Inox-encoders positioneren machinale schoffelgereedschappen bij het onkruid wieden

De Photoheyler schoffelsystemen van planningsbureau Heinrich zorgen voor een revolutie op het gebied van mechanisch wieden. De speciaal gevormde rotoren op het op de tractor gemonteerde werktuig kunnen onkruid in rijen planten met uiterste precisie verwijderen zonder de gewassen te beschadigen of met aarde te overdekken. De voor agrarisch gebruik aangepaste absolute encoder Singleturn AFS60 zorgt voor een perfecte positionering van deze roterende werktuigen in het veld.

Mechanische onkruidbestrijding in de gewasrij door mensen is bewerkelijk - en mechanische alternatieven zijn tot nu toe traag. Maar ook het gebruik van pesticiden tegen onkruid is geen blijvend gewenst en duurzaam alternatief. Met het Photoheyler schoffelsysteem heeft planningsbureau Heinrich in Oberschneiding een nieuwe ‘schoffelorde’ in de markt gezet voor het mechanisch verwijderen van onkruid. Met een capaciteit van meer dan een hectare per uur kunnen gewassen vanaf het tweeblad-stadium tot aan het begin van het sluiten van de rijen worden geschoffeld. De hydraulisch aangedreven rotoren, die het onkruid uit de gewasrij verwijderen, compenseren de rijsnelheid van de landbouwmachine zodanig dat bij het verticaal snijden van de gewassen, bijvoorbeeld suikerbieten, deze niet worden beschadigd of overdekt door grond die in de rijrichting beweegt.

Inox-encoders uit de AFS60 EtherCAT-productfamilie zijn snelle en precieze absolute encoders die zorgen voor dynamische positieherkenning en snelheidsregistratie van de twaalf individueel baangestuurde schoffelrotoren op het gemonteerde werktuig. Tegelijkertijd zijn de encoders nog een voorbeeld van de klantgerichte ontwikkeling van sensoroplossingen bij SICK: de AFS60 EtherCAT werd in korte tijd aangepast van zijn oorspronkelijke industriële doel naar de landbouwtoepassing van de photoheyler.

Oplossing op maat voor veldwerk

Om de sensor consequent te construeren voor veldwerk op de Photoheyler en mogelijke andere toepassingen in de agrarische omgeving of andere zware toepassingen, hebben de customizing experts van SICK samen met de klant de sensor volledig herontworpen. De aluminiumbehuizing maakte plaats voor een roestvrijstalen behuizing. Ook de bus-stekkerverbinding werd zo aangepast dat een betere afdichting werd verkregen. Bovendien werd de beschermingsgraad van de flenszijde van de behuizing - in plaats van oorspronkelijk IP65 - nu IP67 om te voorkomen dat vocht binnendringt via de kogellagers van de encoder. Planningsbureau Heinrich testte het eerste monster van de ‘Agrar-AFS60’ uitvoerig en bevestigde dat de sensor nu aan alle eisen voldoet dankzij de klant- en toepassingsspecifieke aanpassing.

Hoge precisie en gegevenssnelheid: absolute encoders maken onkruid wieden op maat mogelijk

Afhankelijk van de uitvoering kan de Photoheyler gelijktijdig meer dan een dozijn rijen planten schoffelen en zo van onkruid ontdoen. ‘Om onderscheid te kunnen maken, hebben we een meerijdend beeldverwerkingssysteem ontwikkeld dat herkenningspercentages van meer dan 98 procent bereikt,’ legt Dr. Stefan Heinrich van het gelijknamige planningsbureau uit. ‘Tegelijkertijd meten de camera's de afstand tussen de gewassen voor elke rij planten, want zelfs bij uniform mechanisch zaaien kunnen er in de loop van de groei verschillende plantafstanden ontstaan.’ Om ervoor te zorgen dat het onkruid nauwkeurig kan worden verwijderd, moet elke afzonderlijke rotor daarom worden aangestuurd in een individuele trajectcurve. Dit vereist op zijn beurt een afzonderlijke encoder voor elke hydraulische aandrijving op het aanbouwdeel, die snelle en nauwkeurige positie- en snelheidsmeetwaarden levert voor de aansturing van de schoffelrotoren. Omdat andere merken om technische of economische redenen uit den boze waren, koos het planningsbureau voor de ruimte- en kostenbesparende absolute encoders uit de AFS60 EtherCAT-productfamilie van SICK. Met een singleturn resolutie van 18 bits bieden deze de nauwkeurigheid die nodig is voor 360° positiebepaling en nauwkeurige besturing. ‘In de EtherCAT-uitvoering stellen ze ons ook in staat om cyclustijden van slechts vier milliseconden te bereiken en dus de noodzakelijke besturingsdynamiek voor het afzonderlijk remmen en versnellen van de rotoren’, legt Dr. Stefan Heinrich uit.

One-stop-supply voor landbouwmachinesensoren

Het voorbeeld van de AFS60 EtherCAT Inox voor de Photoheyler-toepassing toont aan dat producten en systemen uit het bestaande assortiment kunnen worden aangepast voor een breed scala aan nieuwe toepassingen door efficiënt customizing. Indien gewenst kan SICK bijvoorbeeld ook de absolute encoder AFM60 EtherCAT multiturn in de beschreven uitvoering op korte termijn leveren. Dit betekent dat er encoders beschikbaar zijn voor de techniek en automatisering van landbouwmachines die de rotatiesnelheid en de snelheid van bewegende, meestal roterende onderdelen van landbouwmachines kunnen meten, die de positie van beweegbare onderdelen en uitrustingsstukken detecteren en zo bijvoorbeeld grondbewerking of oogstprocessen optimaliseren, en die in staat zijn om de besturing van autonome stuur- en rijsystemen te ondersteunen.

Daarnaast biedt het bedrijf een breed scala aan sensoroplossingen, zoals initiatoren of ultrasone sensoren, zoals de sensoren die door planningsbureau Heinrich in one-stop-supply betrekt en gebruikt in de Photoheyler en andere machines. SICK kan ook de eisen van Farming 4.0 - de digitalisering van de landbouw - sensor- en systeemtechnisch in kaart brengen. Talrijke sensoren, waaronder de AFS/AFM60 encoders, bieden intelligente diagnosefuncties voor efficiënte Condition Monitoring. Of ze maken een procesgeoptimaliseerde werking van landbouwmachines mogelijk: maaidorsers die vrij langs maaikanten navigeren zonder botsingen, oogstrobots die alleen echt rijp fruit plukken, sproeibomen die alleen pesticiden sproeien op onkruid, opleggers die automatisch hun vulniveau detecteren of magazijnen en silo's die automatisch het oogstvolume bepalen en rapporteren. SICK biedt een uitgebreid assortiment voor deze en vele andere toepassingen. ‘Het gaat van standaardsensoren met verschillende fysieke werkingsprincipes tot intelligente encoders, neigingssensoren, sensoren voor omgevingsperceptie met geïntegreerde toepassingsalgoritmen en complexe systemen, alsook IoT- en cloud-gebaseerde oplossingen,’ legt Tobias Brader van Sales uit, die gespecialiseerd is in klanten voor mobiele automatisering. Alle sensoren die relevant zijn voor landbouwtechniek zijn ontworpen om te voldoen aan de hoge eisen op het gebied van dichtheid, temperatuureffecten, EMC-bestendigheid en schok- en trillingsbestendigheid in hun typische zware gebruiksomgevingen - hetzij af fabriek of, zoals bij de Photoheyler, door efficiënt customizing.

Meer lezen

Meer lezen

Meer lezen

Meer lezen