特殊地下工程中的重型機械需要精確和可靠的部件，以便能夠以工藝安全的方式執行各項功能。對于 StumpFranki 特殊地下工程有限公司的打樁機來說，傳感器和定位系統制造商 SIKO GmbH 的絕對旋轉編碼器 WV58MR 正是安全方案的一部分。它們安裝在三臺絞車上，以檢測固定其上的各元件位置。

特殊地下工程公司 Stump-Franki 為足球場、高速公路橋、購物中心或風力渦輪機等重型建筑確保地基承載力。 為此，其制造自己的打樁機，用于生產基樁。建筑的載荷通過基樁轉移到更深層。“我們有自己的機械制造部 門，以便能夠開發、設計、組裝、調試適合我們的設備，然后也能自己使用”，Stump-Franki 公司機械制造 主管 Stefan Hemmerle 解釋說。尤其是打樁機，自行制造是最佳選擇：直到 20 世紀 60 年代，打樁機仍然 可以在比利時購買。隨后，德國 Franki 公司開始生產自己的機器，如 Franki 打樁機，并從 2000 年開始生 產 Atlas 設備。“對我們來說，按照我們的想法制造這些機器是一個明顯的競爭優勢，這樣我們也能用我們 自己的工藝為我們的客戶帶來好處”，Stefan Hemmerle 說道。?

打樁錘及 Franki 樁基?

打樁機的使用如圖 1 所示：

插圖 1：通過打樁過程生產 Franki 基樁。插圖：?Stump-Franki Spezialtiefbau GmbH?

Franki 打樁機頂部安裝了四臺絞車——包括三個用于位置監控的 SIKO 旋轉編碼器。在前區是所謂的龍頭， 這是一個上面安裝有鋼制打樁管或推進管的架子，其頂部和底部是開放的。混凝土和碎石制成的塞子被填入打 樁管 (1)，打樁錘——這是一個巨大的鋼塊——用極小的沖擊壓實塞子 (2)。打樁錘是一個自由落體系統。當 塞子被沖擊力牢牢楔入管道時，下降高度會增加，并將打樁管送至可承重建筑地基的最終深度。然后用打樁錘 夯實塞子 (3)。這就形成了所謂的 Franki 樁基，它的作用就像一個木楔。樁基形成后，安裝鋼筋籠，再填塑 料混凝土 (4)，從而形成直貫的基樁。在混凝土硬化和樁頭封頂 (5) 后，基樁就可以承重了。?

監控四臺絞車?

在打樁過程中，這四臺絞車有不同的任務：一臺絞車用于拉動推進管，第二臺用于驅動打樁錘，第三臺上固定 著用于填充混凝土和碎石的吊桶，最后還有一臺輔助絞車，用于提升鋼筋籠。四臺絞車中的三臺分別由一個 SIKO 旋轉編碼器監控，從而可以隨時了解打樁管、輔助吊車和吊桶的位置。輔助繩索是一個安全技術構造， 以確保打樁機在吊鉤拉過滑輪之前是關閉的。也就是說，該旋轉編碼器有一個最終位置點，絞車不得旋轉超越 這個點。拉管絞車是設備中最敏感的區域；盡管對打樁管的沖擊力非常猛烈，仍須隨時了解其位置。?

旋轉編碼器集成在一個自動控制系統中，該系統持續查詢位置，從而控制繩索的制導。?

安全性能等級為 PLd 的旋轉編碼器?

“對我們來說，最重要的是位置檢測的精度和作為旋轉編碼器安全功能的冗余度”，Stefan Hemmerle 說 1/4道。“作為一個多轉編碼器，它最多可以絕對檢測到絞車的 4,096 圈；此外，我們還將傳動比與之整合，這 樣我們就可以得到大量的信號，讓我們能夠持續檢測位置。”由于個別部件的故障會對這種重型設備的應用產 生嚴重后果，因此安全等級為 PLd 的旋轉編碼器安全功能至關重要。它由兩個獨立的傳感器電路構成，做到 完全冗余，從而確保安全操作。此外，它是一個絕對數值編碼器，即使在斷電狀態下也能準確檢測其位置，無 需基準化運行。在這種情況下，通過 CANopen 安全接口與控制系統進行整合。“對我們的應用來說，同樣重 要的是絕對的堅固性。最后在夯實樁基時，一方面管道上拉著 240 噸，同時 6.5 噸重的打樁錘落入管道。這 時，整臺機器都彈跳起來！旋轉編碼器必須能夠承受這種負荷——也確實做到了。”旋轉編碼器的磁性測量原 理也有助于做到這一點，其極為適合在惡劣環境中使用。

用于貧瘠土壤和重型負荷的基樁?

