lunedì 22 maggio 2023 · 0 min read
Misura della capacità di sollevamento di un escavatore compatto
In un cantiere tipo, gli escavatori vengono utilizzati per sollevare, spostare e posizionare una vasta gamma di materiali. Per questo i produttori li sottopongono a test accurati. L’obiettivo è determinare il massimo carico che possono sollevare (a varie altezze e distanze dal proprio baricentro) garantendo la massima sicurezza.
Sulla base di questi test, si elaborano grafici di sollevamento, che vengono sia inclusi nel Manuale di funzionamento e manutenzione della macchina sia affissi a vista dell'operatore. Utilizzando la soluzione di misura Dewesoft DAQ , la Doosan Bobcat ha ridotto i tempi di test e analisi dei risultati. Inoltre, ora, una sola persona all’interno del miniescavatore è in grado di eseguire il test completo.
Introduzione
Bobcat è nel mondo sinonimo di escavatori, trattori e piccole pale escavatrici. La Bobcat Company è leader del settore nella progettazione e produzione di attrezzature compatte per l'edilizia, l'architettura del paesaggio, l'agricoltura, la manutenzione dei terreni, l'industria e l'estrazione mineraria.
Nata in North Dakota, Stati Uniti, nel 1947, Bobcat oggi fa parte di Doosan Company, leader mondiale in attrezzature per l'edilizia, soluzioni per l'energia e l'acqua, motori ed ingegneria.
Gli stabilimenti di produzione Bobcat si trovano negli Stati Uniti, in Cina e in Repubblica Ceca. La sede della Bobcat EMEA (Europa, Medio Oriente e Africa) si trova all'interno di un moderno campus a Dobris, in Repubblica Ceca, che comprende un impianto di produzione, un centro di innovazione e un centro di formazione (l’Istituto Bobcat).
Video sulla misura della capacità di sollevamento dell'escavatore Bobcat
La misura della capacità di sollevamento è stata eseguita secondo la norma ISO 10597. I risultati delle misure sono state riportate nella “tabella dei limiti della macchina” che è, per motivi di sicurezza, messa disposizione dei clienti. Tali limiti riguardano sia la stabilità che l’idraulica.
La tabella dei limiti della macchina riporta altezza e raggio della macchina in determinate posizioni in rapporto con il limite di capacità di sollevamento nominale. Le posizioni della macchina prese in esame sono:
Over Blade con la lama in basso,
Over Blade con lama in alto, e
Laterale con lama sollevata.
Il raster dell’altezza e del raggio ha un passo di un metro con l'aggiunta del raggio massimo in ogni altezza.
Già solo considerando le poche informazioni fornite finora, si comprende facilmente quanti siano i punti che devono essere impostati e misurati. In più, ogni misura del punto viene ripetuta tre volte.
Innanzitutto si voleva ridurre il tempo di analisi dei dati dopo la misura. A seconda delle dimensioni della macchina erano necessari da 1 a 2 giorni. Inoltre, se venivano trovati dati errati durante il post-processo, era necessario ritornare sull’area di test e ripetere la misura della posizione in esame.
TInoltre c’era un problema di sicurezza, durante il setup del punto di sollevamento, l'ingegnere di test era costretto ad operare sul bordo di un pozzo profondo 7 m. Operazione ad alto rischio che doveva essere assolutamente eliminata.
Negli ultimi 2 anni queste due problematiche sono state risolte grazie all’impiego di Dewesoft.
La Sfida e la Soluzione
La prima sfida è stata quella di accorciare il tempo di post-elaborazione dopo la misura per poter controllare i dati direttamente sul posto, senza lasciare l’area di test.
Il consiglio dato dagli esperti Dewesoft è stato quello di usare il Dewesoft Excel add-on. Per essere in grado di determinare la capacità di sollevamento è necessario preparare anche il setup della misura. Per poter utilizzare la tabella Excel il Setup è composto da:
Intestazione dei Dati - Data Header,
Multiple IF statements, e
L'Intestazione dei Dati è costituita dalle informazioni principali sulla posizione della macchina, l'altezza, il raggio, il limite, ecc.
L'Intestazione dei Dati è impostata per fornire informazioni dettagliate prima di ogni misura del punto di sollevamento. Subito dopo ogni misura, l'ingegnere di test compila il “Limite di Funzione” che è stato raggiunto.
Per quanto concerne i limiti di tipo idraulico, gli operatori devono indicare anche quale funzione (cilindro) raggiunge il limite. La tabella Excel dovrebbe esaminare la pressione massima su questa funzione per trovare la relativa capacità di sollevamento (forza/peso).
Per la misura della stabilità (chiamata anche Tipping) impostiamo il metodo su Tipping e la tabella Excel cerca la forza massima (peso).
Per essere sicuri che la forza sia quella massima, sono state aggiunte due istruzioni IF - blocchi di codice da eseguire se una condizione è vera - all'impostazione della misura.
Il primo IF controlla se la forza effettiva è inferiore a quella precedente. Per questo primo IF è stata calcolata la media corrente, per essere sicuri che i 10 campioni mostrino una forza decrescente. Il secondo IF indica solo che la forza sta diminuendo. Se entrambi gli IF sono veri, la misura è terminata.
Questi due IF hanno causato qualche problema prima del caricamento della macchina. A volte capitava che entrambe le condizioni fossero vere anche se non accadeva nulla ma l’aggiunta di un Trigger Start/Stop della misura ha risolto il problema.
These two IFs caused little trouble before the loading of the machine. Sometimes happened that both conditions were true even if nothing was happening. So, the triggered start and stop of the measurement was added.
Lo step conclusivo, dopo la misura, è stato quello di aprire il modello Excel, Aprire tutti i dati ed eseguire lo script.
Il secondo problema che abbiamo dovuto affrontare è stato che l'ingegnere di test, durante il setup della posizione del punto di sollevamento, operava in piedi molto vicino ad un pozzo profondo 7 metri. Nella pratica, dava indicazioni all'operatore per raggiungere la corretta posizione per il sollevamento guidandolo manualmente.
L’idea è stata quella di utilizzare il dispositivo GOM Aramis per tracciare più facilmente la posizione esatta del punto di sollevamento.
Grazie all'ingresso analogico Dewesoft siamo stati in grado di collegare GOM e Dewesoft insieme. I segnali delle posizioni X e Y sono stati impostati da 0-5V in corrispondenza di 0-5000 mm (per questa misura).
Ora il file dei dati di misura Dewesoft contiene valori importanti quali:
pressioni di lavoro,
forza (peso di sollevamento, peso operativo), e
posizione del punto di sollevamento (altezza e raggio).
Grazie all’utilizzo combinato di questi due dispositivi non c’è più bisogno di coinvolgere due persone per effettuare questa misura.
Dispositivi di misura e software utilizzati:
Sistema di acquisizione dati SIRIUS Dewesoft con amplificatori di tipo STG+ (sensori estensimetrici a ponte intero, a mezzo ponte e a quarto di ponte)
Sensori di pressione Omega
Cella di carico Honeywell
GOM Aramis
MS Excel 64bit
Lightweight Operator
Conclusioni
In conclusione, le Soluzioni Dewesoft per l'Acquisizione Dati hanno aiutato ad accorciare i tempi di test e post-analisi. Ora grazie al Dewesoft Excel add-on e al collegamento al GOM Aramis, è possibile monitorare in tempo reale il punto di sollevamento.