángulo durante toda la pasada de nivelación.El control de inclinación automática inclina automáticamente el cucharón hacia la superficie de diseño y lo devuelve a la posición horizontal para descargar.
El control de inclinación automática aumenta la eficiencia del lugar de trabajo.“Ya no tiene que mover la máquina cada vez que quiera hacer una pasada de nivelación de acabado”, dice Earing."Ahora puede hacerlo desde una posición y aún nivelar las superficies con una precisión muy alta".
La asistencia de nivelación automática hace que sea más fácil alcanzar la pendiente.El operador mueve el brazo y la pluma ajusta la altura del cucharón automáticamente para trazar la superficie objetivo de diseño.Esto permite al operador realizar operaciones de excavación en bruto sin preocuparse por las superficies de diseño y nivelar con precisión accionando solo la palanca del brazo.
Como primer paso hacia la automatización, Case Construction entró en el ámbito del control de máquinas de fábrica con sus excavadoras de la serie D a principios de este año.Ahora puede pedir y recibir una excavadora Case con sistema de excavación 2D o 3D ya instalado y probado por el OEM.
“Lo que estamos haciendo aquí es combinar, instalar y probar sistemas 2D y 3D de Leica Geosystems con excavadoras de la serie D de Case hasta la CX 350D”, dice Nathaniel Waldschmidt, gerente de producto - excavadoras.“Simplifica enormemente el proceso de adquisición.
“El control de la máquina tiene la capacidad de transformar la productividad, la eficiencia y la rentabilidad a largo plazo de las excavadoras”, continúa."Ahora estamos incorporando el control de la máquina con excavadoras completamente llave en mano, lo que permite a los contratistas experimentar esos beneficios en una experiencia extremadamente fluida con su distribuidor certificado de Case SiteControl".
Mejoras cuantificables de la productividad
Las pruebas realizadas por varios de los principales fabricantes de equipos originales de excavadoras demuestran impresionantes mejoras en la productividad al implementar funciones de control de nivelación semiautomatizadas.
“En una prueba de nivelación de pendiente plana controlada, medimos la velocidad y la precisión para un operador novato y experimentado en modo manual en comparación con el control SmartGrade 3D [de John Deere].Los resultados fueron que SmartGrade hizo que el operador novato fuera un 90% más preciso y un 34% más rápido.Hizo que el operador experimentado fuera un 58% más preciso y un 10% más rápido ”, dice Steger.
Los estudios de productividad y eficiencia muestran ganancias que son difíciles de ignorar.“Cuando hemos realizado estudios de casos en el pasado, encontramos hasta un 63% de mejora en el tiempo”, dice Earing de Komatsu.“La razón por la que podemos llegar allí es que esta tecnología reduce en gran medida o incluso elimina el replanteo.La clasificación es mucho más eficiente y la inspección se puede realizar literalmente con esta tecnología en lugar de tener que traer a alguien de regreso al sitio ".La excavadora puede realizar la verificación conforme a obra."En general, el ahorro de tiempo es enorme".
La tecnología también comprime en gran medida la curva de aprendizaje.“Los días de esperar meses y años para que los nuevos operadores adquirieran las habilidades necesarias para cortar leyes precisas y precisas se han ido”, dice Woods."Los meses y los años ahora se convierten en horas y días con la ayuda del control de máquina semiautónomo Link-Belt Precision Grade y los sistemas de orientación de la máquina".
La tecnología también acorta los tiempos de ciclo.“Al confiar en la máquina y el sistema para hacer todos los cálculos y pensar exactos, el operador puede entrar y salir de la excavación más rápido al permitir que la máquina realice la función de nivelación fina por ellos”, explica Woods.“Con el sistema siempre en la profundidad correcta y la trayectoria de pendiente del operador, la función se completa de manera más eficiente sin conjeturas.
