3D-koneohjaus on muuttunut muutaman vuoden aikana infratyömailla harvinaisuudesta arkipäiväksi. Uusista 20-30 tonnin kaivinkoneista yli puolet on varustettu koneohjauksella jo useamman vuoden ajan. Lisäksi koneohjausta käytetään yhä useammin pyöräkuormaajissa, puskutraktoreissa, tielanoissa, poravaunuissa ja paalutuskoneissa.
Itse asiassa koneohjaus on laaja järjestelmä satelliiteista suunnittelijan työpöydälle, jossa työkone on vain yksi lenkki. Toimiva koneohjausjärjestelmä nopeuttaa työtä, säästää materiaaleja, parantaa tarkkuutta, helpottaa suunnittelua ja vähentää mittauksia sekä valvontaa.
RTK parantaa GPS-paikannuksen tarkkuutta
Tyypillinen 3D-koneohjausjärjestelmä perustuu amerikkalaisten GPS- ja venäläisten Glonass -satelliittien välittämään paikkatietoon. Eurooppalaisten Galileo-satelliittien määrä kasvaa jatkuvasti ja ne parantavan selvästi paikannuksen tarkkuutta. Myös kiinalaiset ovat luomassa omaa Bei Dou -paikannussatelliittien verkostoa, mutta niillä ei ole ainakaan toistaiseksi juuri merkitystä Suomen yläpuolella.
Pelkkien satelliittien tarkkuus ei kuitenkaan riitä maanrakennustöihin, vaan avuksi tarvitaan RTK (Real Time Kinematic) -tukiasemia, jollainen voidaan perustaa isolle työmaalle tai joka voi olla esimerkiksi tietyn taajaman alueella toimivan urakoitsijan oma tai laitemaahantuojan asema. Satelliittien ja tukiaseman yhdistelmä mahdollistaa työskentelyn muutaman sentin tarkkuudella. Toinen vaihtoehto on käyttää verkosta saatavaa korjaussignaalia. Lisäksi työmaalla tarvitaan kiinteä mittapiste, jonka X-, Y- ja Z -koordinaatit ovat tiedossa. Tarkistuksessa koneen oma mittapiste viedään kiinteälle pisteelle ja verrataan koordinaatteja. Jos koordinaatit ovat samat, ei kalibrointia tarvita.
Koneohjauksella varustetun kaivinkoneen tunnistaa koneen takaosassa olevista kahdesta noin metrin mittaisesta, paksusta antennista. Käytettyjen kaivinkoneiden markkinoilla on vasta vähän 3D-koneohjausjärjestelmällä varustettuja kaivureita, mutta määrä kasvaa nopeasti. Tällä hetkellä suurin osa järjestelmistä asennetaan jo käytössä oleviin koneisiin.
Kaivinkoneen koneohjaus maksaa tyypillisesti noin 30 000 euroa ja se pitää sisällään kaikki antennit, anturit, näytön ja älyn, jolloin mittapiste voi olla vaikkapa kauhan vasen tai oikea kulma tai automaattisesti se kulma, joka on kallistettuna alemmaksi. Lisäksi konehjaukseen liittyy yleensä tiedonsiirto, joka mahdollistaa 3D-suunnitelmien synkronoinnin langattomasti, jolloin niitä ei tarvitse liikutella esimerkiksi muistikorteilla.
3D-koneohjauksen tehokas käyttö edellyttää hyvin yhteensopivia ohjelmistoja ja malleja, loogisesti nimettyjä suunnitelmia ja 3D-suunnitelmien liittymistä saumattomasti työmaan reunalla perinteisesti rakennettuihin putkiin, johtoihin ja pintoihin. Kannattaa myös muistaa, ettei satelliittien signaali välttämättä yllä syvään monttuun, korkeiden talojen katveeseen tai metsään. Koneohjausjärjestelmät vaativat yleensä myös internet-yhteyden joko tarkkuussignaalia, BIM-mallien lataamista tai molempia varten.
Puskukoneet ja kuormaimet
Kaivinkoneiden lisäksi 3D-suunnitellulla työmaalla käyttävät koneohjausta myös puskukoneet, pyöräkuormaimet, poravaunut ja paalutuskoneet sekä tietenkin mittamiehet ja esimiehet. Koneen nelivärinäytöltä kuljettaja näkee havainnollisesti esimerkiksi suunnitelman korkeuserot ajonäkymässä. Etäisyys tavoitepintaan esitetään yleensä nuolilla ja numeroilla.
Porien ja paalutuskoneiden kuljettajat näkevät 3D-koneohjauksen ansiosta parhaimmillaan reikien ja paalujen halutut paikat, syvyydet ja kulmat. Tehtyjen töiden raportointi ja tallennus on yksi koneohjauksen ehdottomia etuja.
3D-koneohjaus on viimeisten muutaman vuoden aikana muuttanut maanrakennustyömaiden arkea enemmän kuin muut tekniset uudistukset parin viimeisen vuosikymmenen aikana. Kyse ei ole pelkästään kaivukoneiden kehityksestä, vaan koko työprosessin ja työtapojen muutoksesta.
Koneohjauksen etuja:
- Parantaaa maanrakennustyön laatua, kun mitat ovat kohdallaan.
- Nopeuttaa työskentelyä, kun mittaukset ja turha työ vähenee.
- Mahdollistaa tehokkaan työskentelyn sumussa, pimeässä ja muissa hankalissa olosuhteissa.
- Parantaa turvallisuutta, kun mittamiehen ei tarvitse liikkua kaivannoissa ja työmaalla.
- Tekee koneenkuljettajan työstä itsenäisempää ja mielekkäämpää.
- Helpottaa tehtyjen töiden dokumentointia, kun esimerkiksi toteutumapisteet automaattisesti katusaneerauksessa, niin putket ja kaapelit löytyvät jatkossa tarkasti.
