Étude de cas
Aider Carbon Robotics à développer les capacités du LaserWeeder
Figure 1 – LaserWeeder G2-600 équipé de chenilles sur un sol boueux
Comment Andros Engineering transformer un défi lié à la mobilité sur le terrain en une solution concrète et industrialisable pour le désherbage robotisé de nouvelle génération.
Carbon Robotics révolutionne la manière dont les agriculteurs luttent contre les mauvaises herbes. Son LaserWeeder associe la vision par ordinateur et l'intelligence artificielle de pointe
l'apprentissage automatique, la robotique et les lasers pour identifier les cultures et les mauvaises herbes en temps réel, puis éliminer ces dernières sans recourir à des herbicides ni perturber le sol. Mais comme pour toute machine agricole de pointe, le succès sur le terrain ne dépend pas uniquement de la technologie de base. Une machine capable de fonctionner dans différentes régions, sur différents types de sols, avec différents espacements entre les rangs et dans différents systèmes de culture doit également se déplacer de manière fiable, s'adapter rapidement et assister les opérateurs dans des conditions réelles de production.
C'est là Andros Engineering . Andros consacre depuis des décennies à la conception
et la fabrication de matériel agricole conçu pour une utilisation concrète sur le terrain. Pour Carbon Robotics, cette expérience pratique sur le terrain, ses compétences en conception mécanique, son expertise en fabrication et son soutien technique ont permis de relever un défi majeur : améliorer la capacité de réglage, le contrôle de la hauteur, la portance et l'aptitude à l'utilisation sur le terrain des roues de jauge et des chenilles de jauge de la plateforme LaserWeeder.
Figure 2 – Roues de jauge prêtes à être expédiées
« La collaboration avec l’équipe d’Andros s’est avérée très facile grâce à la richesse de son expérience et de ses compétences, qui s’allient parfaitement à sa réactivité et à une approche de communication à toute épreuve. J’ai toujours pu décrocher mon téléphone et joindre plusieurs ingénieurs d’Andros dès que j’en avais besoin. »
– Ryan Crompton, directeur de l’ingénierie matérielle
Le défi
Permettre à une machine de pointe d'être utilisée dans davantage de domaines.
Le défi auquel Carbon était confronté était à la fois concret et crucial. Le LaserWeeder devait maintenir une hauteur constante, s’adapter à différents espacements entre les rangs, supporter une plate-forme lourde et fonctionner dans des conditions de terrain meuble. Dans de nombreuses régions maraîchères, en particulier là où les agriculteurs alternent entre différentes cultures, configurations de plates-bandes et emplacements, la flexibilité en matière d’espacement des rangs n’est pas facultative. Une machine difficile à régler peut limiter les lieux où elle peut être utilisée, la rapidité avec laquelle elle peut être déployée et l’efficacité avec laquelle elle peut passer d’une culture à l’autre.
Le processus de réglage existant posait ses propres problèmes. Il nécessitait plusieurs outils, un chariot élévateur et un temps considérable passé à travailler sous la machine. Cela rendait les modifications de l'espacement des rangs plus lentes et plus difficiles qu'elles n'auraient dû l'être.
« Le principal défi ne consistait pas seulement à concevoir une roue ou une chenille ; il s’agissait surtout de s’assurer que le résultat s’intègre parfaitement à la machine existante de Carbon. Et bien sûr, de leur fournir ce résultat rapidement ! »
Harrison Honerkamp, ingénieur en chef chez Andros Engineering
Figure 3 – Processus d'usinage des rails de jauge
La solution
Une ingénierie pratique adaptée aux conditions réelles de terrain
Carbon a fourni les spécifications et les plans CAO pour la plateforme LaserWeeder. Andros a ensuite développé de toutes pièces les conceptions de la roue de jauge et du support de la voie de jauge, en mettant l'accent sur les interfaces mécaniques, la possibilité de réglage, la résistance, la facilité d'entretien et la facilité de fabrication nécessaires à la production sur le terrain.
La solution de roues de jauge comprenait des roues en tandem à réglage hydraulique de la hauteur. Andros a également mis au point des fixations spéciales permettant de déplacer plus facilement les ensembles vers différentes positions, ce qui aide les opérateurs à adapter la machine à différents espacements entre les rangs sans avoir recours, comme auparavant, à des outils, à des équipements de levage ou à passer du temps sous le châssis.
Pour les sols meubles et une répartition plus importante de la charge, Andros a mis au point des chenilles à jauge utilisant des ensembles de chenilles non motorisés, conçus pour répartir le poids de la machine. Le système à chenilles a également été conçu pour être réglable, ce qui permet à la machine de mieux s'adapter aux différentes configurations de cultures et de plates-bandes, tout en réduisant la pression au sol par rapport à un système de support uniquement à roues.
