Mezinárodní veletrh stavebních strojů BAUMA 2007 v Mnichově (část 1)

Pro letošní veletrh BAUMA 2007 byly otevřeny další dvě nové haly C3 a C4 v severní části výstaviště, celkově byla výstavní plocha rozšířena o 50 000 m², takže dosáhla 550 000 m² a tím se BAUMA 2007 stala největším stavebním veletrhem na světě. Přihlásilo se 3 041 vystavovatelů ze 49 zemí při zvýšené účasti vystavovatelů ze zahraničí. Pořadatelé očekávali návštěvu více než 450 000 osob² z více než 180 zemí světa. Z České republiky se veletrhu zúčastnilo 17 vystavovatelů, kteří obsadili plochu o rozloze 1 000 m².

Odbornou záštitu nad veletrhem převzal Odborný svaz stavebních strojů a strojů na výrobu stavebních hmot, Odborný svaz důlních strojů při VDMA e. V. Frankfurt/Main a Evropský výbor pro stavební stroje CECE [5].

Exponáty na veletrhu byly rozděleny do čtyř kategorií:

1. Vše kolem stavby.
2. Báňský průmysl, těžba a zpracování surovin.
3. Výroba stavebních hmot.
4. Dodavatelé a služby.

Nový obor báňský průmysl byl situován do haly C2, C3 a B2 a na volnou plochu. Těžištěm výrobního sortimentu v oblasti těžařského průmyslu byla báňská technika (hala C2), v hale B2 byly vystaveny segmenty zařízení z oblasti úpravárenské technologie a v hale C3 zařízení pro výstavbu tunelů. Celkově tvořily kompletní přehlídku nejnovějších zařízení pro povrchovou těžbu, podzemní dobývání, výstavbu tunelů stejně jako úpravárenské technologie a těžební a dopravní techniky. Novinkou byla i konference BAUMA FORUM věnovaná této problematice.

Automatické řízení stavebních strojů a jejich komponent

My jsme se zajímali zejména o firmy, které se zabývají automatickým řízením stavebních strojů a jejich komponent. Proto byla naše pozornost zaměřena především na halu A3, na volné plochy mezi halami A3 a A2, kde byly systémy řízení předváděny a na volné plochy, kde byly stavební stroje vystavovány.

V současné době se pro automatické řízení využívá laserová a ultrazvuková technika, družicové systémy GPS, GLONASS, GALILEO a automatické totální stanice včetně příslušného software. Bližší podrobnosti byly publikovány např. v [2]. Toto sdělení je zaměřeno pouze na systémy řízení používané hlavními výrobci této moderní techniky, další článek upozorní na novinky v oblasti geodetické, zejména laserové techniky a příslušných detektorů (snímačů), které byly vystaveny převážně v hale A3.

Firma AMMANN

u svých hutnících strojů uplatňuje systém ACE (Ammann Compaction Expert), což je sofistikovaný systém kontroly hutnícího procesu vyvinutý firmou AMMANN. Jedná se o systém s automatickou kontrolou, nastavením frekvence a amplitudy u vibračního válce. Systém inteligentního hutnění ACE mění svou tvář, uživatelé se mohou těšit na nový LCD display a integrovanou klávesnici [3]. Jako novinku firma připravila vibrační válec ASC 130 ACE s optimalizovanou vibrací při vysokém stupni hutnění. Nadstavba ACE plus umožňuje na přídavném počítači zobrazovat aktuální polohu stroje a v celém koridoru stavby barevně indikovat úroveň zhutnění. Jedná se již o maximální úroveň zobrazení stavu veškerého alespoň jednou projetého terénu. Uchovaná data následně poskytují úplný obraz o provedeném díle. Tento nový způsob automatického řízení systémem TSD (Topcon Sauer Danfoss) umožňuje pro určování polohy v terénu využívat satelitní systémy GPS a GLONASS. Předpokládaná přesnost v ose x, y je 0,5–2,0 cm a v ose z = 0,1 cm. Na veletrhu byl válec představen v provozním nasazení (obr. 1).

