Maschinensteuerung im Tiefbau: verschiedene Marken auf einer Plattform verwalten

Mit Maschinensteuerung arbeiten Bagger, Raupen, Grader und Walzen direkt nach einem digitalen Modell: Die Maschine kennt die Sollhöhe und Neigung, Pflöcke und Schnurgerüst werden weitgehend überflüssig. Schwierig wird es, wenn Maschinen verschiedener Hersteller auf einer Baustelle arbeiten. Dann braucht jedes System die richtigen Daten, im passenden Format und in der aktuellen Version.

Dieser Beitrag erklärt, wie Maschinensteuerung funktioniert, welche Daten sie braucht und wie Sie eine gemischte Flotte im Tief- und Straßenbau so organisieren, dass alle Maschinen mit demselben Planstand arbeiten.

Was ist Maschinensteuerung?

Maschinensteuerung verbindet eine Baumaschine mit einem Soll-Modell. Sensoren an der Maschine messen Position, Höhe und Neigung von Löffel, Schild oder Bohle. Ein Rechner in der Kabine vergleicht das mit dem Modell und zeigt die Abweichung an oder regelt die Hydraulik automatisch.

Man unterscheidet oft zwischen Maschinenführung, bei der der Fahrer die Abweichung angezeigt bekommt und selbst korrigiert, und Maschinensteuerung im engeren Sinn, bei der das System Schild oder Bohle selbst nachführt.

2D-Maschinensteuerung

Die 2D-Steuerung arbeitet mit einer Referenzhöhe und einer Neigung, zum Beispiel über Rotationslaser und Neigungssensoren. Sie eignet sich für ebene Flächen und Gräben mit gleichmäßigem Gefälle.

3D-Maschinensteuerung

Die 3D-Maschinensteuerung bestimmt die Position der Maschine im Raum, meist per GNSS oder Totalstation, und arbeitet nach einem dreidimensionalen Geländemodell. Damit lassen sich auch wechselnde Querneigungen, Kurven, Kreisverkehre und Böschungen direkt herstellen.

Wo wird Maschinensteuerung im Tiefbau eingesetzt?

Welche Daten braucht die Maschinensteuerung?

• Oberflächen: Geländemodelle für jede Schicht, zum Beispiel Aushubsohle, Erdplanum, Oberkante Frostschutz- oder Tragschicht.
• Linien und Achsen: Trassenachsen, Bordsteinlinien, Leitungsachsen.
• Koordinatensystem und Kalibrierung: Alle Maschinen und Vermesser müssen im selben System arbeiten, sonst passen die Höhen nicht zusammen.
• Referenzpunkte: Festpunkte für Totalstation oder GNSS-Kalibrierung.

Die Daten kommen meist aus der Planung und werden von der Vermessung oder einem Datenaufbereiter für die Maschinen vorbereitet. Ein verbreitetes Austauschformat ist LandXML; viele Hersteller nutzen zusätzlich eigene Formate.

Gemischte Flotte: wo es im Alltag hakt

Kaum ein Bauunternehmen fährt nur eine Marke. Mietmaschinen, Nachunternehmer und gewachsene Flotten bringen unterschiedliche Systeme auf dieselbe Baustelle. Typische Probleme:

• Modelle müssen für jedes System einzeln exportiert und aufgespielt werden, oft noch per USB-Stick.
• Nach einer Planänderung arbeitet nicht jede Maschine sofort mit dem neuen Stand.
• Die Bauleitung sieht nicht auf einen Blick, welche Maschine welche Version hat.
• Ist-Daten der Maschinen liegen in verschiedenen Portalen und fehlen in der Dokumentation.

Maschinensteuerung verschiedener Marken zentral verwalten: 6 Schritte

1. Eine Datenquelle festlegen: Alle Modelle, Linien und Referenzpunkte liegen an einer Stelle, nicht in E-Mails und auf USB-Sticks.
2. Versionen klar benennen: Jede Planänderung bekommt einen eindeutigen Stand. Alte Stände werden zurückgezogen.
3. Gleichzeitig verteilen: Neue Daten gehen an alle Maschinen und Vermesser zur selben Zeit, unabhängig vom Hersteller.
4. Ein Koordinatensystem: Kalibrierung und Festpunkte sind für alle Systeme gleich.
5. Ist-Daten zurückholen: Was die Maschinen tatsächlich gebaut haben, fließt in die Baustellendokumentation und wird mit dem Soll verglichen.
6. Zuständigkeit klären: Eine Person, oft aus der Vermessung, ist für Datenaufbereitung und Freigabe verantwortlich.

Checkliste vor dem Einsatz auf der Baustelle

• Sind alle Oberflächen und Linien für den aktuellen Bauabschnitt vorhanden?
• Stimmen Koordinatensystem und Kalibrierung auf allen Maschinen?
• Arbeiten alle Maschinen mit demselben Planstand?
• Ist geklärt, wer Planänderungen freigibt und verteilt?
• Werden Ist-Daten gesammelt und dem Abschnitt zugeordnet?
• Wissen die Fahrer, wen sie bei Abweichungen anrufen?

Maschinensteuerung mit Infrakit

Infrakit ist eine kartenbasierte Plattform für das Baumanagement im Infrastrukturbau. Sie verbindet Teams, Maschinen und Daten in Echtzeit, über Marken, Systeme und Projektphasen hinweg. Pläne, Modelle, Termine und Dokumentation liegen auf einer gemeinsamen Live-Karte. So vermeiden Sie Nacharbeit und kommen schneller voran. Als offene Plattform arbeitet Infrakit mit Trimble, Leica und Topcon.

Mehr dazu auf der Seite Tiefbau-Software und im Tiefbau-Software-Vergleich.

Praxisbeispiel: Wie ein Vermessungsleiter einen gemischten Fuhrpark mit 3D-Maschinensteuerung auf einer Großbaustelle organisiert, lesen Sie in der Erfolgsgeschichte Heijmans baut Greenport Venlo.

Häufige Fragen

Was ist der Unterschied zwischen Maschinenführung und Maschinensteuerung?

Bei der Maschinenführung zeigt das System dem Fahrer die Abweichung vom Soll an, korrigieren muss er selbst. Bei der Maschinensteuerung regelt das System Schild oder Bohle automatisch. Im Alltag werden beide Begriffe oft gleich verwendet.

Was ist der Unterschied zwischen 2D- und 3D-Maschinensteuerung?

2D arbeitet mit einer Referenzhöhe und Neigung, zum Beispiel per Laser. 3D bestimmt die Position im Raum per GNSS oder Totalstation und arbeitet nach einem Geländemodell. 3D lohnt sich vor allem bei wechselnden Geometrien wie im Straßenbau.

Können Maschinen verschiedener Hersteller im selben Projekt arbeiten?

Ja. Wichtig ist, dass alle Systeme dieselben Daten im passenden Format und im selben Koordinatensystem bekommen und dass Planänderungen gleichzeitig bei allen ankommen. Eine offene Plattform, die mit mehreren Herstellern arbeitet, macht das deutlich einfacher.

Wer erstellt die Daten für die Maschinensteuerung?

Die Grundlage kommt aus der Planung. Für die Maschinen aufbereitet werden die Daten meist von der Vermessung, einem BIM-Koordinator oder einem externen Dienstleister.