Automatisation d'une pelle araignée pour augmenter la productivité

Défis

Comme il n'y a pas de transmission sur cette machine, le système de direction gère également l'entraînement par le biais d'un actionneur électrique et d'un moteur de traction électrique et comprend divers rapports de vitesse générés par logiciel pour se rapprocher de la sensation d'entraînement à laquelle les opérateurs sont habitués tout en rendant la direction de la machine beaucoup plus réactive et moins fatigante. Au moins pour ces premières chargeuses électriques, Komatsu dit qu'il peaufine le système de direction pour obtenir une sensation très similaire à celle d'une machine à entraînement hydraulique. La différence est que grâce au logiciel, Komatsu peut offrir un contrôle plus fin de la machine avec une vitesse accrue.

Le moteur de traction électrique est un aspect particulièrement intéressant de ce système car il permet à Komatsu d'intégrer des éléments d'automatisation de manière plus transparente dans le fonctionnement de la machine. Par exemple, si la machine détecte qu'un opérateur pousse dans un tas, la chargeuse déclenche un contrôle de la friction ou une fonction antidérapante qui permet de creuser en douceur dans le tas et de remplir efficacement un godet.

Le système permettrait également à Komatsu de mettre facilement en place des commandes par joystick sur la machine, bien que les joysticks ne soient pas aussi populaires sur les chargeuses compactes que sur les chargeuses de plus grande taille, la refonte de l'architecture électrique de la machine permet de passer des commandes par pilote aux commandes E/H. Le système comprend également l'électronique de puissance, un ordinateur de commande du système et, bien sûr, une batterie et un système de gestion de la batterie.

Solutions

Les ingénieurs de Moog ont conçu un système hydraulique hautement dynamique, permettant à l'opérateur d'équilibrer automatiquement la machine, tout en la conduisant sur des terrains difficiles.

Le succès de la solution de contrôle automatisé du châssis a été le résultat direct de l'utilisation d'une simulation dynamique des applications de la machine qui a commencé par une présentation de la structure de contrôle du matériel et du logiciel. La simulation génère des tests de stress répétables pour étudier le comportement du système dans des situations critiques. Bien avant que le système physique réel n'existe, nous pouvons spécifier les exigences au niveau du système, des sous-systèmes et des composants. La modélisation avancée permet également d'éviter les grosses surprises avec le premier prototype. Nous pouvons aider les clients à comprendre et à clarifier les comportements suspects du système réel. La reproduction répétée de scénarios spécifiques permet d'analyser et de comprendre rapidement les effets physiques afin de résoudre rapidement et efficacement le problème.

L'innovation et la technologie de pointe de Moog impliquent des structures et des blocs de contrôleurs en temps réel intégrés directement dans Matlab/Simulink sans codage direct. Les contrôleurs peuvent être testés, qualifiés et validés dans un environnement de simulation hors ligne confortable sans les limitations typiques des systèmes embarqués en temps réel.

Fives fait un pas en avant vers un contrôle avancé pour les machines de la prochaine génération

• Nos ingénieurs expérimentés ont procédé à une évaluation technologique et ont déterminé que les équipements hydrauliques mobiles actuels et les solutions de contrôle ne répondraient pas aux exigences du projet.
• Les ingénieurs ont identifié une structure de contrôleur de pointe qui pourrait être utilisée avec des équipements hydrauliques industriels robustes et répondre aux exigences dynamiques.
• Pour prouver la stabilité du véhicule, les ingénieurs de Moog ont construit un modèle de simulation pour des itérations de conception rapides afin de simuler les caractéristiques du système d'actionnement et d'étudier la dynamique complète du véhicule. Les spécifications requises pour les composants ont été facilement définies par le modèle de simulation, ce qui a permis de gagner du temps et de l'argent.
• Moog a construit et installé des prototypes du système de contrôle automatisé de stabilisation du châssis, y compris des actionneurs intelligents intégrés comprenant des fonctions de sécurité et de contrôle basées sur des servovalves industrielles.
• Les tests finaux ont confirmé que nos structures de contrôle intelligentes de pointe fournissent un système de suspension active hautement dynamique pour les machines mobiles utilisant des composants industriels robustes.

Résultats : Permettre de nouveaux modèles d'entreprise

Alors que l'objectif initial était d'aider l'opérateur, l'équipementier a constaté que la solution finale présentait de nombreux avantages imprévus en termes de productivité, de sécurité et d'environnement. Le fait de rendre le travail des opérateurs plus facile et plus sûr a des répercussions sur la réduction des coûts de formation, d'embauche et de perfectionnement des employés. Voici quelques exemples de nouveaux cas d'utilisation que l'équipementier a trouvés grâce aux nombreux avantages que présente cette machine pour transformer le travail des opérateurs et les chantiers.

Nouveau modèle d'entreprise : Téléopération dans les environnements dangereux

Les machines sont désormais téléopérées dans les zones d'éboulement et les dépôts de munitions abandonnés afin de maintenir les conducteurs en dehors de la zone de danger. Avant l'installation de la stabilisation automatisée du châssis Moog, la téléopération manuelle n'était tout simplement pas possible en raison de la complexité du fonctionnement des douze axes. Aujourd'hui, grâce à la commande automatisée du châssis qui maintient la stabilité de la machine, de nombreux nouveaux modèles commerciaux sont possibles, ouvrant la porte à une gamme d'applications où la protection des opérateurs et de l'environnement est essentielle.

Productivité accrue et impact environnemental réduit : Excavation et aménagement paysager en terrains extrêmes

La commande automatisée du châssis maintient la force de contact de toutes les roues, ce qui assure la stabilité de la machine et permet un transfert plus rapide entre les chantiers. La commande automatisée réduit la force d'impact de chaque roue en la répartissant sur toutes les roues, ce qui minimise l'impact sur le sol et la végétation.

Productivité et sécurité accrues des opérateurs : Service d'entretien municipal de Riverbanks

De nombreux conducteurs hésitaient à conduire dans les lits de rivière parce qu'ils n'avaient pas une bonne visibilité du sol et ne pouvaient pas s'adapter rapidement aux conditions. La commande automatisée du châssis maintient l'équilibre du véhicule, de sorte que l'opérateur se concentre pleinement sur l'outil et le travail. Il en résulte une productivité accrue, avec un travail effectué plus rapidement et mieux qu'auparavant.

Productivité et sécurité accrues des opérateurs : Exploitation forestière en terrain accidenté et dangereux

L'abattage des arbres est un travail difficile pour les opérateurs et exige une attention absolue de la part du conducteur le plus compétent. La commande automatique du châssis stabilise la machine, ce qui permet au conducteur de se concentrer sur la tête du processeur. Le travail est ainsi exécuté plus rapidement et le conducteur est moins fatigué. En outre, la répartition de la force sur toutes les roues minimise l'impact sur le sol et les arbres environnants.

Amélioration de la productivité et de la sécurité des opérateurs : Le génie civil dans les régions montagneuses

Le forage de trous d'ancrage pour sécuriser les routes et les voies ferrées est un travail difficile et dangereux pour les opérateurs dans les zones montagneuses. Les machines équipées du système de contrôle automatisé du châssis, qui maintient la stabilité de la machine, permettent au conducteur de se concentrer sur l'itinéraire à suivre pour se rendre en toute sécurité sur les chantiers.

Le nouveau système hydraulique présente tellement d'avantages par rapport à la solution traditionnelle qu'il a transformé le travail des opérateurs et même les chantiers les plus difficiles. Que peut faire ce type de système avancé pour votre machine ?