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Temps de lecture : 2 minutes

Un servomoteur optimisé peut rendre votre robot agricole plus précis et productif

Avec l'augmentation continue des prix des intrants (de la terre aux semences en passant par les engrais) et la baisse des revenus, les marges bénéficiaires de l'agriculture industrielle diminuent. Dans le même temps, la pénurie de personnel entraîne une hausse des coûts de main-d'œuvre et laisse de nombreuses exploitations en sous-effectif. Et pour mieux protéger l'environnement, les exploitations agricoles doivent nourrir une population croissante tout en minimisant les quantités d'engrais, de pesticides et d'eau utilisées.

La nécessité de réduire les coûts opérationnels, d'augmenter la productivité et de minimiser les impacts environnementaux est à l'origine d'une demande croissante en robots de terrain capables de prendre en charge les tâches agricoles effectuées traditionnellement à la main ou par des machines opérées manuellement : semis, désherbage, fertilisation, fauchage, récolte, etc.

L'agriculture de précision actuelle dépend également de capteurs qui suivent la respiration du sol, l'activité photosynthétique, les indices foliaires et d'autres facteurs biologiques. Les technologies de production basées sur l'information ont démontré qu'elles pouvaient générer des économies importantes. Parmi ces technologies, on retrouve par exemple la cartographie du rendement, la cartographie du sol, le pilotage des machines par guidage automatique et les technologies à débit variable pour l'application des semences, des engrais, des produits phytosanitaires et de l'eau.

La plupart de ces applications requièrent beaucoup de flexibilité et de dextérité dans le mouvement robotique. Les fruits s'abîment facilement et les légumes à feuilles se déchirent vite. La rentabilité des herbes aromatiques, des champignons, des tomates et d'autres cultures délicates peut être fortement réduite si la récolte est endommagée. Un robot qui n'a pas la finesse et l'attention aux détails des mains humaines pour exécuter ces tâches peut générer des économies de main-d'œuvre, mais il ne permettra pas d'atteindre les niveaux d'économie et d'efficacité qui rentabiliseraient l'investissement dans la robotique.

Pour les concepteurs de robots agricoles, ces problèmes représentent à la fois un défi et une opportunité. Le défi est d'assurer l'intelligence et la précision du contrôle du mouvement qui distinguera votre robot des autres systèmes dans la même catégorie, ainsi que des robots en cours de développement chez vos concurrents. L'opportunité est bien évidemment de concevoir un robot économique, doté des performances qui lui permettront de se distinguer sur le marché agricole.

Le mouvement est la clé du succès.

Quels sont les aspects du mouvement qui comptent dans une exploitation agricole ?

Les robots agricoles peuvent être autonomes, collaboratifs (c'est-à-dire capables de travailler en toute sécurité à proximité des humains), ou les deux. Ils peuvent travailler dans de grands champs ouverts, par exemple pour cueillir des pommes ou désherber. Ils peuvent aussi travailler en environnement contrôlé dans des serres, pour des tâches de haute précision comme le dépistage et le traitement localisé des maladies, ou le levage délicat des plantes pour le contrôle des racines dans les systèmes hydroponiques.

Dans tous les cas, la tendance du secteur va vers des systèmes de mouvement plus légers pour éviter la compaction du sol, plus efficaces pour assurer un fonctionnement 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7, plus compacts pour une meilleure manœuvrabilité, et plus précis pour travailler à grande vitesse sans endommager les cultures. Ces caractéristiques de mouvement prennent de plus en plus d'importance avec l'adoption croissante de l'agriculture en environnement contrôlé, sous serre par exemple, pour permettre de produire toute l'année et d'améliorer la qualité, l'uniformité et le rendement, tout en visant une meilleure durabilité environnementale.

