I margini di profitto dell'agricoltura industriale si stanno riducendo, poiché i prezzi, da quello della terra a quello di sementi e fertilizzanti, continua ad aumentare mentre il reddito diminuisce. Inoltre, la carenza di lavoratori agricoli fa aumentare i costi della manodopera e lascia molte aziende a corto di personale. Per preservare l'ambiente, le aziende agricole devono nutrire una popolazione in crescita riducendo al minimo l'uso di fertilizzanti, pesticidi e acqua.
La necessità di ridurre i costi operativi, aumentare la produttività e ridurre al minimo l'impatto ambientale sta determinando una domanda di robot da campo in grado di gestire le attività agricole tradizionalmente svolte da operatori umani e da macchine azionate dall'uomo: semina, diserbo, applicazione di fertilizzanti, falciatura, raccolta e altro ancora.
L'agricoltura di precisione di oggi dipende anche da sensori che monitorano la respirazione del suolo, l'attività fotosintetica, gli indici di superficie fogliare e altri fattori biologici. Le tecnologie di produzione basate sull'informazione hanno dimostrato di consentire notevoli risparmi sui costi. Queste tecnologie comprendono, ad esempio, la mappatura della resa, la mappatura del suolo, la guida automatica dei macchinari e le tecnologie a velocità variabile per sementi, fertilizzanti, prodotti fitosanitari e acqua.
Molte di queste applicazioni richiedono grande flessibilità e destrezza nei motion robotici. La frutta si ammacca con facilità e le verdure a foglia possono essere facilmente strappate. Il danneggiamento di erbe aromatiche di alto valore, funghi, pomodori e altre colture delicate può ridurre notevolmente la redditività. Anche tenendo conto dei costi di manodopera risparmiati, un robot non in grado di svolgere questi compiti con la stessa finezza e attenzione ai dettagli degli operatori umani, non garantirà i risparmi e l'efficienza che rendono conveniente l'investimento nella robotica.
Per i progettisti di robot agricoli, questi problemi rappresentano sia una sfida sia un'opportunità. La sfida consiste nel fornire l'intelligenza e il motion controllato con precisione che distinguono il tuo robot dai robot da campo esistenti nella stessa categoria e dai nuovi robot sviluppati dai concorrenti. L'opportunità, va da sé, è quella di produrre un robot economico con le prestazioni necessarie per vincere nel mercato agricolo.
Il motion è la chiave del successo.
Cosa conta per il motion in azienda?
I robot agricoli possono essere autonomi, collaborativi (in grado di lavorare in sicurezza in prossimità dell'uomo) o entrambi. Possono lavorare in grandi campi aperti, ad esempio per la raccolta delle mele o per il diserbo. Oppure possono lavorare in ambienti controllati di serra svolgendo compiti di grande precisione, come la ricerca e il trattamento delle malattie o il sollevamento delicato delle piante per eseguire l’ispezione delle radici nei sistemi idroponici.
In tutti i casi, la tendenza del settore è quella di avere sistemi di motion più leggeri per evitare il compattamento del suolo, più efficienti nel funzionamento 24/7, più compatti per una maggiore manovrabilità e più precisi per lavorare ad alta velocità senza danneggiare le colture. Queste qualità di motion diventano ancora più importanti quando il settore adotta sempre più spesso l'agricoltura in ambiente controllato, come le serre, per consentire la produzione tutto l'anno e migliorare la qualità, la consistenza e la resa dei prodotti, il tutto puntando a una maggiore sostenibilità ambientale.
I robot agricoli di varia concezione richiedono molteplici tipi di motion, dal posizionamento rapido e preciso dei bracci robotici, agli effettori finali che eseguono i lavori più delicati, ai sistemi che azionano le ruote e guidano il robot in posizione. Spesso sono necessari movimenti altamente specializzati, ad esempio disegni di coordinate non tradizionali come X–Y con Delta invertito, per raccogliere correttamente prodotti come fragole e funghi con l'angolazione ottimale. Tutti questi movimenti richiedono un coordinamento preciso attraverso sensori che hanno requisiti propri di motion.
Indipendentemente dal design, ogni robot agricolo ha successo solo grazie a un motion di alta precisione.
Produrre il motion ottimale
Kollmorgen offre un'ampia gamma di motori housed e frameless, ideali per l'impiego nei robot da campo che stanno trasformando la produttività e la redditività dell'agricoltura.
I servomotori delle serie AKM e AKM2G offrono una densità di coppia superiore in un fattore di forma compatto per l'uso in applicazioni di trazione. I servomotori a bassa tensione AKM2G sono particolarmente adatti per i sistemi di trazione a batteria, dove un consumo energetico efficiente può prolungare significativamente il tempo di lavoro del robot tra una carica e l'altra.
I servomotori delle serie KBM, TBM e RBE offrono tutti precisione ed efficienza dell'azionamento diretto in un fattore di forma compatto che solo una soluzione frameless può fornire. Sono disponibili in una selezione senza confronti di dimensioni, gamme di prestazioni e opzioni per soddisfare le esigenze delle applicazioni robotiche, dai sistemi di guida ai bracci robotici articolati e altro ancora.
I servomotori della serie TBM2G sono progettati per soddisfare i requisiti altamente specifici delle articolazioni dei bracci robotici. Sono ideali per applicazioni che vanno dai cobot industriali ai robot chirurgici e, naturalmente, ai robot agricoli da campo.
I motori TBM2G frameless e brushless offrono un'eccezionale densità di coppia in un fattore di forma compatto. Sfruttano la regola D2L per consentire un design dell'articolazione estremamente compatto nella dimensione assiale, in modo che più bracci possano lavorare insieme in modo ravvicinato ed efficiente, ad esempio durante la raccolta della frutta. Un ampio foro passante consente di alloggiare facilmente i cavi di alimentazione e di retroazione e gli altri componenti necessari per l'azionamento delle articolazioni lungo la lunghezza del braccio e degli effettori finali.
I motori TBM2G sono inoltre progettati per una semplice integrazione con gli ingranaggi armonici, consentendo ai progettisti di robotica di ottenere in modo semplice ed economico articolazioni più leggere e compatte, massimizzando al contempo la capacità di trasporto di carichi.
Tutti i motori frameless di Kollmorgen incorporano materiali e avvolgimenti avanzati per ottenere le prestazioni più costanti in termini di velocità e coppia, assicurando un motion più fluido e preciso. Consentono movimenti più rapidi, maggiore efficienza e funzionamento a temperature più basse, pur mantenendo le massime prestazioni con cicli di lavoro più elevati rispetto ai servomotori convenzionali.
Per ottenere un'efficienza ottimale, Kollmorgen offre la possibilità unica di modificare gli avvolgimenti del motore in modo economico per soddisfare le esigenze di velocità, coppia continua e coppia di picco di ogni applicazione. Inoltre, i motori frameless di Kollmorgen sono progettati per funzionare in modo affidabile in ambienti difficili, senza richiedere alcuna manutenzione.
La cultura collaborativa di Kollmorgen, l’ampia gamma di opzioni di prodotto, le capacità ingegneristiche e i team di progettazione locali possono aiutarti a ridurre i cicli di progettazione e a immettere più rapidamente sul mercato un robot agricolo maggiormente performante e produttivo. Grazie alle nostre strutture di produzione e supporto globali, all’impegno per una qualità costante e a decenni di comprovata esperienza nel campo della robotica, Kollmorgen si impegna ad aiutare a mantenere il vostro robot produttivo stagione dopo stagione.
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