Obr. 1: Kabina zhutňovacího stroje ASC 130 ACE AMMANN

Dle vyjádření pana M. Gerharda z firmy Ammann Schweiz AG a pana R. Remeše z firmy Ammann Czech Republic a.s. (dříve Stavostroj Nové Město nad Metují) lze tyto systémy nasadit na další zhutňovací stroje, event. použít GPS a GLONASS systému Leica či TRIMBLE.

Firma Leica Geosystems

patřila k významným vystavovatelům v oblasti řízení strojů (GPS, laserová technika, totální stanice včetně software). Při automatickém řízení stavebních strojů spolupracuje s firmou New HOLLAND. Využívá systém SitePOWER. Systém MC 200 DIGGER signalizuje dle senzorů hloubku a dosah rypadla. Obsluha může pracovat do určené hloubky, sklonu nebo profilu s přesností na cm. Systém může pracovat ve spojení s laserovým zařízením pro kontrolu sklonu. Systém DigSmart 3D umožňuje při práci rypadla zvýšit produktivitu stroje až o 50 %. Tento systém je zcela kompatibilní se systémem Leica 1200 při využití totálních stanic nebo systému GPS/GNSS. Při řízení graderů a dozerů slouží základní nivelační systém GradeSmart 3D umožňující automatickou kontrolu příčného sklonu a základní úpravu terénu. Využívá ultrazvukové a laserové senzory a družicovou technologii nebo totální stanice. Řízení dozeru CATERPILLAR s využitím laserové techniky ukazuje obr. 2. Přesnější řízení vyžadují práce s finišery využívající ultrazvukovou a laserovou techniku a senzory sklonu v systémech PaveSmart 3D. Výsledná přesnost ve výšce dosahuje ±3 mm a v poloze ±10 mm. Používají motorizovanou totální stanici TPS 1200 se software systému LMGS-D verze 4,0. Leica MNS 1200 GNSS (Global Navigation Satellite Systém) je nový družicový systém pro navigaci strojů vyvinutý speciálně pro podmínky na staveništích a v dolech. Totální stanice může pracovat v různých modech jako základní totální stanice až po motorizovanou s automatickým cílením na terč a integrovanou s přijímačem GPS a GLONASS. Disponuje dvěma frekvencemi GPS včetně L2C a L5 a dvěma frekvencemi ruského systému GLONASS a je připravena i pro evropský systém GALILEO. Mezi možné aplikace patří referenční přímka, výpočet kubatur a řízení strojů. Popis laserové techniky a systémů pro řízení strojů je uveden v [2].

Obr. 2: Řízení dozeru CATERPILLAR s využitím laserové techniky Leica

K dalším novinkám patří přenosný dálkoměr Leica DISTO A8 s dosahem 0,05–200 m a s přesností ± 1,5 mm. Je doplněný digitálním hledáčkem a zabudovaným sklonoměrem a umožňuje měřit vodorovnou vzdálenost i převýšení. Technické údaje dalších typů dálkoměrů DISTO A2, A3, A5 a A6 jsou uvedeny v [6].

Firma MIKROFYN

vyrábí laserovou techniku s rozmítací hlavicí, tzv. rotační lasery. Novinkou letošního veletrhu je Mikrolaser ML 13 ld a Mikrolaser ML 14 ld. Posledně uvedený typ je vybaven automatickým urovnáním (±5°), s možností sklonu ve dvou rovinách (0–10 %), s ručním detektorem HS 14 může být ovládán dálkově. V přístroji je laserový svazek odkloněný o 90°, lze provažovat, skenovací funkce umožňuje jasnější zachycení stopy. Laserová stopa je ve viditelném záření (dioda 635 nm) na rozdíl od typu ML 13 ld, kde je používaná dioda 650 nm; přepínatelný počet otáček hlavice 0, 30, 60, 180, 360 a 600 (u typu ML 13 ld jsou pouze otáčky 600). Dosah laseru je 500 m.