Les diverses conceptions de robots agricoles requièrent des types de mouvement variés, allant du positionnement rapide et précis des bras robotiques à la réalisation des tâches délicates par les effecteurs d'extrémité, en passant par les systèmes d'entraînement des roues et d'orientation du robot en position. Pour cueillir correctement des produits comme les fraises ou les champignons selon un angle optimal, des mouvements hautement spécialisés sont souvent nécessaires, par exemple des conceptions non traditionnelles de coordonnées, comme X-Y avec delta inversé. Tous ces mouvements requièrent une coordination précise par le biais de capteurs qui ont leurs propres exigences en la matière.

Quelle que soit la conception, chaque robot agricole ne peut être efficace qu'avec un mouvement de haute précision.

Cultiver un mouvement optimal

Kollmorgen propose une large gamme de moteurs avec et sans boîtier, idéale pour les robots de terrain qui transforment la productivité et la rentabilité agricoles.

Les servomoteurs des séries AKM et AKM2G offrent une densité de couple supérieure dans un format compact pour les applications de traction. Les servomoteurs AKM2G basse tension sont particulièrement bien adaptés aux systèmes de traction alimentés par batterie, pour lesquels une consommation électrique efficace peut allonger significativement la durée de travail du robot entre deux charges.

Les servomoteurs des séries KBM, TBM et RBE offrent tous la précision et l'efficacité de l'entraînement direct, dans un format compact que seule une solution sans boîtier peut fournir. Ils sont disponibles avec un choix inégalé de dimensions, de plages de performances et d'options pour s'adapter aux besoins d'applications robotiques telles que, entre autres, les systèmes de direction ou les bras robotiques articulés.

Les servomoteurs de la série TBM2G sont conçus pour répondre aux exigences spécifiques des articulations de bras robotiques. Ils constituent le choix idéal pour des applications comme les robots industriels, les robots chirurgicaux et, bien sûr, les robots agricoles.

Les moteurs TBM2G sans boîtier et sans balais offrent une densité de couple exceptionnelle dans un format compact. Ils mettent à profit la règle D2L pour permettre une conception d'articulation extrêmement compacte dans la dimension axiale, de sorte que plusieurs bras peuvent travailler côte à côte efficacement, par exemple pour cueillir des fruits. Un grand alésage traversant permet d'accueillir facilement les câbles d'alimentation/d'asservissement et les autres composants nécessaires au fonctionnement des articulations dans la longueur du bras, ainsi que les effecteurs d'extrémité.

Les moteurs TBM2G sont également conçus pour une intégration simple avec un réducteur harmonique (à onde de déformation) facilement accessible, qui permet aux ingénieurs en robotique de réaliser des articulations plus légères et plus compactes tout en maximisant la capacité de charge.

Tous les moteurs sans boîtier de Kollmorgen intègrent des matériaux et des enroulements avancés qui optimisent l'uniformité des performances, quels que soient la vitesse et le couple requis, pour un mouvement plus fluide et plus précis. Ils permettent des mouvements plus rapides, une plus grande efficacité et un fonctionnement à des températures moins élevées, tout en conservant des performances optimales à des niveaux de cycle de service plus élevés que les servomoteurs conventionnels.

Pour assurer une efficacité optimale, Kollmorgen offre la possibilité unique de modifier les enroulements du moteur à bas coûts pour répondre aux besoins exacts de chaque application en matière de vitesse, de couple continu et de couple de crête. De même, les moteurs sans boîtier de Kollmorgen sont conçus pour fonctionner de manière fiable dans les environnements les plus difficiles sans nécessiter de maintenance.

La culture collaborative, la gamme d'options, les capacités d'ingénierie inégalées et les équipes locales de conception de Kollmorgen peuvent vous aider à raccourcir vos cycles de conception et à mettre plus rapidement sur le marché des robots agricoles plus adroits et plus productifs. De même, avec ses structures globales de production et d'assistance, son implication pour une qualité constante et ses décennies d'expertise en robotique, Kollmorgen s'engage à vous aider à maintenir la productivité de votre robot année après année.

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