Zo wordt een 3D-gps-systeem op een rupskraan gebouwd

Steeds meer bedrijven maken gebruik van een 3D-gps-systeem, vaak om efficiënter te kunnen werken. De machinist weet dan immers exact hoe diep hij een put moet uitgraven of hoe hoog een wal moet zijn. De tekeningen laad je digitaal in via een USB-stick of de cloud. Daarnaast kun je rioolputten na het plaatsen direct inmeten en later eenvoudig terugzoeken.

Het 3D-systeem vind je niet alleen op kranen, shovels en bulldozers, ook boor- en heistellingen maken er gebruik van. Het 3D-machinebesturingsysteem bestaat uit diverse sensoren: gps-box, GNSS-antennes en een flink aantal meters Canbus-kabels.

Sensor op elk bewegend deel giek

Het aantal sensoren en de lengte van de kabels is afhankelijk van de machine. Elk deel van de giek moet een sensor hebben. Twee bij een tweedelige giek en drie sensoren bij een driedelige. In de snelwissel van de rupskraan komt de baksensor. Laat je een kraan uitrusten met een (draai-)kantelstuk, dan krijgt deze een rotatie- en kantelsensor.

Lees verder onder de foto’s; bekijk meer foto’s onderaan dit artikel

Alle sensoren op de giek zijn waterdicht. Leica levert ook nog speciale onderwatersensoren, deze zitten op longreach-kranen die soms wel 20 meter diep onder water gaan.

Op de bovenwagen van de kraan wordt op een vast stuk een pitch-and-rollsensor gemonteerd. Die meet of de kraan voor- of achterover staat of naar links of rechts overhelt. Wanneer dit het geval is, berekent het systeem zelf de correcties.

Prismameting en bakmessen

Als alle sensoren, de gps-box, masten, gps-bollen en het scherm in de cabine zijn gemonteerd, moet je de machine met bijbehorende bakken nog inmeten. Dit gebeurt met een totaalstation. Dat is een hoekmeetinstrument in combinatie met een afstandsmeter.

Bij het inmeten wordt eerst de afstand tussen de bewegende delen – hart tot hart pen – tot op de millimeter precies bepaald. Dit gebeurt door met een magneet en een centerbout een rond prisma op de assen te zetten. Het programma geeft aan in welke posities je de giek moet zetten. Uiteindelijk weet het systeem de radius – de slag die de sensor maakt bij het draaien van een giekdeel – en de hartafstand van de draaikrans van de machine.

Met een totaalstation (hoekmeetinstrument in combinatie met een afstandsmeter) wordt de machine ingemeten. Bij het inmeten bepaal je eerst de afstand tussen de bewegende delen – hart tot hart pen – tot op de millimeter precies. Dit gebeurt door met een magneet en een centerbout een rond prisma op de assen te zetten. Het programma geeft aan in welke posities je de giek moet plaatsen.

Het inmeten van de diverse uitrustingstukken is de laatste stap. Dit kan handmatig door de afstand vanaf de bakpen tot het mes te meten. De specialisten van Leica Geosystems maken voor het inmeten van de bakken gebruik van een lijnlaser.

Na eerst de bak volledig geopend op de lijn te zetten en dit te accorderen, wordt vervolgens de bak met de onderkant van het mes op de lijn gezet. Het systeem weet nu dat het mes twee keer de lijn heeft geraakt.

Vervolgens berekent het systeem de afstand ofwel de radius vanaf het bakmes tot hartpen. Dit werkt sneller dan bij elke bak de afstand van de pen tot het mes met een rolmaat op te meten. Slijtage aan het bakmes kan de machinist eenvoudig zelf kalibreren. In de praktijk wordt bij kranen vaak gemeten met de onderkant van de bak, en niet met het mes.

Wat kost een 3D-gps-ssyteem?

Een 3D-machinebesturingssyteem is een forse investering. Hoeveel precies, hangt af van de uitvoering en de oplossing die de gebruiker zoekt. Ook voor alleen de gps-voorbereiding van een machine is geen standaardbedrag te noemen. Dit is afhankelijk van de machine en de uitvoering van het systeem, denk aan draaikantelstukken, stelgiek en gieklengtes. Sommige gebruikers kiezen ervoor om na de machinevoorbereiding een gps-set te huren.

Volgens gebruikers rendeert het systeem door het efficiënte gebruik ervan en de inzet van machines. Je doet geen onnodig grondverzetwerk. Andere gebruikers claimen een besparing op extra arbeid in de vorm van grondwerkers en landmeters.

Auteur: Robin Looman