Caterpillar / Trimble / Sitech - Apresentação

Esta semana tive a oportunidade de participar de um evento de apresentação dos sistemas de automação para equipamentos da construção pesada, no centro de treinamento da Caterpillar em Piracicaba/SP.

Apesar dos sistemas apresentados serem principalmente voltados para equipamentos Caterpillar, alguns destes sistemas podem ser utilizados por equipamentos de outras marcas.

O fabricante dos sistemas é a Trimble que é representado no Brasil pela Sitech, grupo criado pela Caterpillar para comercialização dos sistemas de automação da Trimble.

O evento ocorreu nos dias 17 e 18 de Maio.16 e, antes de falar dos equipamentos testados, quero mostrar algumas lindezas que encontramos na fábrica da Caterpillar durante nossos almoços.

966H - 2014

Eu achei que a 950 havia substituído a linha 966 já que tinha tamanho ligeiramente maior do que as antigas 966R.

Mas foi uma surpresa mais que agradável, com direito a várias fotos junto da máquina, encontrar que a linha 966 está bem e saudável.

Como disse a pouco, a 950 já é sensivelmente maior que as 966R antigas. Esta 966H deveria manter a progressão de tamanho... e manteve.

Visualmente, ela pareceu do porte das 988 antigas.

14L

Não sei maiores informações desta máquina. Alguém comentou que seria para exportação ao Oriente Médio.

Tração dianteira.

Mais uma beldade no campo mecânico.

O grande diferencial do evento foi poder vivenciar os sistemas de automação na operação de equipamentos com e sem os sistemas no campo de provas da CAT.

O campo de provas da Caterpillar em Piracicaba fica em uma região de argila vermelha, muito similar à encontrada na maior parte do Paraná.

Local propício e bem cuidado.

Anotações da sala de apresentação dos sistemas:

• Cat Connect
• Acesso das informações da máquina
• Precisão no nivelamento
• Alcançar o nível de compactação mais rápido
• Peso de carregamento
• Detecção de movimentos das máquinas dentro do site
• Cat Grade control - apenas controle transversal de inclinação
• Operador controla um lado da lâmina e o outro fica automático
• Sistema de monitoramento de motoniveladora
• Server para séries H, K e M (esta última já vem com sistema de fábrica
• Indicação de inclinação de dentro da cabine
• Utiliza display integrado de fábrica
• Aplicações em todas as operações da motoniveladora que demandam inclinação transversal da pista
• Trimble
• Charles Trimble
• Fundada em 78 em Sunnyvale, CA, EUA
• NASDAQ - TRMB
• Parceria com a Caterpillar em 2002 - CTCT - Caterpillar Trimble Control Tecnology
• SITECH distribuidor oficial TRIMBLE
• SITECH
• Fatores que afetam um projeto:
• Problemas com projeto depois de ter começado a terraplenagem
• Problemas com os marcos topográficos após ter iniciado a obra
• Volume escavado não planejado ou quantificação de material
• Ajudar o construtor a otimizar os métodos construtivos
• Concorrência da obra
• Sistema de posicionamento - SPS
• Software de projeto
• Adequação do projeto
• Sistema de posicionamento - SPS
• Software de projeto
• Execução da obra
• GCS Flex
• Accugrade 2D
• Accugrade 3D
• Sistema de pesagem
• Sistema de posicionamento - SPS
• Software de projeto
• Entrega da obra
• Sistema de posicionamento - SPS
• Software de projeto

• Accugrade 2D
• Precisão de 0,5cm
• Automatiza o equipamento. Não há controle de lâmina pelo operador
• Motoniveladores e tratores de esteiras
• Invenção da orientação de máquinas: 1967. No Brasil tem maior resistência à implantação destas tecnologias
• Emissão de feixe laser a partir de uma estação
• Mastros na lâmina são elétricos e sobem ou descem até encontrar o plano laser
• Distância de 500m de atuação
• Accugrade 3D
• Sistema accugrade UTS
• Aumentar eficiência das operações
• Mais trabalho por unidade de combustível
• Fazer mais trabalho em menos tempo - ser eficiente
• Ideal para
• Construção de estradas
• Taludes
• Superfícies complexas
• Estação total robótica + prisma (UTS)

SPS - Estação Robótica e GPS

O grande avanço que a área topográfica de uma obra teve, foi com o surgimento das estações totais em substituição aos teodolitos óticos.
Agora, a evolução das estações totais, são as estações robóticas e a topografia por GPS.