“La productividad se ha probado y estudiado para mostrar mejoras de hasta el 50%, según la solicitud de empleo”, señala.“La automatización claramente elimina las conjeturas de la tarea en el lugar de trabajo, lo que permite a los operadores concentrarse en otras cosas.La automatización también permite que los lugares de trabajo funcionen sin la necesidad de topógrafos y verificadores de nivelación adicionales dentro del área de trabajo.Esto reduce enormemente las posibilidades y el riesgo de que los transeúntes resulten heridos durante operaciones que antes eran de rutina ".
La protección contra sobre excavación equivale a grandes ahorros
La pérdida de productividad y el exceso de costos de material asociados con la sobreexcavación es un factor de costo importante en muchos lugares de trabajo.
“Con miles y, a veces, decenas de miles de dólares perdidos por excavar en exceso… en cosas como los materiales de relleno necesarios, el tiempo perdido en la excavación y el tiempo dedicado a verificar la precisión y la pendiente, la protección contra la excavación excesiva puede ahorrar dinero”, dice Woods."Además, con algunas empresas que se ven empujadas a 'números rojos' debido a errores de cálculo, que afectan el resultado final de las empresas, algunas empresas pueden mantenerse a flote gracias a la mitigación de la excavación excesiva".
Tener que monitorear continuamente el progreso hacia la pendiente y posiblemente reducir la velocidad a medida que se acerca a la pendiente final es contraproducente, por lo que Link-Belt también ofrece tecnología de protección contra sobreexcavación.“La protección de sobreexcavación mantiene a los operadores funcionando a su máximo potencial, reduciendo la necesidad de materiales de relleno tan costosos y mitigando el problema de tiempo perdido, combustible y desgaste en la máquina que excava más allá del nivel sin saberlo”, explica Woods.
John Deere tiene dos características que sirven automáticamente como mecanismo de defensa contra el tiempo perdido al cavar demasiado profundo.“El primero es Overdig Protect, una protección para la superficie de diseño que evita que el operador excave más allá del plan diseñado”, dice Steger.“El otro es Virtual Front, una parada del borde de corte del cucharón antes de que entre en contacto con la parte delantera de la máquina a una distancia preestablecida por el operador”.
El sistema Cat Grade con 2D guía automáticamente la profundidad de excavación, la pendiente y la distancia horizontal para alcanzar de manera rápida y precisa la pendiente deseada.Los usuarios pueden programar hasta cuatro de las compensaciones de profundidad y pendiente objetivo más comúnmente utilizadas para que el operador pueda nivelar con facilidad.Lo mejor de todo es que no se necesitan verificadores de nivelación, por lo que el área de trabajo es más segura.
Cat Grade con sistema 2D se puede actualizar a Grade con 2D avanzado o Grade con 3D para aumentar la productividad y ampliar las capacidades de nivelación.GRADE con Advanced 2D agrega capacidades de diseño en el campo a través de 10 pulgadas adicionales.monitor de pantalla táctil de alta resolución.GRADE con 3D agrega posicionamiento GPS y GLONASS para una precisión milimétrica.Además, es más fácil conectarse a servicios 3D como Trimble Connected Community o Virtual Reference Station con la tecnología de comunicación incorporada de la excavadora.
La tecnología iMC de Komatsu utiliza datos de diseño 3D cargados en la caja de control para verificar con precisión su posición con respecto a la pendiente de diseño objetivo.Cuando el cucharón alcanza el objetivo, el software evita que la máquina pueda sobreexcavar.
Este sistema de control de máquina inteligente integrado instalado de fábrica viene de serie con cilindros hidráulicos con detección de carrera, varios componentes del Sistema de navegación por satélite global (GNSS) y un sensor de Unidad de medición inercial (IMU).El cilindro sensor de carrera proporciona información precisa sobre la posición del cucharón en tiempo real al gran monitor de la cabina, mientras que la IMU informa la orientación de la máquina.
La tecnología iMC requiere modelos 3D.“La dirección que hemos tomado como empresa es poder convertir cualquier sitio 2D en un sitio 3D”, dice Earing.“Toda la industria se está moviendo hacia el 3D.Sabemos que ese es el futuro global de esta industria ”.