L'interface de fixation a constitué un choix technique déterminant. Le système devait être suffisamment robuste pour supporter une machine lourde, suffisamment précis pour contrôler la hauteur de travail, et facile à régler en toute sécurité par les équipes de terrain. Andros a intégré les chenilles Soucy à un châssis sur mesure, combinant ainsi un système de chenilles éprouvé à une structure spécialement conçue pour la machine de Carbon.
« La collaboration avec l'équipe d'Andros s'est avérée très facile grâce à la grande diversité de leurs expériences et de leurs compétences, qui s'allient parfaitement à leur réactivité et à leur approche de communication d'une fiabilité à toute épreuve. J'ai toujours pu décrocher mon téléphone et joindre plusieurs ingénieurs d'Andros dès que j'en avais besoin. »
– Ryan Crompton, directeur de l'ingénierie matérielle
Le processus
Collaboratif, itératif et rapide
Le projet a suivi un processus de développement direct et collaboratif : Carbon a envoyé une fiche technique, Andros a rédigé une proposition, les équipes ont examiné la conception, des améliorations ont été apportées, puis la conception a été affinée jusqu’à aboutir à un produit prêt à l’emploi. Harrison Honerkamp a occupé le poste d’ingénieur principal chez Andros, tandis que Tom Klippenstien a assuré le suivi de la fabrication et de la livraison du produit fini. Du côté de Carbon, Jaime Eltit a assuré la coordination sur le terrain et Ryan Crompton a dirigé la conception mécanique.
Figure 4 – LaserWeeder G2-600 avec les chenilles relevées
« Carbon est le type de client que nous préférons dans le domaine de l’AgTech : ce sont des ingénieurs talentueux qui avaient besoin de renforcer rapidement leurs capacités de conception et de fabrication. Plus précisément, nous sommes en mesure d’apporter notre expertise dans des domaines complémentaires aux compétences clés du client, à savoir la robotique et l’IA. Apporter cette amélioration progressive des capacités, c’est notre spécialité ! »
Tom Klippenstein, responsable de la production chez Andros Engineering
Cette collaboration a également mis en évidence l’un des points forts Andros Engineering: sa capacité à réagir rapidement lorsque la réalité sur le terrain met en évidence un problème de conception. Au cours du développement, un support antivibratoire du système de roue de jauge à chenilles présentait une déformation excessive sous charge. Avec le
Le prototype devant être expédié, Andros a repensé, fabriqué et installé un nouveau support en moins de 24 heures, ce qui a permis d'expédier l'appareil dans les délais.
L'impact
Une plus grande polyvalence et un champ de vision plus large
Les travaux menés sur la roue de jauge et la voie de roulement ont permis à Carbon Robotics d'élargir le champ d'application pratique de la plateforme LaserWeeder. Grâce à une meilleure portance et à un support sur chenilles, les machines Carbon ont pu accéder plus facilement aux champs plus humides et plus meubles, prolongeant ainsi la période de désherbage et augmentant le nombre de conditions dans lesquelles la machine pouvait être utilisée.
Grâce à cette meilleure adaptabilité, la machine s'adapte désormais plus facilement aux agriculteurs utilisant différents espacements entre les rangs et différents programmes de culture. Cette flexibilité est particulièrement précieuse pour les exploitations diversifiées et pour les agriculteurs exerçant leurs activités dans plusieurs régions, où la configuration des plates-bandes et les conditions des champs peuvent varier considérablement d'une culture ou d'un site à l'autre.
«Andros Engineering être un partenaire exceptionnel pour nous. Son équipe fait preuve de la rapidité et de l'agilité dont nous avons besoin sur le terrain, tout en proposant des solutions d'ingénierie sur mesure et de haute qualité qui facilitent les déploiements concrets. Elle comprend l'urgence de notre travail et nous aide systématiquement à résoudre rapidement les problèmes sans compromettre la qualité. »
– Jaime Eltit, vice-président des opérations sur le terrain, Carbon Robotics
Pour Andros Engineering, ce projet illustre la manière dont l’entreprise collabore avec des sociétés spécialisées dans les technologies agricoles qui ont besoin de bien plus qu’un simple prototype. Elles ont besoin d’équipements pouvant être fabriqués, ajustés, entretenus et sur lesquels elles peuvent compter dans des conditions de terrain exigeantes. Pour Carbon Robotics, cette collaboration a permis de transformer un défi en matière de support mécanique en une solution prête à l’emploi sur le terrain, en parfaite adéquation avec la mission de l’entreprise : fournir aux agriculteurs des outils de pointe qui fonctionnent dans le monde réel.
Pour plus d'informations, veuillez contacter Andros Engineering 805-227-2801.