Sterowanie joystickami w koparko-ładowarkach: od teorii do praktyki

Sterowanie joystickami w koparko-ładowarkach to zaawansowany system, który zrewolucjonizował pracę operatorów, oferując precyzję i komfort. W maszynach wyposażonych w joysticki, zawór wielodrogowy jest sterowany przez dźwignię pilotową z zaworem pilotowym. Wykorzystuje się w tym przypadku niskociśnieniowy obieg oleju do sterowania wysokociśnieniowym obiegiem oleju.

Zalety i funkcjonalność

Zaletą takiego rozwiązania jest możliwość uzyskania bezstopniowego sterowania koparko-ładowarką, co nadaje jej elastyczność, niewielką wagę i doskonałą wydajność mikrokontroli. Uchwyt joysticka i zawór pilotowy stanowią kluczowe elementy układu hydraulicznego. Manipulując uchwytem pilota w celu kontrolowania stanu włączenia i wyłączenia zaworu pilotowego, można zrealizować sterowanie układem hydraulicznym. Joysticki koparko-ładowarki są bardzo elastyczne i można je dostosować do potrzeb pracy. Położenie i kierunek uchwytu można zmienić w dowolnym momencie, realizując w ten sposób dynamiczną regulację układu hydraulicznego.

Obsługa joysticków jest stosunkowo prosta i wymaga jedynie zrozumienia położenia i kierunku uchwytu. Ułatwia to początkującym użytkownikom korzystanie z koparko-ładowarek, a obsługa jest bardziej intuicyjna, umożliwiając im bezpośrednie zrozumienie stanu pracy układu hydraulicznego. System pilotowy zmniejsza liczbę wymaganych dźwigni sterujących, upraszczając obsługę i ułatwiając ogólne działanie.

Funkcje joysticków w koparce kołowej

Joysticki w koparce kołowej to niezbędne urządzenia sterujące, które pełnią rolę pomostu między operatorem a maszyną, przekształcając polecenia ręczne na precyzyjne działania mechaniczne. Najbardziej podstawową funkcją joysticków jest sterowanie podstawowymi ruchami osprzętu roboczego koparki.

• Sterowanie wysięgnikiem: Operator może używać joysticków do podnoszenia i opuszczania wysięgnika. Jest to niezbędne w przypadku różnych zadań, takich jak osiąganie różnych wysokości podczas kopania lub ładowania materiałów. Na przykład podczas kopania głębokiego rowu operator musi precyzyjnie opuścić wysięgnik na odpowiednią głębokość.
• Sterowanie ramieniem: Ramię to kolejna kluczowa część sterowana za pomocą joysticków. Operatorzy mogą wysuwać i chować ramię. Podczas pracy w ograniczonej przestrzeni możliwość szybkiego cofnięcia ramienia jest kluczowa. I odwrotnie, gdy próbujesz dotrzeć do odległego miejsca, konieczne staje się wyprostowanie ramienia.
• Sterowanie łyżką: Łyżka jest bezpośrednio odpowiedzialna za kopanie i nabieranie materiału. Joysticki umożliwiają operatorowi otwieranie i zamykanie łyżki. Zbliżając się do sterty ziemi lub gruzu, operator może szeroko otworzyć łyżkę. Następnie zamykając łyżkę za pomocą joysticka następuje pobieranie materiału.
• Sterowanie obrotem górnej konstrukcji: Oprócz sterowania osprzętem roboczym, joysticki sterują również obrotem górnej konstrukcji koparki kołowej. Górną konstrukcję można obracać w lewo lub w prawo wokół osi środkowej. Funkcja ta jest niezwykle przydatna, gdy operator musi zmienić kierunek osprzętu roboczego bez konieczności przesuwania całej maszyny. Na przykład po wykopaniu dołu operator może za pomocą joysticka odchylić górną konstrukcję w stronę, w której znajduje się wywrotka, a następnie rozładować materiały bezpośrednio na ciężarówkę.
• Sterowanie jazdą: Niektóre koparki kołowe są wyposażone w systemy kontroli jazdy oparte na joysticku. Za pomocą joysticków można sterować ruchem maszyny do przodu i do tyłu, a także jej obrotami. Zapewnia to bardziej intuicyjny i precyzyjny sposób manewrowania koparką w porównaniu z tradycyjnymi systemami opartymi na pedałach. Podczas przenoszenia koparki z jednego obszaru roboczego do drugiego operator może używać joysticków do płynnej regulacji prędkości i kierunku.
• Sterowanie funkcjami pomocniczymi: Nowoczesne koparki kołowe są często wyposażone w różne funkcje pomocnicze, a do ich sterowania służą również joysticki. Niektóre koparki mogą być wyposażone w osprzęt hydrauliczny, taki jak młoty hydrauliczne lub świdry. Za pomocą joysticków można aktywować i kontrolować działanie tych osprzętu dodatkowego. Na przykład podczas używania młota hydraulicznego do kruszenia betonu operator może użyć joysticka do kontrolowania siły i częstotliwości uderzenia młota.
• Kontrola szybkości i precyzji: Joysticki zapewniają także kontrolę nad szybkością i precyzją ruchów koparki. Delikatnie poruszając joystickiem, operator może wykonywać powolne i precyzyjne ruchy. Jest to szczególnie ważne przy wykonywaniu delikatnych zadań, takich jak precyzyjne ułożenie rury w wykopie. Z drugiej strony, jeśli operator musi szybko wykonać zadanie, może przesunąć joystick dalej, aby zwiększyć prędkość ruchu.
• Integracja z zaawansowanymi systemami: W dzisiejszych, zaawansowanych technologicznie koparkach kołowych joysticki są zintegrowane z zaawansowanymi systemami sterowania. Systemy te mogą zapewniać dodatkowe funkcje, takie jak wykrywanie obciążenia i automatyczne poziomowanie. Joysticki komunikują się z tymi systemami, aby zapewnić bezpieczną i wydajną pracę koparki. Na przykład system wykrywania obciążenia może wykryć ciężar ładunku podnoszonego przez wysięgnik i odpowiednio dostosować ciśnienie hydrauliczne.