John Deere ofrece cuatro opciones de gestión de pendiente: SmartGrade, SmartGrade-Ready con guía de pendiente 2D, 3D y guía de pendiente 2D.Los kits de actualización para cada opción permiten a los clientes adoptar la tecnología a su propio ritmo.
“Al incorporar tecnología de precisión como SmartGrade en nuestra línea de excavadoras, estamos aumentando la productividad y la eficiencia en el lugar de trabajo al tiempo que mejoramos las capacidades de nuestros operadores”, dice Steger.“Sin embargo, no existe una solución única para todos y los contratistas necesitan opciones para combinar la tecnología adecuada con sus necesidades comerciales.Aquí es donde los clientes realmente se benefician de la flexibilidad de nuestra ruta de gestión de calificaciones ".
La excavadora SmartGrade automatiza las funciones de la pluma y el cucharón, lo que permite al operador lograr más fácilmente una nivelación de acabado precisa.El sistema utiliza tecnología de posicionamiento GNSS para un posicionamiento horizontal y vertical preciso.
El área de trabajo definida mejora la seguridad
Al comprender siempre exactamente dónde se ubican la pluma y el cucharón en el sitio, dicha tecnología se puede utilizar para restringir el área de operación definida y advertir a los operadores si se acercan a áreas con obstáculos, como líneas eléctricas aéreas, edificios, paredes, etc.
“La automatización en excavadoras ha recorrido un largo camino”, dice Neal.“Nuestras características de facilidad de uso pueden crear una 'burbuja de seguridad' alrededor de la máquina que ayudará a evitar que la máquina golpee un objeto, así como a mantener a las personas a salvo alrededor de la máquina.Tenemos la capacidad de crear techos virtuales por encima y por debajo de la máquina, frente a la máquina y de lado a lado, así como para evitar la cabina ”.
Además de evitar la cabina estándar, Caterpillar proporciona una valla electrónica 2D que mantiene el varillaje delantero dentro de un área de trabajo predefinida para evitar peligros en el lugar de trabajo.Ya sea que esté usando un cucharón o un martillo, la valla electrónica 2D estándar detiene automáticamente el movimiento de la excavadora usando los límites establecidos en el monitor para todo el área de trabajo: arriba, abajo, lados y frente.E-Fence protege el equipo de daños y reduce las multas relacionadas con la zonificación o daños a servicios públicos subterráneos.Los límites automáticos incluso ayudan a prevenir la fatiga del operador al reducir el balanceo excesivo y la excavación.
John Deere utiliza tecnología similar.“Además de mantener el lugar de trabajo funcionando de manera eficiente y el tiempo de actividad a un nivel óptimo, Virtual Ceiling, Virtual Floor, Virtual Swing y Virtual Wall monitorean el entorno de la máquina”, dice Steger.“A diferencia de limitar hidráulicamente la máquina, estas características de cerca virtual alertan al operador de manera audible y visual cuando la máquina se acerca a los límites establecidos”.
Espere una mayor precisión en el futuro
La tecnología de automatización avanza a un ritmo vertiginoso.En cuanto a adónde irá en el futuro, una mayor precisión parece ser un tema común.
“La innovación más importante en la automatización sería la precisión”, dice Neal.“Si no es precisa, entonces no hay mucha ventaja en la tecnología.Y esta tecnología solo mejorará y tendrá mayor precisión, más opciones, herramientas de entrenamiento, etc. Siento que el cielo es el límite ".
Steger está de acuerdo y señala: “Con el tiempo, es probable que veamos sistemas de gestión de leyes en más máquinas con una precisión aún mejor.También existe la oportunidad de automatizar más funciones del ciclo de excavación.El futuro es brillante para esta tecnología ”.
¿Podría estar en el horizonte la automatización completa?“Dado que los sistemas de la industria actual son semiautónomos, lo que significa que el sistema aún requiere la presencia de un operador, se podría suponer y esperar que el futuro incluya un lugar de trabajo completamente autónomo”, dice Woods."El futuro de esta tecnología y nuestra industria está limitado solo por la imaginación y las personas que la integran".
Hora de publicación: Sep-13-2021