コンクリート研磨機

最新のフライス盤技術により、厳しい許容誤差を維持し、生産性を向上しながら、作業員の需要を減らすことができます。
新しいフライス盤技術により、より厳しい公差を実現し、高い生産性を維持し、フライス加工担当者への新たな負担を軽減できます。Wirtgen American Millingの製品マネージャー、トム・チャステイン氏は次のように述べています。「新世代の傾斜制御、フライス加工ドラム技術、そして新しい操作システムにより、従来よりも容易に生産性を向上させながら、より高い品質を実現できます。」
切断機のセットアップとモニタリングのプロセスも簡素化されました。「旧世代の機器と比較して、オンボード診断機能、シンプルな傾斜制御設定、そして自動キャリブレーション手順により、オペレーターの負担が大幅に軽減されます」と、アステックのテクニカルセールスマネージャーであるカイル・ハモン氏は述べています。
生産性と表面品質を最大化するために、フライス盤は機械にかかる負荷の変化を検知し、それに応じて反応する必要があります。Astecの目標は、生産性を最大化し、機械と作業員を保護しながら、高品質のフライス加工パターンを維持することです。ここで最新技術が活かされます。新しいフライス盤の一部モデルには、オペレーターがフライス加工モードを選択できるオペレーティングシステムが搭載されており、これによりオペレーターは加工モードを制御できます。
「ナイフとドラムのライン間隔、そしてどのようなパターン品質を実現したいかを機械に伝えることができます」とチャステイン氏は述べた。これらの設定により、使用しているカッティングツールに関する情報も得られる。「機械はこれらの情報を計算し、機械の速度、カッティングドラムの速度、さらには水の量まで決定します。これにより、オペレーターは生産ラインのメンテナンスと材料の搬送に集中でき、残りの作業は機械が行うのです。」
生産性と表面品質を最適化するには、フライス盤は負荷の変化を検知し、それに応じて反応できる必要があります。「エンジン負荷制御システムとトラクション制御システムは、機械を一定速度で稼働させ、作業速度の急激な変化によるフライス加工面の欠陥発生を防ぐために設置されています」とハーモン氏は述べています。
「キャタピラーのロードコントロールのようなアクティブ負荷管理システムにより、オペレーターは機械がエンストするリスクを負うことなく、機械を最大出力まで押し上げることができます」と、キャタピラーのグローバルセールスコンサルタント、ジェイムソン・スミエハ氏は述べています。「これにより、オペレーターが機械にどの程度の力で押し付けているかを推測できるため、機械の生産性を大幅に向上させることができます。」
キャタピラーはクルーズコントロールも提供しています。「クルーズコントロールは、オペレーターがボタンを押すだけで目標の切削速度を保存・復元できるため、プロジェクト全体を通して一貫したパターンを維持できます。」
負荷制御などの機能により、利用可能なエンジン出力を最大限効率的に活用できます。「ほとんどのコールドプレーナーでは、オペレーターが切削したいエンジンとローターの回転速度を選択できます。そのため、速度が最優先事項ではない用途や、トラックの積載量が限られている用途では、オペレーターはエンジンとローターの回転速度を低く設定し、燃料消費量を削減できます」とスミエハ氏は説明します。「アイドル回転数制御などの他の機能により、機械は停止時に低いアイドル回転数まで減速し、特定の機能が作動した場合にのみ必要に応じてエンジン回転数を上げることができます。」
Wirtgen社のMILL ASSIST機械制御システムは、オペレーターがフライス加工工程の結果を最適化するのに役立ちます。Wirtgen社は、運用コストの増加に注力しています。「最新バージョンの機械は、燃料、水、工具の消費量においてより経済的であり、同時に騒音レベルも低減しています」とChastain氏は述べています。「目標値を機械に伝えるオペレーティングシステムと、新しい2速トランスミッションにより、機械は最高の状態で稼働すると同時に、消耗品の状態も監視できます。」
