Digitalisierung der Baustelle

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Bagger und Lader
Mit der Schaufel ist der Radlader in der Lage, Sand und Kiesflächen zu bearbeiten und unter der Kontrolle der Steuerungseinheit sieht der Radladerfahrer genau, wo er auf Höhe ist. Foto: Trimble

Andrea Brill I Die Digitalisierung der Arbeitswelt schreitet überall voran, so auch natürlich in der Bauwirtschaft. Mit einer Maschinensteuerung lassen sich schwierige Arbeitsprozesse genau nach Planung durchführen. Mittlerweile werden Radlader aller Maschinengrößen mit Steuerungstools ausgerüstet. Das schafft gerade im Garten- und Landschaftsbau enorme Vorteile.

Dank Maschinensteuerung kann nicht nur ein Vorgang genauer geplant, kontrolliert und abgewickelt werden, sondern der komplette Prozessablauf: Das Gelände wird vermessen. Auf Basis der gewonnenen Daten erstellt der Landschaftsgärtner den Entwurfsplan, der dann wiederum in die Steuerungseinheit der Maschine gespeichert wird.

Exaktes Planieren

Dank ausgefeilter Steuerungstechnologie können Radlader nicht nur zum Verladen von Material eingesetzt werden, sondern auch für Planierarbeiten. Mit der Schaufel ist der Radlader in der Lage, Sand und Kiesflächen zu bearbeiten und unter der Kontrolle der Steuerungseinheit sieht der Radladerfahrer genau, wo er auf Höhe ist. Die neue, seit Februar 2016 angekündigte Version des Trimble GCS900 Grade Control Systems wurde nun auf Radlader erweitert und die hinzugekommene 3D-Konfiguration unterstützt Radlader bei der Materialplatzierung sowie Nivellierungsarbeiten. Der Effekt liegt laut Trimble in einer 40-prozentigen Produktivitätssteigerung. Die Fahrer können das Material präzise steuern und feinere Abstufungen erreichen. Das Trimble GCS900 Grade Control System Version 12.81 für Radlader ist weltweit über das Sitech-Technologie-Vertriebsnetz erhältlich.

In der Version als Leica PowerDigger Lite ist das System auch als einfache Baggersteuerung verfügbar. Sie eignet sich insbesondere für alle Minibagger und Baggerlader und ist eine gute Lösung für den Einstieg in die Maschinensteuerung. Das Einneigungs-Steuerungspanel mit Farbdisplay ist einfach zu bedienen, in der grafischen Übersicht des PowerDigger Lite werden die vorgegebene Tiefe und Neigung angezeigt. Sämtliche Tasten und die erforderlichen Funktionen sind benutzerfreundlich angeordnet und direkt aktivierbar.

Das Leica PowerDigger Lite System bietet einfache Tiefen- und Neigungssteuerung für Routine-Baggerarbeiten. Der Fahrer wählt die entsprechende Referenzhöhe und gibt dann die gewünschte Tiefe und/oder Neigung ein. Die Soll-Tiefe oder Neigung und der Abstand zur Schaufelkante werden im Display angezeigt. Die Bezugshöhe ist flexibel wählbar. Als Höhenreferenz kann zum Beispiel eine bestehende Oberfläche, ein Höhenpflock, eine Höhenschnur oder eine Laser-Referenzebene dienen.

Das System verhindert, dass zu viel Material abgetragen wird. Zudem entfallen nachträgliche Kontrollmessungen. Schwierige Aufgaben wie Baggern ohne Sicht auf die Schaufel und Grabungen unter Wasser, zum Beispiel bei Teicharbeiten in Parkanlagen, sind wesentlich einfacher mit PowerDigger Lite auszuführen, da der Baggerführer die aktuelle Schaufelposition im Display verfolgen kann.

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Durch die gesteuerte Drehung lässt sich der Schwenkrotator auch in beengten und komplizierten Parkflächen einsetzen. Foto: Leica Geosystems
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In der Version als Leica PowerDigger Lite ist das System auch als einfache Baggersteuerungverfügbar. Sie eignet sich insbesondere für alle Minibagger. Foto: Rototilt/Trimble