Komfort i bezpieczeństwo operatora

Konstrukcja joysticków uwzględnia również komfort i bezpieczeństwo operatora. Ergonomiczne joysticki zaprojektowano tak, aby naturalnie pasowały do dłoni operatora, zmniejszając zmęczenie podczas długich godzin pracy. Dodatkowo precyzyjne sterowanie za pomocą joysticków pomaga zapobiegać wypadkom.

Wzorce sterowania joystickami: ISO vs. SAE

Podczas obsługi koparki kluczowe jest zrozumienie dwóch głównych wzorców sterowania: ISO i SAE. Historycznie koparko-ładowarki zazwyczaj używały sterowania SAE, a koparki ISO. Dziś, choć koparko-ładowarki i koparki mogą mieć ten sam wzorzec sterowania joystickami, ogólne sterowanie operacyjne różni się między tymi dwoma maszynami. Systemy sterowania różnią się również w zależności od producenta i konkretnego modelu maszyny.

Sterowanie ISO (ISO Controls)

ISO, znane również jako "sterowanie CAT" lub "sterowanie koparki", jest bardziej rozpowszechnionym wzorcem na świecie. Wykorzystuje prawą dźwignię do zarządzania wysięgnikiem i łyżką, podczas gdy lewa dźwignia kontroluje ruchy ramienia (sticka) i obrotu. Wzorce sterowania ISO to standardowa konfiguracja sterowania operatorem dla efektywnej pracy.

Sterowanie SAE (SAE Controls)

Z drugiej strony, SAE, często nazywane "sterowaniem John Deere" lub "sterowaniem koparko-ładowarki", jest standardem w Stanach Zjednoczonych. W systemie SAE, lewy joystick steruje wysięgnikiem i obrotem, podczas gdy prawy joystick zarządza ramieniem i łyżką. Należy zauważyć, że oba standardy współdzielą lewy joystick do sterowania obrotem.

Dla operatorów pracujących na różnych maszynach lub mających różne preferencje, nowsze modele koparek mogą posiadać dźwignię do przełączania między wzorcami sterowania ISO i SAE. Ważne jest, aby zapoznać się ze wzorcem sterowania używanym przez maszynę. Zazwyczaj na sprzęcie znajduje się karta referencyjna wskazująca konkretny używany wzorzec sterowania.

Zasady działania joysticka w koparkach Cat 325

Zasada działania joysticka koparki Cat 325 jest następująca: po zwolnieniu joysticka z dowolnej pozycji, powróci on do pozycji zatrzymania (HOLD). Ruch nadbudówki zostanie zatrzymany, chyba że urządzenie sterujące mikrokontrolą (jeśli jest wyposażone) znajduje się w pozycji ON. Gdy obrotowe urządzenie sterujące mikro znajduje się w pozycji ON, obrotowy hamulec postojowy nie uruchomi się, dopóki funkcja obrotowa nie zasunie joysticka z powrotem do pozycji HOLD przez 6,5 sekundy.

