GPS- koneenohjausjärjestelmän ja proportionaalisen lisälaitteen toimintojen hallinta ja säätö kaivukoneessa

Abstract

Tämän opinnäytetyön lähtökohtana oli luoda selkeä ja oppilaitoksen erityispiirteitä palveleva opetusmateriaali kaivukoneen 3D-paikannuslaitteen käytön opetukseen Oulun Aikuiskoulutuskeskuksen Infra-tiimille.

Työn muita tavoitteita oli perehtyä GPS-tekniikan ja maanmittausteknisten laitteiden perusteisiin konetyössä sekä reaaliaikaisen kuljettajaa opastavan koneenohjausjärjestelmän asennukseen ja toimintaan. Tavoitteena oli myös Indexator-lisälaitteen proportionaalisen hydrauliikan ja parametrien säätöjen hallinta koneen ohjattavuuden kannalta sekä RTK-paikannuksen tarkkuuden määrittely tukiasemaa ja korjaussignaalia käytettäessä.

Projektissa vähemmälle tarkastelulle jäivät maanmittauksen, geodesian ja koordinaatistomuunnoksien kuvaaminen. Myös GPS-tekniikan esittämistä rajattiin sen laajuuden vuoksi. Näitä asioita käsiteltiin vain koneenohjauksen toiminnan ymmärtämiseksi. Kaivukoneen hydrauliikan perustoimintoihin ei perehdytty vaan keskityttiin työkoneen lisähydrauliikkaan ja lisälaitteen proportionaalihydrauliikkaan, niiden toimintaan, asennukseen ja säätöihin liittyen. Työn ajankäyttö suunniteltiin siten, että projekti valmistui marraskuun 2011 loppuun mennessä.

Työn tuloksena valmistettiin 3D-työkoneen ohjauksen opetusmateriaali Oulun Aikuiskoulutuskeskuksen käyttöön ja myös konetekniikan opetusmateriaalia laajennettiin proportionalihydrauliikan osalta. Kaivukoneen lisähydrauliikan ja Indexatorin hallittavuus paranivat laitteiden säätöjen yhteydessä. Novatron-koneenohjauslaitteen tarkkuus osoittautui testituloksien mukaan juuri valmistajan kertoman mukaiseksi.

The basis of this thesis was to create clear and specific teaching material that also supports the special features of the school for teaching the usage of a 3D positioning device of an excavator for the Infrastructure team at Oulun Aikuiskoulutuskeskus.

Other objectives of this thesis is familiarization with the basics of GPS technology and technical land surveying equipment at work, and the installation and functioning of the machine control system that guides the driver in real-time. Another objective is the control of the parameters and proportional hydraulics of the Indexator enhancement in terms of maneuverability, and defining the accuracy of RTK positioning when using the base station and the repair signal.

The descriptions of surveying, geodesy, and variations of coordinates are limited in the project. Because of its large extent, the presentation of GPS technology is also limited. These issues are discussed only to understand how to control the operation of the machine. The basic functions of the hydraulics of an excavator are not provided. The focus area is the machine’s extra hydraulics and the proportional hydraulics of its accessories and their operation, installation and adjustments. The time management of the project is planned so that the project will be completed by the end of November 2011.

As a result of this project, teaching material of 3D machine control was created for Oulun Aikuiskoulutuskeskus Oy, and the mechanical engineering educational material expanded concerning proportional hydraulics. The manageability of the additional hydraulics of the excavator and the Indexator equipment improved in connection with adjustments. The test results showed the accuracy of the Novatron to be exactly according to the manufacturer's statement.