當土壤質量差和建筑物格外沉重時，夯實基樁是必要的。“我們 Franki 基樁系統的優勢在于，它是一個全位 移基樁系統。因此，我們不會挖掘出土壤，也不必處理任何東西”，Stefan Hemmerle 解釋說。“借助夯實的 樁基，我們可以應對任何地面。如果無法打得特別深，我們可以簡單地把樁基夯得大一點，再壓實一點，從而 賦予建筑物所需的穩定性。” 如果是風力渦輪機，那么另一個參數開始生效：風輪的高度。為了安全地錨定在地面上，此時需要傾斜的樁， 也可以用 Franki 打樁機結合自由落體重量將其打入地面。24 至 36 根樁錨定在四周地面上；兩根樁傾斜度 向外，一根樁向內傾斜。樁以這樣的方式交替排列，因為，根據風向，它們必須既能承受拉力也能承受壓力。?

用于移動機器的模塊化系統?

SIKO 旋轉編碼器滿足了 Stump-Franki 對其應用安全性、精確性和堅固性的期望。WV58MR 是 SIKO“PURE.MOBILE 傳感器模塊組件”的一部分，該系統專為移動機器和商業車輛的高要求而開發。本標識的 所有傳感器都具備以下特點：?

·可提供單通道或安全版本，性能等級達到 d (PLd)?

·防護等級高達 IP6K9K?

·擴展溫度范圍：-40 至 +85 °C（可選：+105 °C）?

·極高的抗撞擊和振動性能?

·可擴展和可配置的功能，如傾斜、DIP 開關、憑借 PURE.MOBILE 選項卡實現的數字 I/O?

“只要不影響旋轉編碼器的堅固性就行！”，Stefan Hemmerle 這樣呼吁商業伙伴 SIKO，“在將來，這些特 性也將是我們特殊地下工程應用所不可或缺的。”借此，SIKO 傳感器專家通過其測量解決方案為移動機器找 到了合適的答案。?

更多圖片：

插圖 2 a) 和 b)：作為具有冗余位置檢測的絕對數值編碼器，WV58MR 是為挑戰性測量任務而開發的，尤其是 在移動機器中。插圖：?SIKO GmbH

圖 3：使用中的 Franki 打樁機：重量巨大的自由落體打樁錘進入推進管，將混凝土和碎石壓實為穩固的基樁 基腳。SIKO 旋轉編碼器 WV58MR 主要監測絞車的位置。插圖：?Stump-Franki Spezialtiefbau GmbH

圖 4：打樁機可以靈活使用，用專門運輸車運到相應的施工現場。插圖：?Stump-Franki Spezialtiefbau GmbH

圖 5：Stefan Hemmerle，Stump-Franki Spezialtiefbau GmbH 機械制造主管；插圖：?Stump-Franki Spezialtiefbau GmbH

SIKO | 源自 1963 年的測量技術?

SIKO 公司如今已經在許多不同的測量領域擁有50年的經驗: 長度測量技術, 角度測量技術, 轉速測量技術 以 及測量傾斜度 或者 速度。基于這個核心部分 SIKO 研發生產了開創性的 測量設備 和 定位系統 應用于自動 化過程。工業和機械制造領域的客戶的嚴格要求引導我們不斷提高產品和服務的質量, 精確性和功用。 SIKO 已經通過了 DIN EN ISO 9001 : 2015 質量認證。對現有資源的持續利用對我們來說是理所當然的事情。?

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全球范圍內的成功不是偶然?

SIKO強大和創新的測量技術，如今在世界范圍內的工業和機械制造領域被廣泛應用。5個子公司和60個代理辦 事處負責對我們的本地客戶和國際客戶進行聯系和提供技術支持。銷售工程師和技術服務人員通過專家咨詢和 客戶服務用當地的語言現場協助OEM客戶和用戶.