Estação Robótica SPSx30

Levantamento de pontos no campo com checagem do projeto a ser implantado.

As maiores vantagens na utilização da estação robótica, do que pude perceber no curto período de operação, foram:

• Redução da equipe de topografia
• Poder ter o topógrafo diretamente no levantamento do ponto
  • Incertezas de posicionamento e nivelamento do bastão, funcionário de maior experiência diretamente no serviço a ser levantado ou projeto a ser implantado
• Praticidade e velocidade de checagem do projeto implantado em campo
• Levantamento de montes de material (solos, rochas) sem a necessidade de prisma, por nuvem de pontos diretamente no monte

Anotações na sala de apresentação:

• Precisão angular de +-3" (UTPS730) ou +-1" (UTS930)
• Robótica para topografia - 700m e controle de máquinas - 350m
• Multitrack: rastreamento a prismas ativos
• Medidas sincronizadas: 20hz para eliminação de erros de observação (envio das informações medidas no campo pelo sistema 20x por segundo para a máquina em operação)
• Sure Point: a estação que acompanha o equipamento, pode sofrer abatimentos ao longo do dia. O sistema corrige estes pequenos deslocamentos
• Levantamento de montes por nuvem de pontos
• Sistema de nuvem para armazenamento de todos os dados de campo acessível por todos da obra - Connected Community
• Business Center
• Vision Link
• SCS900
• ...
• Vantagens do sistema de posicionamento em obra
• Ferramenta de cálculo no campo
• Cálculo de corte e aterro de material no campo
• Maior produtividade
• Maior controle sobre trabalho de campo efetuado
• Diminuição dos erros - Não há papel ou digitação de dados manualmente
• Garantia de execução do projeto
• Possibilidade de subir corpos de aterro informando apenas a inclinação da saia do aterro

Cada estação robótica opera com um único prisma simultaneamente.

Sistema RTK

Sistema que dispensa o uso de uma estação (total ou robótica), lançando mão de uma única base GPS fixa na obra que fará o controle de todos os equipamentos na obra (rovers e máquinas com sistemas RTK).

Os rovers, como este na foto abaixo (bastão com o receptor GPS em amarelo), substituem o prisma utilizado na estação total/robótica.

Dependendo da aplicação, podem operar independentemente da base GPS, recebendo o sinal diretamente.

Para a coleta e manipulação dos dados de campo e de projeto, tanto no RTK quanto na estação robótica, utiliza-se um mesmo “coletor” que transfere diretamente do campo (se houver rede 3G de celular) para o servidor específico da Trimble para armazenamento.

Este serviço de servidor é responsável por guardar e organizar os dados para serem acessados pela seção técnica, evitando o processamento dos dados de campo (geração de cadernetas etc) e deslocamento do encarregado de topografia para descarga das informações.

• Aceita GPS + Glonass + Galileo + Compass
• RTK via UHF

PCS 3.2 - controle de pesagem e carregamento de caminhões

• O sistema é atrelado na máquina de carregamento (pá carregadeira e escavadeira) e cada caçambada é medida.
• Sensores responsáveis pela medição
• Sensor de posição
• Sensor de pressão
• Sistema tem gerenciamento de
• Carregamento total
• Toneladas/hora
• Toneladas/litro
• Toneladas/ciclo
• Há planilha em Excel da Cat para comparativo de retorno de investimento
• O sistema de pesagem funciona por elevação da caçamba, sendo necessária a elevação constante durante uma faixa de 15% da amplitude total de elevação

Os equipamentos testados com os sistemas:

• Trator de Esteiras

  • D6T XL - sem sistema
  

• D6K2 XL - com sistema Accugrade 2D

Laser responsável por gerar o “plano” que os sensores no trator de esteiras irão seguir e reproduzir no solo.

O aparelho tem um feixe laser que gira em alta velocidade que desenha este plano invisível com o laser. Este plano pode ser inclinado nas duas direções do plano.