Firma MIKROFYN nabízí systém MikroDigger XC2 (obr. 3) doplněný pozičním systémem a řídící skřínkou pro různé typy rypadel. Senzory jsou určeny pro podélné i příčné změny sklonu. S přídavným senzorem RS 10 se rozšíří na systém ve dvou sklonech a tím se systém řízení zlepší o další rozměr. Rozšířením řídící skřínky o 3D polohy vložením RTK GPS přijímače včetně 3D software se získá zcela univerzální zařízení (Leica MNS 1200 a GSM5). K řízení dozerů, např. firem LIEBHERR či CATERPILLAR, se využívá systém MikroDozer zahrnující laserovou techniku se systémy GPS a totální stanice. MikroDozer systém může pracovat manuálně s využitím laserové techniky nebo automaticky s 3D-MikroDozer s využitím družicového systému nebo robotizovaných totálních stanic. Všechny potřebné části dodává firma MIKROFYN a provádí montáž na dozeru [6].

Obr. 3: Řízení rypadla MikroDigger XC 2 firmy MIKROFYN

Firma Scanlaser

Podobně firma Scanlaser zajišťuje automatické řízení rypadel, dozerů a graderů s využitím sklonoměrů, ultrazvukové a laserové technologie, GPS a totálních stanic různých výrobců. Při provádění těchto prací vykazují výrazné úspory. Ukázka modelu rypadla řízeného systémem Scanlaser je na obr. 4.

Obr. 4: Model rypadla s řídícím systémem Scanlaser

Firma TOPCON

patří k hlavním výrobcům a dodavatelům systémů pro řízení stavebních, zemědělských a důlních strojů, které využívá řada výrobců stavebních strojů. Firma TOPCON uzavřela s firmou KOMATSU dohodu o montáži řídících elementů firmy TOPCON přímo ve výrobním závodě KOMATSU. Firma TOPCON pro automatické řízení využívá laserovou i ultrazvukovou techniku, družicové systémy GPS, GLONASS, GALILEO a automatické totální stanice včetně příslušných software. Jako poslední novinka byl na veletrhu BAUMA 2007 představen automatický způsob řízení systémem 3D-mm GPS [6]. Tato tradiční družicová technologie (3D-GPS) je založena na využití laserového systému Laser-Zone s přístrojem PZL-1. Laser s rozmítaným svazkem vytváří 10 m vysokou laserovou stěnu s dosahem 300 m pro zpřesnění výšek v ose z (mezi 2 mm až 5 mm). Tato technologie se uplatní při řízení finišerů s využitím nového ultrazvukového senzoru a skeneru.

Pro řízení rypadla systémem 3D GPS+ byl vyvinut senzor sklonu 3D Xi, který pracuje se dvěma GPS+ anténami, GPS přijímačem a displejem GX-60 umístěným v kabině strojníka. Systém pracuje spolehlivě i v případě, kdy je lžíce rypadla pod hladinou.

Pro příjem družicových signálů GPS a GLONASS slouží nový přijímač GR 3, který může současně přijímat signál z 36 družic na 72 kanálech. Jako novinka byl představen stavební laser RL-VH 4G s přenosným detektorem LS-70 G. Laser pracuje se zeleným svazkem [6]. Na obr. 5 je řízení dozeru LIEBHERR laserem a GPS TOPCON. Pro 3D řízení strojů slouží totální stanice GPT-9000A (obr. 6).

Obr. 5: Řízení dozeru LIEBHERR laserem a GPS TOPCON

Obr. 6: Totální stanice TOPCON GPT 9000A

Firma TRIMBLE

je rovněž význačným výrobcem a dodavatelem systémů pro řízení stavebních strojů. Vychází z přístrojů a zařízení firmy SPECTRA-PRECISION [6] a uplatňuje způsoby automatického řízení s využitím družic, laserové a ultrazvukové techniky a využívá totální stanice TRIMBLE. Jedná se o systémy řady GCS (Grade Control Systems), z nichž systémy GCS 300 až GCS 600 využívají laserovou a ultrazvukovou techniku a řídí dozery a gradery. Nejmodernější systémy GCS 900 vycházejí z 3D systému řízení a používají dva GPS přijímače s integrovanou anténou. Pro zvýšení přesnosti ve výšce využívají laserovou techniku a lze volit kombinace s dalšími geodetickými systémy jako jsou totální stanice. Systémy TRIMBLE se uplatňují při řízení stavebních strojů, např. CATERPILLAR, LIEBHERR, VOLVO aj.

