Системы 3D нивелирования Topcon

Темпы роста населения и развития хозяйственной деятельности ставят перед строительной отраслью все новые задачи, решить которые простым увеличением парка используемой техники невозможно — требуется автоматизация производственных процессов для повышения эффективности использования ресурсов на фоне растущей конкуренции.

Однако, стоит отметить, что строительная отрасль автоматизирована в крайне малой степени и именно системы автоматического управления строительной техникой открывают новые возможности для строительных организаций.

По своей сути система управления техникой – это система контроля положения рабочего органа машины (отвала бульдозера или грейдера, ковша экскаватора, выравнивающей плиты асфальтоукладчика и т.п.) по высоте и уклону.

Ранее, традиционный подход к производству строительных работ, состоял из пяти основных этапов:

Инженерно-геодезические изыскания района работ для получения геоподосновы, которая будет использоваться при проектировании;
Разработка проектной и строительной документации (как правило с согласованием бумажного носителя);
Геодезическая разбивка района работ – вынос проекта в натуру;
Непосредственное проведение земляных работ дорожно-строительной техникой с постоянным промежуточным геодезическим контролем и корректировкой последующих слоев;
Окончательный геодезический контроль полученного результата.

Отличия от традиционных подходов

В случае применения систем нивелирования ТОПКОН имеется 2 ключевых отличия:

Проект выполняется в цифровом виде

Если проектная организация не в состоянии предоставить цифровой проект, его может подготовить или создать геодезическая бригада организации, выполняющей работы.

Процесс выноса проекта в натуру выполняет сама машина

Значительно сокращается доля ручной геодезической работы – разбивка объекта кольями, промежуточный контроль работы машин и т.п.

Снижение затрат

Система нивелирования позволяет значительно снизить затраты в части:

Эксплуатации машин: исключаются ошибки и переделки, за счет чего машины более эффективно используются (экономятся машино-часы, снижаются затраты на топливо+сервис, уменьшается износ отвала) гарантируя достижение высокого качества конечного;
Снижение затрат касается материалов – как пример, дорогостоящие материалы можно класть по нижней границе допуска, исключая их перерасход;
Снижение затрат касается геодезического обеспечения – поскольку машины сами выносят проект в натуру, уменьшается количество персонала, время на разбивку;
Исключаются ошибки при выносе, уменьшается парк необходимых геодезических приборов, фонд заработной платы и т.п.;
Оплаты труда высококвалифицированных операторов техники поскольку система позволят снизить требования к их мастерству.

Качество на порядок выше

Система нивелирования позволяет увеличить:

Производительность работ происходит за счет более быстрого выхода на проектную отметку. В зависимости от типа машины и типа материала производительность работы может возрасти до 4-х раз (система 3DMC квадрат на бульдозере при работе по песку);
Скорость работы грейдера если основание было подготовлено бульдозером с использованием автоматической системы управления;
Производительность работы техники поскольку система позволяет не останавливать производство даже в темное время суток и при практически любых погодных условиях.

Области применения системы

формирование основания для терминальных комплексов, авто парковок, стадионов и т.п.;
формирование откосов, уклонов и т.п.;
углубление дна водоемов;
укладка асфальта и бетона.

Возможности и виды систем

Системы управления могут быть классифицированы по разным параметрам:

Индикаторные: выводят информацию о текущем положении рабочего органа машины относительно проекта на экран монитора в кабине оператора указывая ему что нужно сделать с отвалом бульдозера или ковшом экскаватора, чтобы достичь проектной отметки.

Автоматические: Не только определяют текущее положение рабочего органа машины относительно проекта, но и дают команду гидравлике, чтобы автоматически привести рабочий орган в проектное положение.

2D системы нивелирования: позволяют копировать некую опорную поверхность (существующий бордюр, поверхность дороги, лазерную плоскость, геодезическую разбивочную струну и т.п.).
Применительно к экскаватору 2D система позволяет формировать заданный профиль. Однако, как только экскаватор сдвинулся с места, ему опять нужно задавать опорную высотную отметку. Это может быть выполнено путем опускания кромки ковша на кол или поверхность с известной высотной отметкой, либо путем использования на рукояти датчика для приема излучения от ротационного лазерного нивелира, формирующего опорную лазерную плоскость.

3D системы нивелирования: в бортовой компьютер машины управления загружается цифровая модель проекта, которая может быть получена либо от проектировщиков (например, в формате AutoCAD или CREDO Дороги), либо подготовлена геодезистами подрядной организации на основе имеющегося «бумажного» проекта, либо создана геодезистами подрядной организации самостоятельно (с использование программы Topcon 3D Office).

Преимущества 3D системы нивелирования

Простые модели поверхности можно создавать даже в программном обеспечении 3DMC бортового компьютера систем Topcon.

Для работы 3D системы важно, чтобы текущее положение и ориентация машины была известна в каждый момент времени. Получить текущие координаты машины можно на основе использования спутникового (GPS/Глонасс) оборудования. Зная текущее положение и ориентацию машины, 3D система вычисляет, какое положение должен занимать рабочий орган машины в данной конкретной точке проекта. Сравнивая текущее положение рабочего органа с вычисленным, система дает команду гидравлике привести рабочий орган в проектное положение.

Преимущество:

использование систем не зависит от времени суток и погодных условий, если на объекте используется несколько единиц техники с системами,
приобретение 3D систем на основе спутникового оборудования экономически более выгодно
точность определения высотной компоненты (на уровне 1 см), которая достигается уникальной (не имеющая аналогов в отрасли), запатентованной технологией Topcon миллиметр GPS.

Компоненты системы Topcon

Система управления техникой состоит из следующих базовых компонентов:

Панель управления системой или бортовой компьютер;
Блок управления, в котором интегрированы блок управления клапанами, ГНСС приемник, радио и GSM модемы;
Различные датчики уклона ,поворота отвала и т.д.

И в случае автоматических систем управления в комплект также входят компоненты подключения к гидравлике машины – электромагнитный клапан, рукава высокого давления и т.п.

Стоимость, комплектацию, а также возможность установки на технику уточняйте у специалистов компании Инстройтехком.