Lembrando que, como o trator de esteiras irá reproduzir este plano invisível no solo, não é possível reproduzir ou executar superfícies mais complexas, com diferentes caimentos. Apenas superfícies planas a cada posicionamento da estação laser.

Muito bom para grandes pátios, áreas internas de barracões entre outros. Áreas com mais de um caimento são conseguidas mudando-se a posição e a inclinação do laser para cada plano pretendido.

Importante ressaltar que, independente do sistema utilizado ou do equipamento onde estiver instalado, o comando manual se sobrepõe ao automático. O mesmo princípio de um piloto automático de carro.

Em sendo necessária a intervenção humana, os comandos manuais irão obedecer e, com a interrupção do comando, o sistema automático retoma imediatamente.

Isto significa que, utilizando o trator de esteiras como exemplo, caso seja necessário levantar a lâmina por excesso de material e consequentemente de carga, o operador pode acionar o comando de elevação e, assim que soltar, o sistema volta à posição de projeto.

• Escavadeira Hidráulica

  • 315D L - sem sistema

• 318D2 L - com sistema GCS Flex

• Não precisa ser fixo à uma única máquina. Sensores e sistema pode ser transferido para outras escavadeiras similares
• Apenas controle de seção transversal
• Não há inserção do projeto no sistema
• É lançado o desenho apenas da linha da seção
• Não há inserção do terreno natural
• Equipe de topografia tem que dar o apoio no início da atividade indicando, a partir de um ponto de referência tirado com a concha, onde é o início dos trabalhos

• Motoniveladora

  • 140M - sem sistema
  

• 140M AWD - com sistema Accugrade 3D

A motoniveladora opera com sistema diferente do sistema utilizado no D6, embora seja igualmente automatizada. Mais até que o trator de esteira, já que os graus de liberdade de uma motoniveladora são maiores (deslocamento lateral de lâmina, rotação, ângulo de ataque etc).

Ela usa o sistema Accutech 3D, que possibilita a inserção do projeto do traçado vertical e horizontal de uma rodovia (por exemplo).

No sistema utilizado no D6, é possível apenas reproduzir planos, com inclinações nos dois sentidos.

Já na motoniveladora, é possivel executar o greide de uma estrada completamente, com suas complexidades (superlarguras, superelevações, mudanças de inclinação transversão etc).

Um fator interessante é que o sistema, como tem o traçado (com seus elementos) implantado na memória, reproduz exatamente os bordos independente da posição da máquina, corrigindo também o deslocamento lateral da lâmina.

Outros vídeos apresentando o sistema da Trimble / Sitech:

• Rolo Compactador

  • CS54B - com sistema MDP

Sistema funciona medindo o esforço de deslocamento do equipamento. Quanto menor o esforço, mais compactado o material.

A chave do processo é a definição em obra da correlação entre o número apresentado pelo sistema MDP e a compactação do material in loco. A partir desta definição, esta correlação pode ser extrapolada para o restante da obra.

Anotações na sala de apresentação:

• Acelerômetro (CMV) - mede a compactação pela vibração do tambor
• Limitação por tipo de material e funciona apenas em tambor liso e obrigatoriamente esteja vibrando
• Machine Drive Power (MDP)
• Solução para rolos lisos e com patas
• Rolo vibro ou estático
• Única solução confiável para solos coesivos
• É necessário realizar um gráfico de referência antes, relacionando o MDP com as compactações levantadas pelo laboratório
• Em conjunto com sistema de mapeamento, pode desenhar um mapa com as variações de compactação
• Redução do número de passadas

Vale lembrar que, em se mudando as características do material, muda-se também a correlação, sendo necessário seu ajuste.

Outros vídeos da Trimble/Sitech:

O intuito deste post não é detalhar os mais variados sistemas, mas sim, dar uma ideia do que é possível fazer com equipamentos de construção pesada quando aliados à tecnologia.

Por fim, apresento mais um vídeo da Trimble / Sitech com um comparativo entre a execução de dois segmentos de pista, sendo um com método convencional e outro com todos os sistemas disponíveis.

Vale conferir:

Material complementar da Trimble/Sitech:

Apresentações

Agradecimentos:

• Paraná Equipamentos – Curitiba/PR
• Sotreq
• Fábrica Caterpillar – Piracicaba/SP
• Trimble
• Sitech – Curitiba/PR