Les dernières technologies pour l'agriculture et hors

Jun 23, 2023

Par Miles Budimir | 24 mars 2023

Avec l'essor de l'agriculture intelligente dans l'agriculture, les fabricants d'équipements sont confrontés au défi de maximiser la disponibilité des machines dans des environnements difficiles et extrêmes. Les entreprises tirent parti de différents types de systèmes de mouvement pour améliorer la fiabilité de leurs conceptions, la technologie évoluant parallèlement aux pratiques agricoles.

De tels systèmes tirent parti des progrès de l'automatisation de manière plus générale, notamment la robotique, les systèmes d'intelligence artificielle (IA), l'Internet des objets (IoT), ainsi que les technologies de capteurs avancées.

Les éditeurs de Design World ont récemment interrogé un certain nombre de fabricants de premier plan d'automatisation et de contrôle de mouvement impliqués dans les industries de l'agriculture et de l'automatisation hors route sur les tendances qu'ils observent dans l'industrie. Vous trouverez ci-dessous leurs idées.

Rencontrez les experts

Chris Gottlieb |Directeur — commandes et commandes ·BonjourDavid Walden |Ingénieur d'application · PBC LinearJames Gallant|Directeur des opérations · ISL Products International Ltd.Jeff Maina |Ingénieur d'application senior · PBC LinearKelly Walden|Vice-président de la fabrication • Bishop-Wisecarver Corp.Lindsey Brimage |Gestionnaire de programme de portefeuille · Thomson Industries, Inc.Matt Mowry |Chef de produit — Paliers linéaires drylin · igusNathan Andaya |Directeur — Techline SBU · Linak USRichard Canny |Président · Ultimation Industries Inc.Yoshitaka Umeno |Responsable marché mondial — médical et robotique · Kollmorgen

Votre entreprise a-t-elle fourni des composants ou une assistance technique pour l'agriculture automatisée ou les conceptions hors route ?

Galant: Nos moteurs et motoréducteurs à courant continu sont utilisés dans de nombreux systèmes d'automatisation agricole différents. Les applications vont des dispositifs de nettoyage du bétail pour aider à garder les animaux propres aux clôtures mobiles en passant par les équipements agricoles robotisés tels que les robots et les dispositifs de plantation de parcelles. En fait, nos moteurs à engrenages à courant continu peuvent être trouvés dans les VTT et les UTV. Certaines fonctions typiques réalisées par nos moteurs sont dans le réglage des treuils et du chasse-neige.

Brimage : Thomson continue de fournir une large gamme de produits et de systèmes de mouvement linéaire aux exploitations agricoles. Un nouveau produit que nous proposons pour l'agriculture, les véhicules tout-terrain et les véhicules utilitaires sont nos roulements linéaires à douille en polymère. Ces composants offrent aux concepteurs de machines une option fiable mais économique pour les applications dans lesquelles la charge de moment n'est pas critique ou lorsque la contamination est un problème.

Moury : L'automatisation de l'agriculture est une industrie en pleine croissance pour nous. Nos systèmes linéaires ont été utilisés pour déplacer des systèmes d'éclairage pour des opérations de culture en intérieur, et nos robots delta ont été utilisés sur des robots de désherbage pour éliminer les mauvaises herbes par laser dans le champ. Nous avons également pris en charge des applications avec nos robots linéaires ; ces derniers sont équipés de caméras qui prennent des images et des vidéos de plantes ou de fleurs particulières afin que les utilisateurs finaux puissent choisir à distance ce qu'ils souhaitent acheter.

Un cultivateur à disques pour le travail du sol robotisé utilise deux rangées ou des herses avec une protection continue verticale. (Photo : Pavlo Baliukh)

Brimage : Les roulements linéaires à douille en polymère sont bien adaptés aux applications qui nécessitent une résistance élevée aux charges statiques et aux chocs, une résistance à la corrosion et une résistance chimique à l'huile et à la graisse. La doublure en polymère de ces roulements les rend intrinsèquement autolubrifiants, ce qui est idéal pour les environnements humides et sales. De plus, la conception rainurée permet la dilatation thermique et agit comme des canaux de saleté qui permettent aux roulements de rester opérationnels en présence de saleté.

Walde : Les produits de Bishop-Wisecarver sont robustes et adaptés aux environnements difficiles et extrêmes. En tant que tels, ils se retrouvent dans une grande variété d'applications agricoles, y compris les équipements agricoles autoguidés, les systèmes de plantation et de récolte automatisés et les systèmes d'agriculture en intérieur.