ツールホルダーと歯も開発されました。「最新の切削技術により、フライス加工の性能と滑らかさにさらなる自信が持てるようになりました」とチャステイン氏は述べました。「最新の超硬工具に加え、最新のPCD工具やダイヤモンド工具を使用することで、摩耗が少なく、より長く加工できます。つまり、頻繁に機械を停止する必要がなくなり、より長く使い続けられるということです。これは高品質なモデルです。最新の切削技術革新と機械性能の向上により、高品質と材料生産性を実現できます。」
ダイヤモンド切削ビットの人気は高まり続けています。キャタピラー社によると、これらのドリルビットの寿命は超硬ドリルビットの80倍長く、ダウンタイムを大幅に削減できます。
アステック社は、「これは特に、超硬ドリルビットを1日に複数回交換しなければならないような過酷な用途に当てはまります」と述べています。「さらに、ダイヤモンドドリルビットは寿命を通して鋭い切れ味を維持する傾向があるため、機械は一貫した切削パターンを生成し、高い切削効率を維持できます。その結果、生産性が向上し、燃料を最大15%節約できます。」
期待通りの結果を得るには、ローターの設計が不可欠です。「多くのローター設計では、切削歯の間隔が一定ではなく、段階的に変化しています。これにより、オペレーターは最終的な切削面に必要なパターンテクスチャを得ながら、可能な限り多くの材料を除去することができます」とスミエハ氏は述べています。
最新のレベル制御技術を搭載したフライス盤は、初めて目標レベルに到達し、手戻り作業をなくすことで生産性を大幅に向上させることが期待されており、初期投資コストの早期回収が可能となります。
「最新のグレード制御システムのおかげで、今日のフライス盤は非常に高精度で滑らかな輪郭を生成できます」とスミエハ氏は述べた。「例えば、Catコールドプレーナには、傾斜とスロープ機能を備えたCat GRADEが標準装備されており、あらゆる用途に対応する汎用性と柔軟性を提供します。目標が特定の深さの除去、平滑性を向上させるフライス加工、あるいは正確な設計輪郭に沿ったフライス加工のいずれであっても、Cat GRADEはほぼすべての用途で最高の結果を実現するように設定・調整できます。」
傾斜制御が改良され、一定の深さや傾斜を容易に実現できるようになりました。チャステイン氏は次のように述べています。「シンプルでありながら最先端の技術により、オペレーターは迅速かつ正確な対応が可能になり、作業負荷も軽減されます。」
「フライス加工業界には3D技術がますます導入されつつあります」と彼は付け加えた。「設定が正しければ、これらのシステムはうまく機能します。」平均化システムは、超音波センサーを用いて機械の長さや長い切削深さを平均化します。
複雑な作業には3Dスロープコントロールが効果的です。「標準的な2Dシステムと比較して、3Dスロープコントロールシステムは機械による高精度な切削を可能にします」とハモン氏は述べています。「異なる深さや横方向の傾斜が必要となる複雑なプロジェクトでは、3Dシステムがこれらの変更を自動的に行います。」
「3Dシステムは、切削作業前に収集された道路データに基づいてデジタルモデルを作成する必要があります」と彼は指摘した。「従来の2D作業と比較して、切削機上でデジタルモデルを構築し実装するには、より多くの事前作業と追加の機材が必要になります。」
CaterpillarPlusによると、すべての作業が3Dフライス加工に適しているわけではありません。「3Dフライス加工は設計仕様に対して最高の精度を提供しますが、その精度を達成するために必要な技術には多額の投資と、特殊な用途にのみ適した追加の現場管理が必要です」とSmieja氏は述べています。
「視界が良好で、制御可能な距離があり、3D制御ステーションへの干渉が最小限（空港など）の作業場は、3Dスロープ制御のメリットを享受するのに最適です。3Dスロープ制御は厳しい規制の遵守に役立ちます」と彼は述べた。「しかし、弦の有無にかかわらず、2Dスロープ制御は、追加のハードウェアを必要とせずに、今日の多くの切削仕様を満たす効果的な方法です。」