Sichere Steuerung des Anbaugeräts

Auch bei Baggerarbeiten gibt es ein neues Feature, das die Arbeitsvorgänge mit Hilfe von Maschinensteuerung präzisiert. Schwenkrotatoren können neuerdings mit Maschinensteuerung ausgerüstet werden. Durch die gesteuerte Drehung lässt sich der Schwenkrotator auch in beengten und komplizierten Parkflächen einsetzen. Hersteller, die die Schwenkrotatoren mit Steuerungseinheiten ausrüsten, sind bisher Rototilt und Encon. Mit der Rototilt Positioning Solution in Kombination mit der Trimble Baggersteuerung GCS900 ist nun eine hohe Kontrolle über das Anbaugerät möglich. Dank dieser kombinierten Steuerungseinheit erkennt der Baggerführer die genaue Position des Anbaugeräts und kann die Baggerarbeiten präziser steuern. Diese Technologie informiert den Fahrer über die Höhe der Schneitkante und die Rotationslinie, was sich bei Arbeiten wie Abschrägen oder in verwinkelten Gartensituationen auszahlt. Die Entwicklung des kombinierten Systems von Rototilt und Trimble geht auf verstärkte Nachfragen der Kunden zurück, die sich insbesondere um die Effizienzsteigerung bei der Nutzung von Schwenkrotator und Anbaugeräten drehten.

Die Kontrolle über den Schwenk- und Drehwinkel des Anbaugeräts mit der Rototilt Positioning Solution sowie der exakten Position in Trimbles Baggersystem erlauben Zeit- und Kraftstoffeinsparungen. Diese neue Lösung erleichtert das Arbeiten für den Fahrer, da Position und Höhe unabhängig von der Löffeldrehung stets angezeigt werden. In Dänemark und Norwegen sind bereits mehrere Systeme ausgeliefert worden und im Einsatz. In Deutschland und weltweit ist das Steuerungssystem über das Sitech-Technologie-Vertriebsnetz erhältlich. Vorteile bietet zudem die Übertragbarkeit der Steuerungssysteme von einer Maschine auf eine andere, unabhängig vom Typ und Größe. Trimble bietet mit Trimble Ready die Vorrüstung der Maschine ab Werk an.

Die einfache Steuerung für Minibagger

Eine Maschinensteuerung insbesondere für Minibagger bietet Leica, Spezialist für Geosysteme, an: Das Leica Basic Digging System (vormals Leica MC200 Depthmaster) kontrolliert jede Art von Höhe bei der Arbeit mit Baggern. Der Baggerlöffel wird zum integrierten Messstab, ohne dass der Fahrer die Kabine verlassen muss. Das System ist einfach einzurichten und kann mit jedem Rotationslaser verwendet werden.

Der Maschinensteuerungsempfänger mit patentierter Vertikalanzeige erlaubt eine konstante Genauigkeitsanzeige auf hellen LED-Displays an Vorder- und Rückseite. Das Leica Basic Digging System kann an einem Standard- oder einem Tieflöffelbagger angebracht werden. Mit dem Sensor können auch Nivellieraufgaben durchgeführt werden. Durch zwei unterschiedliche Befestigungssysteme mit Magnet oder Klammern lässt sich das Basic Digging System auf beiden Seiten des Baggerarms montieren. Das System ist einfach in der Anwendung und verfügt über die "Shake 2 Wake" Energiesparfunktion, aus welcher es durch Schütteln des Baggerarms reaktiviert wird.

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Die neue Tandemwalze CD54B: Effizient und lückenlos verdichten mit zahlreichen Assistenzsystemen und hohem Bedienkomfort. Fotos: Caterpillar/Zeppelin

Vermeidung von Überverdichtung

Maschinensteuerung für Walzen ermöglicht die genaue Kontrolle von flächendeckenden Verdichtungsarbeiten, wie sie im Garten- und Landschaftsbau Alltagsgeschäft sind. Durch die Möglichkeit, dass die Walzen auch miteinander kommunizieren, wird nicht nur der Verdichtungsgrad der eigene Maschine im Auge behalten, sondern auch der anderen im Einsatz befindlichen Walzen. Dadurch kann Überverdichtung oder doppelte Verdichtungsarbeit vermieden werden, was wertvolle Zeit und Kosten spart.

Durch Fortschritte in der digitalisierten Technologie konnte beispielsweise die Verdichtungskontrolle der neuen Cat Tandemvibrationswalze CD54B verbessert werden. Zu den konkreten technischen Verbesserungen zählen Verdichtungseinstellautomatik, Kartierung von Übergängen und Temperatur, Kommunikation von Maschine zu Maschine und Verdichtungsmesswert (CMV, Compaction Meter Value). Die Verdichtungseinstellautomatik (AAC, Auto-Adjustable Compaction) sorgt für die höchstmögliche Amplitude, bei gleichzeitiger Vermeidung von Unter- beziehungsweise Überverdichtung. Das AAC-System nutzt die vordere und hintere Bandage und kann die Einstellung über das gesamte Amplitudenspektrum in wenigen Sekunden vornehmen und so eine gleichmäßige Verdichtung der gesamten Schicht fördern. Somit sorgt das System in kürzester Zeit für eine effizientere, homogenere Verdichtung.