Nový modulární přijímač TRIMBLE spolu se Smart GPS anténou MS 990 zlepšuje účinnost 3D řízení strojů v obtížných podmínkách stavby. Systém podporuje modernizovaný L2C-GPS signál právě tak jako L5 signál a dává možnost využít družice GPS i GLONASS. Odstraňuje nedostatky při chybějící přímé viditelnosti v blízkosti vysokých zdí nebo hlubokých terénních zářezů. Pro zemní práce a pro stavbu silnic byl připraven nový software SCS 900 (Site Controller Software) ve spojení s totálními stanicemi a družicovým pozičním systémem. Ukázka řízení rypadla CATERPILLAR systémem GPS TRIMBLE je na obr. 7 a na obr. 8 je totální stanice TRIMBLE M3 vhodná pro řízení strojů.

Obr. 7: Řízení rypadla CATERPILLAR systémem GPS TRIMBLE

Obr. 8: Totální stanice TRIMBLE M3

WIRTGEN GROUP

využívá k automatickému řízení svých finišerů nový nivelační systém NIVELTRONIC Plus, ve kterém jsou všechny důležité funkce vzájemně propojeny. Aktuální výška nivelačních válců je přenesena na displej obsluhy a systém je zcela automatizován (obr. 9). Určení 3D polohy se provádí laserem, totální stanicí nebo systémem GPS. Na postup automatického řízení byl udělen patent Joseph VÖGELE AG. Firma spolupracuje s firmou TOPCON (mm GPS+).

Obr. 9: Finišer VÖGELE řízený systémem NAVITRONIC Plus

Tato firma získala cenu BAUMA 2007 za inovaci v kategorii design za nový design finišeru [4]. Oceněný design vychází z tzv. konceptu ERGO PLUS, což je zcela nový koncept pro ovládání těchto strojů zaměřený na pohodlí strojníka a omezení únavy při ovládání stroje.

Závěr

Na závěr lze konstatovat, že mezinárodní veletrh BAUMA 2007 předčil svým rozsahem všechna očekávání a potvrdil, že počtem vystavovatelů i návštěvníků patřil k největším světovým veletrhům. Rozšíření o nový obor báňský průmysl přispělo ke zpestření veletrhu a rozšířilo okruh zájemců. Rovněž novinky uplatněné v automatickém způsobu řízení strojů a jejich navigaci podložené novým počítačovým software byly pozoruhodné a demonstrované na strojích vyvolávaly značnou pozornost a lze očekávat jejich brzké uplatnění v praxi.

Literatura

[1] HEJHÁLKOVÁ, H.: Veletrh bauma 2004 poprvé s bauma mining. Stavební technika 2/2004, str. 20–22.
[2] KAŠPAR, M. – VOŠTOVÁ, V.: Lasery ve stavebnictví a navigaci strojů. Vyd. Informační centrum ČKAIT Praha 2001, 148 str., ISBN 80-86364-61-5.
[3] HORÁK, J. – REMEŠ, R.: Novinky Ammann na stavebním veletrhu Bauma 2007 v Mnichově. Stavební technika 2/2007, str. 36–37.
[4] HEJHÁLEK, J.: Nominace na Cenu bauma 2007 za inovaci. Stavební technika 2/2007, str. 70–73.
[5] BAUMA 2007. Offizieller Katalog Messe München International 2007.
[6] Firemní literatura jednotlivých firem.

Článek byl zpracován s podporou grantového projektu 103/06/0617 „Vliv použití progresívní techniky na urychlení technologických a měřících procesů” Grantové agentury ČR.