Machinebesturing via CAD-meting

Een bezoek aan Ulrich Strecker, IBS Bauvermessung GmbH uit Rastatt

CAD- en terreinmodellen, CAD- en dronevluchten, CAD voor machinebesturing

Voor veel in massa geproduceerde softwareproducten geldt het volgende: De meeste klanten gebruiken maximaal 20-30% van de omvang van hun software en zijn daar tevreden en blij mee. Bij DATAflor anderzijds zijn er een aantal uitzonderlijke klanten: "power users" die een bijzonder hoog niveau van kwaliteit en prestatie eisen van hun software; die er in belangrijke mate toe bijdragen dat een opleiding beter en praktijkgerichter werkt. En waar de softwareontwikkelaars, als ze over de schouder van de power user meekijken, helemaal enthousiast worden en zeggen: PRECIES hiervoor hebben we deze functie (dit menu / deze module...) ontwikkeld!

Ulrich Strecker (43) uit Rastatt is zo'n power user. Wat maakt een burgerlijk ingenieur DATAflor CAD uitzonderlijke klanten? Zijn plezier in innovatie en de nieuwste technologieën? Zijn snelheid om deze op te nemen in zijn serviceportfolio? De indrukwekkende omvang van zijn projecten? De virtuositeit waarmee hij het digitale terreinmodel van zijn CAD-software gebruikt en combineert? Al met al veel goede redenen voor mij om het innovatieve ingenieursbureau en twee van zijn grote bouwplaatsen te bezoeken.

Ingenieurbüro Strecker - een externe facturatie- en landmeetkundige afdeling

De Ingenieursbureau Strecker (IBS) in Rastatt is een landelijk bekende en zeer gewaardeerde dienstverlener voor facturering, landmeetkunde en massabepaling. Het bureau maakt ook 3D-modellen voor machinebesturing en visualisaties van topografische terreinonderzoeken. IBS heeft onlangs haar dienstenportfolio uitgebreid met enquêtes met behulp van dronevluchten. Ik heb Ulrich Strecker leren kennen op de DATAflor Meetdag in maart 2015 in Göttingen, waar hij een boeiende lezing hield en het vakpubliek een kijkje gaf in zijn werkwijze bij het werken met CAD LANDXPERT. Ik was persoonlijk erg onder de indruk van Streckers wiskundige creativiteit, maar ook van het trefwoord "machinebesturing via CAD-meting". Ik weet dat dit werkt, ik weet hoe dit werkt, maar ik heb dit nog nooit gezien of meegemaakt. Dus zonder verder oponthoud nodigde ik mezelf uit bij Ulrich Strecker in Rastatt tijdens de meetdag.

Ter plaatse had ik de gelukkige gelegenheid om twee grote projecten te bekijken waarvoor het ingenieursbureau Strecker het bouwmanagement en de landmeetkundige ondersteuning voor zijn rekening neemt. Wat mij vooral interesseert: hoe worden de gegevens uit ons digitale terreinmodel in de praktijk gebruikt voor machinebesturing?

Twee grote projecten

Industrieterrein Östringer

De stad Östringen ligt tussen de grootstedelijke gebieden Karlsruhe en Heidelberg/Mannheim. Het industriepark Östringer wordt gebouwd op een gunstige locatie aan de Badense wijnroute. Op het terrein van 46 hectare komt productie-, kantoor- en opslagruimte voor commerciële en industriële bedrijven. IBS Strecker nam het locatiebeheer over van het uitvoerende bedrijf, Himmel Bau GmbH & Co. KG uit Rastatt. De belangrijkste focus ligt op de productie van riool- en toevoerleidingen. In totaal moeten ruim 5 km lange rioolbuistracés worden aangelegd, met ruim 9.000 m³ sleufontgraving. IBS Strecker bereidde de 2D-planningsgegevens voor als 3D-lijnen voor de graafmachine met dubbele GPS en stelde de machinebesturing op de bouwplaats in en beheerde deze.

