Caterpillar Bagger mit Assistenzsystem
Steuerungs- und Assistenzsysteme

Automatisierung markiert gewaltigen Technologiesprung

Was früher viel Zeit und Können erforderte wird heute von der Baggersteuerung schnell und präzise erledigt. Die Automatik stellt sogar flott ein exaktes Planum her; der Fahrer wird im Display in Echtzeit über die Lage der Löffelschneide informiert. (Bilder: Zeppelin)

2014 folgte dieser Raupe das kleinere Modell D37EXi/PXi-23, in diesem Jahr die größere D85EXi/PXi-18, beide ebenfalls mit iMC . Und befanden sich die GPS-Antennen der Maschinensteuerungen früher am Schild, sind sie bei diesen Komatsu-Raupen bereits ab Werk auf dem Kabinendach für das globale Navigationssatellitensystem (GNSS) montiert. Mit zusätzlich hochpräziser Messeinheit und Hydraulikzylinder mit Hubwegsensoren können sowohl das Grob-als auch Feinplanum in Automatik-Betriebsart ausgeführt werden. Das iMC-System erfasst und steuert die am Schild wirkende Belastung und optimiert automatisch die Einstechtiefe des Schilds.

Halbautomatisch im Team mit dem Bediener

Mit der halbautomatischen Löffelführung Grade mit Assist kann Caterpillar nun Raupenbagger bestücken. Vor Beginn der Baggerarbeiten referenziert der Fahrer die Löffelschneide an einem bekannten Höhenpunkt und gibt einen Höhen-Offset ein – schon wird mit dem automatischen Erstellen eines Feinplanums in cm-Genauigkeit begonnen. Sobald der Fahrer die Automatiktaste betätigt, übernimmt das System die Auslegersteuerung. Der Fahrer zieht nur den linken Joystick für die Stielbewegung heran, der Ausleger hebt und senkt sich automatisch, der Löffel wird dabei mit konstantem Schnittwinkel geführt. Resultat ist eine plane Fläche, entstanden durch Teamwork von Fahrer und Assistenzsystem. Da der Löffel im Automatikbetrieb nicht mehr unter das Soll-Planum bewegt wird, unterbleibt zu tiefes Ausschachten. Das erspart Mehraushub und Nacharbeiten. Das System kann mit Trimble-Bausteinen von Sitech zu einer 3DMaschinensteuerung aufgerüstet werden, was besonders Bauunternehmen hilft, die im Straßen-und Erdbau komplexe Geometrien erstellen müssen.

Bernd Goebel

Hardware-Entwickler, MTS Maschinentechnik Schrode, Hayingen

„Eine zunehmende Anforderung bei der Konstruktion von Schnellwechslern ist die Sicherstellung einer störungsfreien Strom-und Datenübertragung, damit Bagger und Anbaugeräte nahtlos miteinander zusammenspielen. Doch arbeitet jeder bisher mit unterschiedlichen Übertragungsprotokollen und individueller Pin-Belegung. Die mögliche Folge beim Ankoppeln neuer Anbaugeräte: Kurzschlüsse, mühsame Fehlersuche und gestörte Funktionen. Im ungünstigsten Fall geht gar nichts mehr. Künftig werden Abmessungen und Geräteerkennung, aber auch Telematikdaten wie Laufzeiten und Wartungsintervalle im Anbaugerät gespeichert sein. Dann können auch Anbaugeräte wie Löffel, Greifer oder Hammer via automatischer Werkzeugerkennung mit einer 3DBaggersteuerung kommunizieren. Vorteil: Der Fahrer braucht beim Werkzeugwechsel nicht mehr manuell auswählen und läuft nicht mehr Gefahr, wegen eines versehentlich falsch ausgewählten Löffels mit falschen Werkzeugmaßen zu arbeiten.“

Ähnliche Systeme für halbautomatisches Arbeiten entwickelte Cat auch für Grader und Kettendozer. Cat Slope Indicate zeigt die Quer-und Längsneigung des Dozers an, sodass der Fahrer auf dem Monitor verfolgen kann, wie weit er noch von dem vorgegebenen Planum entfernt ist. Beim Planierassistenten Cat Grade Control Slope Assist stellt der Fahrer die gewünschte Längs-und Querneigung des Planums ein. Dann wird der Schild automatisch gesteuert, damit die vorgegebenen Werte schnell erzielt werden; der Fahrer steuert lediglich die Fahrbewegungen. Und mit Cat Grade Control 3D, einer ab Werk voll integrierten Maschinensteuerung, werden sowohl schwere Abschiebearbeiten als auch das Feinplanieren effizienter und genauer. Laderfahrer wiederum unterstützt die Schaufelfüllautomatik Auto Dig von Cat: Mit der Wägeeinrichtung voll kompatibel, automatisiert sie ständig wiederkehrende Arbeitsgänge der Schaufel. Nach Aktivierung des Systems läuft das Füllen der Schaufel automatisch ab, sobald sie in das Haufwerk eindringt. So kann sich der Fahrer auf Lenken, Fahrtrichtungswechsel und Arbeitsumfeld konzentrieren. Ähnliche Systeme bietet auch Komatsu für Radlader. Volvo CE hat eine für diverse Maschinenarten – vom Bagger bis zum Straßenfertiger – nutzbare Plattform namens Co-pilot vorgestellt, die über einen Tablet-Computer mehrere Assistenten anbietet: Load Assist, Dig Assist, Compact Assist und Pave Assist. Der Dig Assist als 2D-oder In-Field-Variante ermöglicht es, Baggerarbeiten mit hoher Präzision und in kurzer Zeit auszuführen. Load Assist für die Volvo-Radlader L110H bis L250H liefert dem Fahrer in Echtzeit genaue Informationen zum Ladevorgang und verhindert Unter-und Überlast. Auch im Straßenbau erfreuen sich Assistenzsysteme seit einigen Jahren zunehmender Beliebtheit. So installiert Wirtgen das Steuerungskonzept Widrive, das früher nur bei den größeren Kaltfräsen zum Einsatz kam, nun auch in kompakteren Modellen.