Koneohjaus
16
kesä

Mitä hyötyä koneohjauksesta on maarakennuksessa?

Posted on by Geotrim

Koneohjaus nopeuttaa maarakennustyötä merkittävästi, vähentää materiaalihävikkiä ja parantaa työn tarkkuutta. Se ohjaa koneen kuljettajaa reaaliajassa digitaalisen suunnittelumallin avulla, jolloin perinteinen vaaitustyö ja merkintäpaalut jäävät suurelta osin pois. Alla käymme läpi koneohjaukseen liittyvät keskeisimmät kysymykset työmaan arjesta järjestelmän käyttöönottoon.

Miten koneohjaus toimii maarakennustyömaalla?

Koneohjaus yhdistää GNSS-paikannuksen, anturiteknologian ja digitaalisen maastomallin, jolloin kuljettaja näkee ohjaamossaan reaaliaikaisesti koneen sijainnin suhteessa suunniteltuun pintaan. Järjestelmä joko opastaa kuljettajaa näytön kautta tai ohjaa koneen hydrauliikkaa automaattisesti oikeaan korkeuteen ja kaltevuuteen.

Käytännössä työmaan suunnitteluaineisto ladataan koneohjausjärjestelmään ennen töiden aloitusta. Kun kone liikkuu, GNSS-vastaanottimet ja IMU-anturit seuraavat jatkuvasti koneen asentoa ja terän sijaintia. Järjestelmä vertaa tätä tietoa suunniteltuun malliin ja näyttää kuljettajalle, onko työtaso oikeassa korkeudessa vai pitääkö kaivaa tai täyttää lisää. Kehittyneimmissä järjestelmissä hydrauliikka toimii automaattisesti ilman, että kuljettajan tarvitsee säätää terää käsin.

Tiedonsiirto toimii saumattomasti myös työmaan ja toimiston välillä. Esimerkiksi Trimble-koneohjausjärjestelmät integroituvat WorksManager-pilvipalveluun, jossa suunnitelmapäivitykset voidaan lähettää suoraan koneelle ja toteumatiedot siirtyvät reaaliajassa toimistoon seurattavaksi.

Kuinka paljon koneohjaus nopeuttaa maarakennustyötä?

Koneohjaus voi lyhentää maarakennustyön kokonaisaikaa huomattavasti, tyypillisesti useilla kymmenillä prosenteilla verrattuna perinteiseen tapaan. Suurin ajansäästö syntyy siitä, että maastomallin merkintään ja vaaitukseen kuluva aika vähenee dramaattisesti, ja kuljettaja voi työskennellä itsenäisemmin ilman jatkuvaa ohjausta maanmittarilta.

Konkreettisia hyötyjä kertyy useasta suunnasta. Ensinnäkin ylimääräinen kaivaminen ja täyttäminen vähenevät, kun terä kulkee tarkasti oikeassa korkeudessa. Tämä tarkoittaa vähemmän kuljetettua maa-ainesta, pienempää polttoaineen kulutusta ja lyhyempää työaikaa. Toiseksi virheiden korjaaminen jälkikäteen vähenee, sillä suunniteltu pinta saavutetaan kerralla oikein. Kolmanneksi työmaa voi jatkaa töitä myös huonon näkyvyyden tai pimeän aikana, koska kuljettaja ei ole riippuvainen maastoon lyödyistä merkintäpaaluista.

Materiaalihävikki pienenee myös merkittävästi. Kun maa-aineksen leikkaus ja täyttö osuvat tarkasti kohdalleen, ylimääräistä soraa tai täyttömaata ei tarvitse tilata varmuuden vuoksi eikä ylijäämää ajeta pois.

Mitä eroa on 2D- ja 3D-koneohjausjärjestelmillä?

2D-koneohjaus ohjaa konetta yhden tason tai kaltevuuden mukaan, kun taas 3D-koneohjaus hyödyntää täydellistä kolmiulotteista suunnitelmamallia ja paikantaa koneen tarkan sijainnin koko työmaa-alueella. 3D-järjestelmä soveltuu monimutkaisiin muotoihin ja laajoille työmaille, 2D riittää yksinkertaisiin tasaus- ja kaltevuustöihin.