Tryb pracy maszyny jest fabrycznie ustawiony na system SAE. Lewe i prawe strony są kontrolowane przez lewy i prawy joystick. Tryb pracy maszyny można zmienić, zmieniając tryb połączenia węża hydraulicznego. W celu zmiany trybu obsługi maszyny, zaleca się skonsultowanie się z agentem Cartera. Przekątny ruchomy joystick może wykonywać dwie funkcje jednocześnie:

1. Zmienna prędkość: Ruchomy joystick o zmiennej prędkości ze zmiennym ruchem, aby rozpocząć specjalne oprzyrządowanie. Przesuń zmienny joystick dalej, aby zwiększyć szybkość specjalnego oprzyrządowania.
2. Włączanie/wyłączanie (ON/OFF): Wcisnąć przełącznik, aby rozpocząć specjalne oprzyrządowanie ze stałą prędkością. Ponownie wciśnij przełącznik i odłącz specjalne oprzyrządowanie.

Specjalny pedał narzędziowy w koparce Cat 325

Specjalny pedał oprzyrządowania ma różne funkcje podczas korzystania z niektórych elementów złożenia. Przed użyciem specjalnego pedału oprzyrządowania należy sprawdzić jego działanie. Nieprawidłowe działanie specjalnego pedału oprzyrządowania może spowodować poważne straty. Specjalny pedał oprzyrządowania można zamontować po dowolnej stronie bieżnika. Specjalny pedał oprzyrządowania pozwala kierowcy na regulację prędkości na specjalnym biegu. Zmienna prędkość z przodu pedału, rozpocząć specjalne oprzyrządowanie. Dalsze kroki w dół pedału, aby zwiększyć prędkość specjalnych narzędzi. Odłącz pedał, aby złamać specjalne oprzyrządowanie.

Obecnie, po zastosowaniu specjalnego oprzyrządowania, sworzeń blokady (1) jest umieszczony w pozycji zamka (LOCKED) (B) + specjalny pedał oprzyrządowania jest ustawiony, aby zapobiec przypadkowemu uruchomieniu specjalnego oprzyrządowania. Aby zapobiec przypadkowemu wyciągnięciu sworznia blokującego (1), włóż szpilkę (2) przez nacięcie (3) i obróć sworzeń blokujący (1) w lewo, aby obrócić okrąg 1/4.

Informacje dotyczące specjalnych narzędzi wymagających dwukierunkowego przepływu oleju hydraulicznego (dwukierunkowy przepływ oleju) są następujące. Oprzyrządowanie to może być również wyposażone w obwody pętli.

Joysticki hydrauliczne czy elektroniczne? Opinie i doświadczenia operatorów

Jednym z kluczowych pytań dla operatorów koparko-ładowarek jest kwestia awaryjności sterowania joystickami w maszynach 3-5 letnich. Choć joysticki są powszechnie uznawane za wygodniejsze, praktyka pokazuje, że ich niezawodność może budzić wątpliwości, zwłaszcza w starszych, eksploatowanych maszynach.

W koparkach gąsienicowych joysticki stosowane są od kilkunastu lat i nie stanowią problemu, jednak w koparko-ładowarkach, zwłaszcza tych starszych, pojawiają się opinie o ich rzekomej problematyczności. W rzeczywistości, systemy automatyczne w koparkach gąsienicowych były wprowadzane już w latach 70', umożliwiając programowanie nieskomplikowanych, powtarzalnych ruchów.

Operatorzy często preferują joysticki ze względu na wygodę, zwłaszcza osoby pracujące także na "obrotówkach". Jednak niektórzy uważają je za niepraktyczne na dłuższą metę. Aby pracować tylnym osprzętem w maszynie z joystickami, należy obrócić fotel, co niekiedy jest kłopotliwe. Przykładowo, podczas niwelowania terenu przy budynku z długim i niskim okapem, często trzeba odchylić lub nawet opuścić nieco tylną wieżę. Na maszynie ze zwykłym sterowaniem sprawny operator jest w stanie to zrobić, nie przerywając pracy przednią łyżką, natomiast w maszynie na joystickach wymaga to zatrzymania maszyny, obrócenia fotela, wciśnięcia przycisku itd.

Inna sytuacja to kopanie pod kabelkiem. Na maszynie z dźwigienkami operator podnosi podpory, obraca się nieco nie przekręcając fotela, jedną ręką podnosi przednią łyżkę, a drugą włącza przełącznik jazdy. Na maszynie z joystickami, taki proces jest bardziej skomplikowany. Operatorzy, którzy pracowali na obu typach sterowania, często wskazują na te różnice.