Uméno : Kollmorgen a soutenu des applications agricoles verticales et intelligentes axées sur des cultures à forte valeur telles que les herbes et les fruits. Nos solutions de contrôle de mouvement ont une grande précision et une grande efficacité énergétique pour permettre aux constructeurs de machines de fournir une automatisation pour une utilisation plus efficace du terrain et moins de déchets. Surtout dans les applications de récolte, la demande de bras robotiques spécifiques à l'application augmente. Nous répondons au besoin en co-développant avec nos clients et en fournissant des produits de moteur sans cadre qui peuvent être utilisés dans des bras robotiques personnalisés. En savoir plus sur les moteurs sans cadre à entraînement direct TBM2G sur kollmorgen.com.

Gottlieb : Nous vendons sur des marchés exigeants tels que l'agriculture intelligente, la gestion du gazon et d'autres marchés difficiles. Notre équipe d'ingénieurs peut travailler directement avec les ingénieurs pour sélectionner les meilleures solutions de contrôle de mouvement sur ces marchés.

Notre canal de distribution vend peut-être sur les marchés du CBD, mais ce n'est pas un marché sur lequel nous jouons sciemment aujourd'hui. Une note sur le CBD : Actuellement, tout ce qui est lié au cannabis est toujours techniquement illégal au niveau fédéral. Il existe des entreprises qui fabriquent des solutions dans l'espace CBD, mais à moins que la réglementation fédérale ne rattrape la réglementation des États, il existe un risque juridique dans la fabrication d'équipements pour ces machines.

Walde : Les roulements Simplicity sont utilisés dans les équipements agricoles pour le guidage linéaire des outils agricoles externes et pour le mouvement linéaire de la cabine de l'opérateur ou les mécanismes de commande en raison de la nature imperméable d'un palier lisse dans les environnements difficiles. Nos produits à galets de came (généralement Hevi-Rail ou V-Rail) sont également utilisés comme solution de galet alternative robuste aux équipements de trancheuse agricoles et hors route.

Les offres résistantes à la corrosion de PBC Linear comprennent un palier lisse avec un boîtier en aluminium anodisé standard qui résiste bien dans la plupart des situations. Pour les environnements plus extrêmes, il existe l'option d'un boîtier en acier inoxydable 316 combiné à un arbre en acier inoxydable 316 pour une résistance à la corrosion.

Principal : PBC Linear a constaté une demande accrue d'actionneurs linéaires prenant en charge les systèmes de traitement agricole automatisés liés à l'agriculture verticale commerciale intérieure. Nous fournissons des systèmes de guidage linéaire et des actionneurs à cette industrie, généralement pour automatiser les mouvements de manutention des plantes, diriger les sources lumineuses, déplacer l'aéroponie, l'irrigation par pulvérisation et les buses de fertirrigation. Ces efforts automatisés favorisent la méthodologie de conservation de l'énergie verte, qui cherche à fournir uniquement les ressources et les nutriments nécessaires aux plantes sans déchets, et à promouvoir la bonne recette pour l'approvisionnement alimentaire et les plantes récréatives pour une croissance intérieure accélérée. Nous proposons des solutions résistantes à la corrosion en utilisant les guides linéaires Redi-Rail et V-Guide ainsi que la technologie SIMO Gliding Surface Technology (GST).

Nous avons également constaté une demande accrue d'actionneurs linéaires pour véhicules autonomes dans la transformation agricole. L'automatisation de ces tâches avec des véhicules autonomes réduit la quantité de travail que les agriculteurs auraient généralement besoin d'investir pour maintenir un rendement sain des cultures. Nous continuons également à prendre en charge les conceptions agricoles plus traditionnelles (y compris les équipements forestiers et lourds ainsi que les véhicules de construction) en fournissant un guidage linéaire qui supporte de lourdes charges et des impacts pendant le travail du sol, la plantation de semis et la construction de routes.

Prêt: LINAK est à la pointe de la mise en œuvre d'actionneurs linéaires électriques sur les marchés agricoles et hors route. L'intelligence de nos actionneurs leur permet de communiquer via le bus CAN (Controller Area Network) avec les systèmes du véhicule, et les actionneurs peuvent prendre en charge la mise en œuvre des stratégies d'électrification des entreprises agricoles et hors route.

Les convoyeurs sont-ils de plus en plus utilisés dans les applications agricoles ?