2D-koneohjaus

2D-järjestelmä käyttää laserlähetintä tai kaltevuusantureita pitämään terän halutussa kaltevuudessa tai korkeudessa. Se on edullisempi vaihtoehto ja toimii hyvin esimerkiksi tasaisilla kentillä, parkkialueilla tai yksinkertaisissa tierakenteissa, joissa kaltevuus pysyy vakiona. Järjestelmä ei kuitenkaan tiedä, missä kohtaa työmaa-aluetta kone sijaitsee.

3D-koneohjaus

3D-koneohjaus yhdistää GNSS-paikannuksen ja digitaalisen maastomallin, jolloin järjestelmä tietää koneen tarkan sijainnin ja osaa ohjata terän oikeaan korkeuteen jokaisessa pisteessä erikseen. Tämä mahdollistaa monimutkaisten muotojen, kaltevuusvaihtelujen ja pyöristyskaarten toteuttamisen ilman erillistä merkintätyötä. 3D-koneohjaus on välttämätön esimerkiksi tieluiskissa, kiertoliittymissä ja monimuotoisissa maanrakennuskohteissa.

Millaisiin koneisiin ja työvaiheisiin koneohjaus sopii?

Koneohjaus sopii käytännössä kaikkiin keskeisiin maarakennuskoneisiin ja työvaiheisiin: kaivinkoneisiin, puskukoneisiin, tiehöyliin, pyöräkuormaajiin, maantiivistyskoneisiin sekä asfaltin levitys- ja jyrsintäkoneisiin. Järjestelmät ovat saatavilla sekä tehdasasennuksena että jälkiasennuksena.

Työvaiheista koneohjaus hyödyttää erityisesti massojen leikkausta ja täyttöä, alusrakenteen tasausta, luiskien muotoilua, teiden ja kenttien pintarakenteiden tekemistä sekä tiivistystyötä. Myös paalutuksessa ja porauksessa koneohjaus parantaa tarkkuutta ja nopeuttaa työtä.

Geotrim tarjoaa koko Trimblen koneohjausvalikoiman, joka kattaa laserpohjaisista ratkaisuista kehittyneisiin 3D-järjestelmiin. Esimerkiksi kaivinkoneisiin on saatavilla Trimble Earthworks -ohjelmisto lisätyn todellisuuden AR-toiminnolla, joka heijastaa suunnitelmamallin suoraan kuljettajan näkymään. Tiehöyliin puolestaan soveltuu kaksois-GNSS-vastaanottimien ja IMU-antureiden yhdistelmä, jolla päästään millimetriluokan tarkkuuteen.

Mitä koneohjausjärjestelmän käyttöönotto vaatii?

Koneohjausjärjestelmän käyttöönotto vaatii laitteiston asennuksen koneeseen, digitaalisen suunnittelumallin valmistelun, GNSS-korjaussignaalin sekä kuljettajan koulutuksen. Useimmissa tapauksissa järjestelmä on toimintavalmiina päivien sisällä, ja jälkiasennus onnistuu lähes kaikkiin koneisiin ilman suuria muutostöitä.

Käytännön vaiheet ovat seuraavat:

  1. Laitteiston valinta ja asennus – Koneeseen asennetaan GNSS-vastaanottimet, IMU-anturit, ohjausnäyttö ja tarvittaessa hydrauliikkaohjaus. Jälkiasennettavat ratkaisut, kuten Trimble Siteworks, sopivat useimpiin konemalleihin.
  2. Suunnittelumallin valmistelu – Suunnittelija toimittaa työmaan maastomallin sopivassa tiedostomuodossa, joka ladataan järjestelmään. Mallin laatu vaikuttaa suoraan lopputuloksen tarkkuuteen.
  3. GNSS-korjaussignaali – Tarkka paikannus edellyttää reaaliaikaista korjaussignaalia. Suomessa tähän soveltuu esimerkiksi Trimnet VRS -verkkopalvelu, joka kattaa koko maan.
  4. Kuljettajan koulutus – Järjestelmän hyödyt realisoituvat vasta, kun kuljettaja osaa käyttää sitä sujuvasti. Koulutus on yleensä lyhyt, ja useimmat kuljettajat oppivat perusteet nopeasti.

Investoinnin kannattavuus alkaa näkyä jo ensimmäisillä työmaajaksoilla, kun merkintätyö vähenee ja materiaalihävikki pienenee. Lisätietoa sopivasta järjestelmästä saa suoraan Geotrimin asiantuntijoilta, jotka auttavat löytämään kuhunkin tarpeeseen parhaiten sopivan ratkaisun.

Aiheeseen liittyvät artikkelit