Deutsche Bahn, Rastatttunnel

Het Rastatt-tunnelbouwproject maakt deel uit van de uitbreiding van de spoorlijn Karlsruhe - Basel. Met een totale lengte van 4720 meter loopt de spoortunnel onder de hele stad Rastatt door. De start van de bouw van de tunnel, die zal worden gebruikt voor langeafstands- en vrachtverkeer, was in 2013 - de ingebruikname is gepland voor 2022. De grond- en civieltechnische werken omvatten voornamelijk het maken van bouwputten, schachten en grondwaterbekkens boven en onder water. In totaal is er een volume van ca. 250.000 m³ grondwerken met een totaal van ca. 10 miljoen €. IBS Strecker heeft in opdracht van de firma Schleith GmbH uit Rheinfelden de grond- en civieltechnische werkzaamheden opgemeten en de ondergrond boven en onder water gecontroleerd met behulp van een total station, GNSS rover en echolood. Daarnaast zijn er ook hoopmetingen uitgevoerd met behulp van drones en het digitale terreinmodel van DATAflor CAD verwerkt en geëvalueerd.

Op beide grote bouwplaatsen zijn bouwvoertuigen uitgerust met 3D-machinebesturingen en gebruiken ze de CAD-planningsgegevens om de gespecificeerde terreincontouren te creëren. Dit elimineert veel zeer tijdrovend, handmatig landmeetkundig werk en het uitzetten voor positionering en het bepalen van doel- en werkelijke afmetingen. Over het algemeen worden de werkprocessen vele malen geoptimaliseerd en versneld. Maar hoe werkt dat precies en hoe werkt een CAD-gestuurde graafmachine?

Machinebesturing via CAD

de hardware"

Het "global navigation satellite system" (GNSS) wordt gebruikt om de positie op aarde te bepalen. GNSS kan het beste worden gezien als een bundeling van bestaande en toekomstige wereldwijde satellietsystemen. Voor het verkrijgen van een positie met centimeternauwkeurigheid zijn overeenkomstige correctiegegevens nodig, die ofwel radiografisch vanaf een lokaal basisstation naar de machine worden verzonden of afkomstig zijn van een correctiegegevensdienst via internet. Voor grotere bouwprojecten en meerdere machines wordt een permanent gekalibreerd basisstation met GPS-antennes aanbevolen. Met handgeleide GNSS-rovers worden onderzoeken, uitzetten en hoogteranden parallel uitgevoerd. Met dergelijke handbediende systemen wordt een zeer nauwkeurige puntmeting bereikt. De meetgegevens van de GNSS-apparaten worden geregistreerd via een on-board besturingseenheid en kunnen voor verdere verwerking op kantoor worden afgeleverd.

De voorbereiding

De meetgegevens kunnen vervolgens in het CAD-systeem worden verwerkt en verder worden gemodelleerd tot complexe 3D-terreinmodellen. De nieuwe planningsgegevens kunnen nu weer worden gebruikt voor machinebesturing, bijvoorbeeld voor een goed geconfigureerde graafmachine of een rups op de bouwplaats. Ontgraven of ontgraven, schaven of taludmodelleren, sloten of dammen worden nu heel precies en met hoge snelheid in het veld gemaakt. Het terreinmodel wordt geladen en weergegeven op een kleine monitor in de cabine van de bouwmachine. De chauffeur ziet de positie van de machine op het terrein. Samen met alle relevante planningsgegevens kan hij nu tot op de centimeter nauwkeurig langs een bouwas werken.

De oefentoets

Dat is de theorie. En in de praktijk? Ik moet het proberen! In de cabine van de graafmachine heb ik, in plaats van slechts één visuele referentie (de bak), nu twee referentiepunten voor mijn aandacht: de echte bak buiten en de digitale bak op de monitor. Buiten zie ik wat ik doe, op het kleine beeldscherm zie ik precies wat ik moet doen en wat ik al bereikt heb. Ik raakte snel gewend aan de besturing en begon op dezelfde manier door de digitale CAD-specificaties te werken. Zelfs ik, als landschapsbouwer die al lang geen praktijkervaring meer heeft, bereik na een korte inwerkperiode een verbazingwekkende werksnelheid.

Wat is er over?

Na een enerverende dag met een bijzondere CAD-klant overheersen twee indrukken mij in het bijzonder: Trots op onze software, die het werk niet alleen theoretisch makkelijker en leuker maakt, maar ook meetbaar, voelbaar en tastbaar, en trots op een klant die met zoveel enthousiasme en efficiëntie met deze software werkt dat het een groot genoegen is om hem mee te maken.