Prudent: L'agriculture en intérieur consiste à maximiser la production alimentaire par acre, mais les producteurs qui souhaitent augmenter encore les rendements devraient envisager de se développer vers le haut à l'aide de technologies de convoyeurs qui utilisent l'espace vertical disponible dans une installation. En fait, l'agriculture verticale intérieure devrait atteindre 9,7 milliards de dollars dans le monde d'ici 2026 contre 3,1 milliards de dollars en 2021, en raison de rendements plus élevés par rapport à l'agriculture conventionnelle, de sa capacité de production de cultures toute l'année et des progrès de l'éclairage et d'autres technologies.

Les convoyeurs sont l'une des améliorations de productivité les plus simples et les plus rapides qu'une entreprise à croissance rapide puisse mettre en œuvre… et sont particulièrement adaptés à l'industrie agricole verticale. Les convoyeurs à rouleaux simples ou les chariots aériens à poutres en I peuvent être amortis en jours ou en semaines, tandis que les systèmes sur mesure plus importants ont souvent des périodes d'amortissement de seulement trois à six mois. Ultimation construit actuellement le système de manutention de matériel pour ce que l'on pense être la plus grande installation agricole verticale intérieure au monde.

La façon la plus évidente dont les technologies de convoyage peuvent aider à augmenter la productivité de l'agriculture en intérieur est peut-être de tirer parti de l'espace vertical inutilisé au-dessus d'une zone de travail. Les convoyeurs aériens peuvent soulever les plateaux de culture lorsqu'ils ne sont pas gérés activement et les ramener au niveau de l'opérateur pour l'entretien et la récolte, ce qui permet de cultiver davantage de produits dans la même empreinte.

Les convoyeurs peuvent également aider à réduire le travail manuel de transport des articles à la main, en transportant rapidement et en toute sécurité les plantes d'un point A à un point B. Les systèmes peuvent être conçus pour s'intégrer de manière transparente aux équipements de récolte et d'emballage disponibles via le vaste réseau de partenaires d'Ultimation. Ultimation utilise des matériaux en acier galvanisé, des matériaux zingués et des cadres enduits de poudre qui sont approuvés pour les applications de qualité alimentaire et sont faciles à nettoyer‚ une autre économie de productivité pour les agriculteurs d'intérieur. Ultimation peut également concevoir des systèmes pour suspendre des tours et des gousses de croissance en plastique de qualité alimentaire si nécessaire.

Différents types de systèmes de convoyeurs sont généralement utilisés pour différentes parties du processus de culture. Par exemple, les sections des fermes où les usines sont immobiles peuvent utiliser des systèmes de manutention simples et standardisés. Les convoyeurs au format vertical tels que les tours suspendues ou les formats horizontaux tels que les plateaux de culture peuvent être personnalisés pour répondre aux besoins du producteur. Une fois les plantes cultivées, des technologies plus sophistiquées telles que des convoyeurs motorisés automatisés et des systèmes de stockage et de récupération automatiques sont nécessaires pour déplacer en toute sécurité les produits vers la zone de récolte. Les équipements d'automatisation industrielle les plus couramment utilisés pour l'agriculture en intérieur sont les convoyeurs à rouleaux par gravité, à courroie et à roue de patin ou à rail d'écoulement. Ces systèmes utilisent la force de gravité pour déplacer la charge, permettant au produit de rouler le long de la surface supérieure.

Plus récemment, la technologie utilisée dans les grands systèmes agricoles verticaux comprend des convoyeurs motorisés et aériens qui tirent parti de l'espace vertical généralement inutilisé au-dessus de la zone de travail. Utilisant des sections courbes ou même des élévateurs, ils amènent les produits au niveau de l'opérateur et les remontent à des altitudes plus élevées si nécessaire. Les convoyeurs Power et Free sont le nec plus ultra en matière d'optimisation de l'espace et du volume pour les systèmes agricoles verticaux, car ils permettent une concentration étroite du produit dans certaines zones tout en permettant également la séparation des produits pour leur déplacement vers les zones de traitement. Les installations agricoles intérieures les mieux planifiées et les mieux gérées tiennent compte du cycle de croissance du produit et utiliseront probablement une combinaison de conceptions de systèmes de convoyeurs pour maximiser la productivité. Nos ingénieurs comprennent l'économie de l'agriculture en intérieur et peuvent aider les producteurs à concevoir, construire et mettre en œuvre des solutions de manutention qui répondent à leurs besoins et à leur budget.