Das System liefert Echtzeitwerte, die die ausgeführten Übergänge und die Schichttemperaturen anzeigen. Dies verringert Unregelmäßigkeiten beim Walzschema, was durch Unaufmerksamkeit und Ermüdung, Mehrfachbelastung des Fahrers und Nachtarbeit verursacht werden kann. Das System "Kommunikation von Maschine zu Maschine" unterstützt darüber hinaus die Koordinierung der Walzschemata durch Übermittlung der Daten der zur bearbeiteten Fläche über die Betriebsanzeigen mehrerer Maschinen. Mit einem Blick auf die Farbanzeige können die Fahrer erkennen, welche Flächen bearbeitet und wie viele Übergänge ausgeführt worden sind. Wenn ein nachfolgender Fahrer feststellt, dass eine Fläche noch nicht bearbeitet worden ist, kann der Mangel zeitnah behoben werden, damit eine einheitliche Bearbeitung sichergestellt ist. Das System erleichtert zudem die gestaffelte Verdichtung, wenn mehrere Maschinen nach Walzschemata mit fünf oder sieben Übergängen arbeiten.

Bagger und Lader
Verschiedene Funktionen des Wägesystems ermöglichen es, die Last vor dem Beladen noch einmal nachzujustieren und damit eine hohe Präzision in den Ladevorgang zu bringen. Foto: Zeppelin

Genaues Abwiegen von Lasten

Digitalisierung unterstützt auch die Kontrolle und Steuerung von Lasten. Hilfreich für Lastmaschinen wie Bagger, Radlader und Lkw ist das Wiege- und Wägesystem von Trimble. Mit dieser Einheit lassen sich geladene Lasten kontrollieren und das Materialhandling präzise steuern, so dass Überlastung und das damit einhergehende Unfallrisiko vermieden wird. Die Radladerwaage Loadrite L2180 hat in diesem Jahr ihre 10.000ste Installation gefeiert. Auf dem Markt eingeführt wurde das mobile Wiegesystem in 2009. Loadrite L2180 wird in umfangreichen Tests geprüft und profitiert von einem umfassenden Vertriebs- und Support-Netzwerk.

Um das Problem der Über- oder Unterlasten zu vermeiden hat Caterpillar ein eigenes Wägesystem entwickelt: das Cat Production Measurement (CPM). Verschiedene Funktionen des in 2015 eingeführten Wägesystems ermöglichen es dem Fahrer, die Last vor dem Beladen noch einmal nachzujustieren und damit eine hohe Präzision in den Ladevorgang zu bringen. Zunächst wurde das Wägesystem für Cat Radlader der Baureihe M eingeführt.

Wesentlicher Bestandteil des Systems sind Sensoren. Über Drucksensoren im Auslegerzylinder wird die Löffellast ermittelt und an das Display in der Fahrerkabine weiter geleitet und angezeigt. Der Fahrer kann so den Ladezustand des Löffels kontinuierlich überwachen und entsprechend reagieren, wenn Überlast angezeigt wird. So kann der Fahrer nachjustieren, indem er überschüssiges Material abkippt oder nachlädt, um das Zielgewicht im Lkw zu erreichen. Falls der Fahrer mit dem abschließenden Löffel die zulässige Fahrzeugnutzlast überschreitet, wird er über den Bildschirm in der Kabine darüber informiert. Für hohe Genauigkeit und sichere Datenübertragung sollte der Schwenkvorgang ruhig und gleichmäßig erfolgen. In Verbindung mit dem Flottenmanagement wiederum können die ans Büro übermittelten Daten beim Ladevorgang den Unternehmer dabei unterstützen, die Arbeitsprozesse generell zu analysieren und zu verbessern. So kann beispielsweise gezielt die bewegte Masse pro Liter Kraftstoff sowie die bewegte Masse pro Stunde berechnet werden und für künftige Einsatzplanungen herangezogen werden.

Kommunikation zwischen Büro und Baustelle

Mit der VisionLink Unified Fleet bietet Trimble über ein Onlineportal ein Flottenmanagementtool an. Von jeder integrierten Maschine werden die Statusberichte bis ins Büro geliefert und sind dort abrufbar. Das Tool ist für jede Maschine verfügbar und ist seit neuestem mit Flottenmanagementsystemen anderer Hersteller kompatibel. Die neue Version bietet nun einen vereinfachten und schnelleren Zugriff auf die gewünschten Informationen, die sich über beliebige webfähige Endgeräte wie Tablets und Smartphones abrufen lassen. Je nach Geräteart passt sich VisionLink in der Darstellung an. Die Konfiguration der Software in mehrere kleinere Apps bietet dem Gartenbauunternehmer eine höhere Praktikabilität, da er gezielt nur die Anwendungen abrufen kann, die er gerade braucht. Auch kann er festlegen, wenn er automatisierte Berichte braucht und mit welchen Inhalten diese bestückt sein sollen.

