Vom Sensor zur Serienlösung: Wie Systemintegratoren Nivelliersysteme effizient einbinden
In modernen Baugeräten sind präzise Nivellierfunktionen längst unverzichtbar – insbesondere im Straßen- und Erdbau. Ob Einbaubohle, Fräse oder Schildsteuerung: Die Messung und Regelung von Höhen, Neigungen und Materialzuständen ist heute Standard. Doch der Weg zur serienreifen Nivellierlösung ist oft komplex. Sensoren, Steuergeräte und Anzeigen müssen zuverlässig zusammenarbeiten – ideal eingebettet in eine bestehende Maschinenarchitektur. Unterschiedliche Kommunikationsprotokolle, begrenzte Integrationskapazitäten und hohe Variantenvielfalt stellen Systemintegratoren und OEMs vor technische wie wirtschaftliche Herausforderungen.
Welche Schritte und Komponenten auf diesem Weg entscheidend sind – und wie sich diese effizient zu einer skalierbaren Lösung verbinden lassen – zeigen wir Ihnen in diesem Beitrag.
Automatisch Erfolgreich
Der Technikpodcast von MOBA
Was gehört zu einer vollständigen Nivellierlösung?
Eine funktionale Nivellierlösung besteht aus mehr als einem Sensor. Erforderlich sind Distanz- und Neigungssensoren, eine zentrale Steuereinheit mit Echtzeitregelung, ein Kommunikationskonzept sowie eine geeignete Visualisierung. Ergänzend kommen mechanische Befestigungen, Stromversorgung, Schutzklassen und vor allem: die Fähigkeit zur Anpassung an unterschiedliche Maschinentypen und Einsatzszenarien.
Die Auswahl geeigneter Komponenten ist nur der erste Schritt. Ebenso entscheidend ist deren nahtlose Integration in die Maschinensteuerung – insbesondere mit Blick auf CAN-Kommunikation, Variantenmanagement und Wartbarkeit.
Sensorik: Mehrdimensional denken
Eine zuverlässige Nivellierregelung beginnt mit der passenden Sensorik. Distanzsensoren erfassen kontinuierlich den Abstand zur Referenzfläche und bilden damit die Grundlage für jede automatische Höhensteuerung. Besonders bewährt haben sich Ultraschallsysteme wie der SONIC-SKI PLUS, die kompakt aufgebaut und ideal für Einzel- oder Zweipunktregelungen bei klarer Referenzlinie sind.
Wenn größere Einbaubreiten oder glattere Oberflächen gefordert sind, kommen mehrere Sensoren kombiniert zum Einsatz: etwa als BIG SONIC-SKI, der mit verlängertem Messfeld eine höhere Regelstabilität bietet. Für besonders hohe Anforderungen an Ebenheit eignet sich der SUPER-SKI, der aus bis zu fünf Sensoren eine virtuelle Referenzebene bildet und dadurch lokale Unebenheiten wirkungsvoll ausgleicht.
Neigungssensoren wie die IMU-6 ergänzen das System dort, wo konstante Gefälle, komplexe Flächen oder Querneigungen geregelt werden müssen – etwa bei Rampen oder Kreisverkehren. Im Asphaltbau liefern Temperatursensoren zusätzlich prozessrelevante Daten zur Materialtemperatur, um z. B. den optimalen Abziehzeitpunkt zu bestimmen oder die Einbauhöhe dynamisch zu regeln.
Welche Sensorik zum Einsatz kommt, hängt vom Maschinentyp, der geplanten Regelstrategie und den konkreten Einbauanforderungen ab.
Steuerung: Echtzeitregelung als Kernfunktion
Im Zentrum jeder Nivellierlösung steht eine Steuereinheit, die Sensordaten in Echtzeit verarbeitet und daraus Stellgrößen erzeugt – beispielsweise zur hydraulischen Höhenverstellung. Diese Regelung kann als autarke Einheit mit eigenem Display oder als integrativer Bestandteil der Maschinensteuerung umgesetzt werden.
Ein typischer Ansatz ist ein kompaktes Steuergerät mit CAN-Anbindung, das sich parametrisieren und skalieren lässt. Die MOBA-MATIC II steht exemplarisch für ein solches System: Sie verarbeitet Eingangssignale mehrerer Sensoren, regelt in Echtzeit und lässt sich flexibel in verschiedenste Maschinenkonzepte integrieren.
Kommunikation: CAN als Rückgrat der Integration
Die Anbindung an die Maschinenarchitektur erfolgt üblicherweise über den CAN-Bus, der sich als Standard im mobilen Maschinenbau etabliert hat. Protokolle wie CANopen ermöglichen den sicheren Datenaustausch zwischen Sensorik, Steuerung und weiteren Maschinenfunktionen.
Für die Integration bedeutet das: weniger Verdrahtung, standardisierte Schnittstellen und die Möglichkeit, Maschinendaten wie Fahrgeschwindigkeit oder Neigungsreferenzen direkt einzubinden. Zahlreiche Komponenten von MOBA – darunter die MOBA-MATIC II, die IMU-6 oder die GDx-Displays – unterstützen diese offenen Protokolle und erleichtern so die Einbindung in OEM-spezifische Steuerungssysteme.
Visualisierung und Bedienung: Integration ins HMI
Eine vollständige Lösung berücksichtigt auch die Interaktion mit dem Bedienpersonal. Diese kann über ein separates Display oder über das zentrale Maschinen-HMI erfolgen – abhängig vom Systemdesign.
Je nach Anwendung eignen sich besonders Touch-Displays mit frei konfigurierbarer Oberfläche, da sie eine flexible Anpassung an Maschinentyp, Nutzerbedürfnisse und Sprache ermöglichen. Die Graphic Displays der GDx-Serie bieten OEMs hier die Möglichkeit, Layout, Bedienlogik und Visualisierung individuell zu gestalten – sowohl als integrierte HMI-Komponente als auch als separate Bedieneinheit.
Variantenmanagement und Skalierbarkeit
Für OEMs, die verschiedene Maschinentypen bedienen, ist ein durchdachtes Variantenmanagement entscheidend. Eine skalierbare Nivellierlösung sollte mit wenigen Grundkomponenten eine Vielzahl unterschiedlicher Konfigurationen abdecken können.
Modulare Hardware, offene Schnittstellen und parametrierbare Software sind hier zentrale Faktoren, um Entwicklungsaufwand zu minimieren, Kompatibilität zu sichern und den Serieneinsatz zu vereinfachen.
Fazit: Integration mit System
Wer Nivellierfunktionen in Baugeräte integrieren möchte, steht vor einer Reihe technischer Entscheidungen – von der Sensorwahl über die Kommunikation bis zur Skalierung. Der Schlüssel liegt nicht in der Einzelkomponente, sondern in der strukturierten Verbindung aller Elemente zu einem robusten, integrierbaren System.
Erprobte Lösungen – wie z. B. Systeme auf Basis der MOBA-MATIC II, in Kombination mit MOBA-Sensoren und Displays – zeigen, dass standardisierte, aber anpassbare Systemansätze OEMs und Systemintegratoren erheblich entlasten können. Sie beschleunigen den Weg von der Idee zur serienreifen Steuerung von Baugeräten – zuverlässig, wiederverwendbar und zukunftssicher.