Orange Crush LLCはシカゴを拠点とするゼネコンで、アスファルトおよびコンクリート道路の建設や掘削など、様々なプロジェクトを手掛けています。道路舗装や区画整理、商業用不動産の舗装も手掛けています。
「シカゴ地域には6つのアスファルトプラントがあります」とゼネラルマネージャーのスミエ・アブディッシュ氏は述べた。「5つの研削グループと7台の研削盤（ミリングマシン）を保有しています。」
Orange Crush社は、SITECH Midway社の協力を得て、最新のRoadtec RX 700切削機にTrimble 3Dマスターコントロールシステムを導入することを決定しました。3D切削は比較的新しい技術ですが、同社は3D舗装工事において豊富な経験を有しています。
「有料道路（プロジェクト）がほぼ完了していたので、最初に舗装機を導入しました」とアブディッシュ氏は語った。しかし、彼は切削機から始めるのが最善の方法だと考えている。「ゼロから始めるのがベストだと考えています。まず3D切削加工を行い、その後、切削した材料を積層するのが良いと思います。」
3Dトータルステーションソリューションは、出力から精度まで、あらゆる側面をより厳密に管理することを可能にします。これは、イリノイ州エングルウッドにあるノーフォーク・サザン鉄道操車場の最近のプロジェクトにおいて、実に効果的であることが証明されました。オレンジクラッシュ社は厳格な等級管理を必要としており、3Dトータルステーション技術により、圧延機の前で常に数値を描き、作業内容を頻繁に再確認する必要がなくなりました。
「工場の後ろにローバーを持った人がいます。少し余分なコストがかかりますが、10回のうち2、3回の結果を見逃して戻らなければならないよりはましです」とアブディッシュ氏はコメントした。
Astecシステムの精度は実証済みです。「初登場で最高得点を獲得しました」とアブディッシュ氏は述べました。「この用途では、特に可変深度フライス盤を使用し、各位置で一定の高度と傾斜を維持することで、生産性が30%向上しました。」
この技術には多額の投資が必要ですが、投資回収は非常に早くなります。オレンジクラッシュは、ノーフォーク・サウス・プロジェクトだけで技術投資のほぼ半分を回収したと見積もっています。「来年の今頃には、システムの費用を回収できるでしょう」とアブディッシュ氏は予測しています。
Orange Crushを使えば、現場の準備には通常約2時間かかります。「初めて測量に出かける時は、午前中に2時間を計算し、機械を別の作業場へ移動するたびに調整しなければなりません」とアブディッシュ氏は言います。「トラックを現場に送る前に、数時間前に機械を現場に届けておく必要があります。」
請負業者にとって、オペレーターのトレーニングはそれほど難しい課題ではありません。「思っていたほど大きな課題ではありません」とアブディッシュ氏は振り返ります。「舗装作業員の習得曲線は、ポリッシャーよりも長いと思います。」
測定／機械制御ガイダンス担当者は、各ジョブのセットアップを担当します。「担当者は現場に出向き、すべてのジョブをコントロールした後、SITECHと協力して機械の最初の測定を行います」とアブディッシュ氏は言います。この担当者に最新情報を提供することが、トレーニングの最も重要な部分です。「現場のスタッフはすぐに理解してくれました。」
得られた有益な経験のおかげで、Orange Crushは最近購入したWirtgen 220AにTrimbleシステムを追加することで、3Dフライス加工能力を拡張する計画を立てています。「プロジェクトを進める上で、厳格な階層管理を維持できるシステムが必要です。これはまだアイデア段階ですが」とアブディッシュ氏は言います。「私にとってこれが最大のメリットです。」
自動化の度合いが高まり、操作が簡素化されたことで、スタッフはボタンを頻繁に押す必要がなくなり、操作の習得にかかる時間が短縮されました。「操作パネルと傾斜制御をユーザーフレンドリーにすることで、使いこなすのに多くのスキルと忍耐力を必要とする30年前の機械ではなく、新しい機械を初心者でも簡単に操作できるようになります」とチャステイン氏は述べています。