W maszynach o masie ponad 10 ton sterowanie cięgnami jest rzadkością od dobrych 20 lat, co sugeruje powszechne przyjęcie joysticków. Co do niezawodności, panuje opinia, że w joystickach elektronicznych "nie bardzo ma tam się co psuć", co wskazuje na ich prostotę konstrukcyjną. Wielu operatorów potwierdza, że nie doświadczyło jeszcze awarii joysticków. Istnieją jednak obawy co do trwałości elektronicznych joysticków, choć są to jedynie domysły.

Najczęściej polecane marki to CAT lub JCB. W tej cenie spokojnie można znaleźć modele 3CX czy 4CX na joysticku. Należy pamiętać, że cena nie zawsze jest odzwierciedleniem stanu maszyny, dlatego lepiej kupić sprawną i zadbaną maszynę na dźwigniach niż wyeksploatowaną na joystickach, ponieważ ze sterowaniem joystickami często pojawiają się problemy, zwłaszcza w starszych maszynach. Ważne jest, aby maszyna nie była przerabiana, ponieważ "magikowanie" zamiast wymiany części na nowe często prowadzi do problemów.

Rozpoznawanie typu sterowania w JCB 3CX

Po czym na pierwszy rzut oka można poznać, czy JCB 3CX ma sterowanie joystickami hydrauliczne czy elektroniczne? To często zadawane pytanie przez operatorów. Warto skonsultować się z autoryzowanym serwisem lub dokładnie zapoznać się z dokumentacją techniczną maszyny.

Typowe problemy i rozwiązania

W przypadku problemów z joystickiem w koparko-ładowarce, np. model Fermec 960, operatorzy zgłaszają trudności z aktywacją przedniej łyżki. Czasem kontrolka mruga, słychać cyknięcie przekaźnika, ale układ się nie załącza. Często serwisy nie są w stanie pomóc ze względu na brak oprogramowania do odczytu kodu usterki.

Diagnozowanie problemów często obejmuje sprawdzenie płytek sterujących i przekaźników. Układy typu Max6818 mają za zadanie zabezpieczenie styków przekaźnika przed drganiami. Jeśli brakuje kompleksowego schematu, należy analizować zadania poszczególnych komponentów. Zaczyna się od strony wykonawczej, sprawdzając, czy manualne zwieranie przekaźników powoduje pracę elementów wykonawczych. Elektronika w takim sprzęcie jest zazwyczaj "idiotoodporna" i psuje się bardzo rzadko, natomiast częściej padają kable i złącza.

W jednym z przypadków problem z chwilowym załączaniem został wyjaśniony - okazało się, że to nie ten przycisk był odpowiedzialny za załączanie przedniej łyżki. Jednak pojawił się problem, który występował praktycznie od samego początku: po godzinie pracy joystickiem łyżka odchylała się do tyłu i nie można było sterować tylko dwoma funkcjami: odchylaniem łyżki. Reszta funkcji działała poprawnie. Po wyłączeniu maszyny po godzinie sytuacja powtarzała się. Czyszczenie potencjometrów suwakowych i lutowanie kabelków w joysticku nie pomogło.

Podejrzewano uszkodzony kondensator na płycie joysticka, problem z komputerem sterującym lub elektrozaworem. W toku dalszej diagnostyki odkryto, że komputer steruje czterema elektrozaworami na hydraulice. Podmiana wyjść na komputerze i elektrozaworach potwierdziła wadę jednego z wyjść komputera, który jest zbudowany w oparciu o układ BTS711L. Prawdopodobnie ten układ przegrzewał się po kilkunastu minutach pracy i niekontrolowanie podawał impuls na cewkę zaworu.

Dostępność joysticków i kontrolerów

Na rynku dostępne są różne kontrolery joysticków kompatybilne z maszynami budowlanymi. Przykłady obejmują:

• Volvo: Joystick Controller kompatybilny z modelami 14556359 i 14556360.
• Manitou: Joystick Controller 679253, idealnie pasujący do modeli 160ATJ, 165ATJ, 180ATJ i 200ATJ.
• Hyundai: Joystick Controller dla Hyundai Excavator R210LC-3.
• Caterpillar (CAT): Joystick Controller 206-2408, kompatybilny z silnikami takimi jak 3176C, 3306 i 3116, oraz koparkami 345B, 330B, 325B i 320B.

Wiele firm, takich jak Fab Heavy Parts, oferuje szeroki wybór kontrolerów joysticków w swoich katalogach online, aby sprostać różnym potrzebom.

tags: #koparko #ladowarka #sterowanie #yostiki