Zu den neuen Apps zählen unter anderem VisionLink Unified Fleet und VisionLink Landfill. Die speziell für Flottenmanager entwickelte VisionLink Unified Fleet App zeigt auf einer benutzerfreundlichen Oberfläche Informationen wie Betriebsstunden, Kilometer, Standort, Leerlaufzeit, Anlagenzustand und benutzerdefinierte Anlagenzustände der jeweiligen Maschinen an. Mit der neuen VisionLink Landfill App können die Verdichtungs- und Füllprozesse von Verdichtern verfolgt werden, die mit einem Trimble CCS900 Compaction Control System ausgerüstet sind. Die App zeigt in Echtzeit die erzielten Verdichtungsgrade an. VisionLink ist ebenfalls weltweit über das Sitech-Technologie-Vertriebsnetz erhältlich.

Trimble Connected Site integriert Maschinensteuerung, GNSS-Korrektur und Telematik. Die laufenden Projekte und im Einsatz befindlichen Maschinen können effizienter vom Büro aus verwaltet werden und die Fahrer werden ständig mit den neuesten Planungsdaten, Arbeitsaufträgen und Unterstützung bei der Gerätebedienung versorgt - ohne dazu die Maschine verlassen zu müssen. In Ergänzung dazu können über die Connected Community die Daten in Echtzeit via Internet ausgetauscht und verwaltet werden.

Bagger und Lader
Foto: Trimble/Sitech

Elektronische Bauabrechnung

Last but not least macht die Digitalisierung der Baustelle auch nicht vor dem Büro Halt. Nicht nur die Steuerung von Maschinen und deren Arbeitsprozesse oder die Übermittlung und Verwaltung von Maschinen- und Einsatzdaten von der Baustelle, sondern auch Bürotätigkeiten wie die Abrechnung können durch Digitalisierung weiter erleichtert und optimiert werden.

Auf der bauma 2016 stellte Trimble eine neue Version von Business Center HCE Baumanagement-Software vor, die Mengen- und Massenberechnung nach REB-Standard (Regelungen für die Elektronische Bauabrechnung) erlaubt. Business Center HCE organisiert im Allgemeinen den Datenaustausch zwischen Feldrechnern, Maschinen und dem Büro. Planer und Ingenieure nutzen die Software unter anderem für die Aufbereitung von Geländeplänen oder zur Massenermittlung.

Mit der Version 3.60 erfolgt die Berechnung von Flächen und Volumen nach den allgemeinen Regelungen nach REB. Der REB-Standard ist für Bauunternehmer, Planer, Überwacher und Abrechner wichtig, weil die Berechnungen in REB-Prüfprogrammen leicht nachvollziehbar sind und damit Prüf- und Abrechnungsprozesse erleichtert und beschleunigt werden. Von vielen öffentlichen Auftraggebern wird der REB-Standard ohnehin vorausgesetzt.

Der für den Auftraggeber nachvollziehbare Rechenweg kann so schneller geprüft und akzeptiert werden. Eine mögliche erneute Prüfung wird vermieden, Erläuterungen und kostbare Zeit werden gespart. Auftragnehmer können durch das einheitliche Datenformat schneller fakturieren. Insbesondere bei der Abrechnung komplexer Geländemodelle ergeben sich Vorteile, weil Berechnungen ansonsten nur unter hohem Rechenaufwand nachvollziehbar sind, wie beispielsweise bei der Abrechnung von Aushub verschiedener Gesteins- und Bodenschichten in einer Grube oder bei Volumenberechnung von komplexen geometrischen Körpern oder Flächen.

Kooperationen

Die Entwickler von Maschinensteuerungssystemen arbeiten eng mit Baumaschinenherstellern zusammen. So werden bestimmte Versionen direkt für spezielle Modelle entwickelt, getestet und letztlich auf den Markt eingeführt. Zusammen mit Caterpillar hat Trimble beispielsweise die Automatisierung der Ladeanlage mit Schaufel entwickelt. Praktisch erprobt wird das momentan bei den Modellen Cat 323 E und F, die mit der Funktion Grade+Assist ausgestattet sind. Während Trimble mit Caterpillar kooperiert - der Vertriebspartner in Deutschland ist Sitech - arbeitet der zweite große Anbieter von Steuerungssystemen, Topcon, mit Volvo zusammen. Im Mai 2016 gaben beide Unternehmen bekannt, dass sie an einer gemeinsamen 3D-Maschinensteuerung (3D-MC) arbeiten. Die Technologie soll sich nahtlos in die 2D-Maschinensteuerung Volvo Dig Assist auf Volvo-Baggern und Workflow-Lösungen für Entwurfs- und Bestandsdaten von Topcon einfügen.
Dr. Andrea Brill
Autorin

Brill PR

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