さらに、メーカーは機械のセットアップを簡素化・迅速化する独自の機能を提供しています。「機械に統合されたセンサーにより、キャタピラー社の『ゼロイン』機能と『自動カットトランジション』機能を利用することができ、セットアップが簡素化されます」とスミエハ氏は述べています。
Wirtgenのレベリング技術は、高さ、深さ、間隔を調整することで極めて正確な結果を得ることができ、オペレーターの作業負荷を軽減します。Wirtgenのリセット機能は、機械を初期の「スクラッチ高さ」に素早く戻し、次の切断に備えることができます、とSmieja氏は説明します。自動切断遷移機能により、オペレーターは所定の距離内で深さと傾斜の遷移を事前にプログラムすることができ、機械は必要な輪郭を自動的に作成します。
スミエハ氏はさらにこう付け加えた。「高品質カメラと刃先ガイドなどの他の機能により、オペレーターは新しい切断を始めるたびに機械を正しく調整しやすくなります。」
セットアップにかかる時間を最小限に抑えることで、収益の向上につながります。「最新技術の導入により、フライス盤の始動準備が簡単になりました」とチャステイン氏は言います。「フライス盤の作業員は、わずか数分で機械を稼働可能な状態に設定できます。」
Roadtec（Astec）フライス盤のカラーコントロールパネルには、分かりやすいラベルが貼られており、操作はシンプルで簡単です。Astecの技術は安全性も向上させています。「Astec CMSフライス盤に搭載された最新機能は、安全性に関わるものです」とハモン氏は述べています。「後退時に機械の後方で人または大きな物体が検知されると、後方物体検知システムがフライス盤を停止させます。人が検知エリアから外れると、オペレーターは機械を後退させることができます。」
しかし、こうした進歩にもかかわらず、フライス加工は依然としてオペレーターのスキルが代替しにくい用途の一つです。「個人的には、フライス加工には常にヒューマンファクターが不可欠だと考えています」とチャステイン氏は言います。「作業が順調に進んでいるときは、オペレーターはそれを体感できます。そして、何かがうまくいっていないときは、音で確認できます。こうしたヒューマンファクターは、これらの機械をより安全で操作しやすいものにするのに大いに役立っています。」
ダウンタイムを防ぐことで、製粉プロジェクトを軌道に乗せることができます。テレマティクス技術がゲームのルールを変えるのはまさにこの点です。
「テレマティクスは、ダウンタイムを削減し、パフォーマンスデータをリアルタイムで収集するための強力なツールです」とハモン氏は述べた。「生産データ、燃料消費量、アイドル時間などは、テレマティクスシステムを使用することで遠隔から取得できる情報のほんの一例です。」
アステックはガーディアン・テレマティクス・システムを提供しています。「ガーディアン・テレマティクス・システムは、機械とエンドユーザーまたは認定サービス技術者との間の双方向通信を可能にします」とハモン氏は述べています。「これにより、各機械のメンテナンス性とデータ収集レベルが向上します。」
フライス盤に問題が発生した場合、できるだけ早く特定し、修理する必要があります。チャステイン氏は、「新しいフライス盤は操作を簡素化するだけでなく、これらの機械の診断とトラブルシューティングも簡素化する必要があります」と述べています。機械のダウンタイムはさらに深刻です。
ヴィルトゲン社は、潜在的な問題をユーザーに事前に通知するシステムを開発しました。チャステイン氏は、「これらの新しい機械は、機器の電源が入っていない、操作できない、あるいは誤って電源を切った場合にオペレーターに通知します」と述べています。「これにより、ここ数年で道路に（既に）設置された穴の数を減らすことが期待されます。」
ヴィルトゲン社は、ダウンタイムを削減するために、フライス盤に冗長性も確保しました。「万が一故障した場合でも、内蔵のバックアップシステムのおかげで、フライス盤は品質や生産性を犠牲にすることなく稼働し続けることができました」とチャステイン氏は語ります。