Caso di studio
Aiutare Carbon Robotics ad ampliare le funzionalità di LaserWeeder
Figura 1 – LaserWeeder G2-600 con cingoli su terreno fangoso
Come Andros Engineering trasformare una sfida legata alla mobilità sul campo in una soluzione pratica e realizzabile per il diserbo robotizzato di nuova generazione.
Carbon Robotics sta rivoluzionando il modo in cui gli agricoltori combattono le erbacce. Il suo LaserWeeder combina la visione artificiale e l'intelligenza artificiale profonda
apprendimento automatico, robotica e laser per identificare colture ed erbacce in tempo reale, per poi eliminare le erbacce senza ricorrere a diserbanti né a interventi sul terreno. Ma, come per qualsiasi macchina agricola avanzata, il successo sul campo non dipende solo dalla tecnologia di base. Una macchina in grado di funzionare in diverse regioni, su diversi tipi di terreno, con diverse distanze tra i filari e in diversi sistemi colturali deve anche muoversi in modo affidabile, adattarsi rapidamente e supportare gli operatori in condizioni di produzione reali.
È qui che Andros Engineering in gioco Andros Engineering . Andros ha dedicato decenni alla progettazione
e la produzione di attrezzature agricole progettate per l'uso sul campo in condizioni reali. Per Carbon Robotics, quell'esperienza pratica sul campo, la competenza nella progettazione meccanica, la capacità di produzione e il supporto tecnico hanno contribuito a risolvere una sfida fondamentale: migliorare la regolabilità, il controllo dell'altezza, la galleggiabilità e l'idoneità all'uso sul campo delle ruote di guida e dei cingoli di guida per la piattaforma LaserWeeder.
Figura 2 – Ruote di calibrazione pronte per la spedizione
“È stato facile collaborare con il team di Andros grazie alla loro vasta esperienza e alle loro competenze, che si integrano perfettamente con i tempi di risposta rapidi e un approccio comunicativo estremamente affidabile. Ogni volta che ne avevo bisogno, potevo semplicemente alzare il telefono e mettermi in contatto con diversi ingegneri di Andros.”
– Ryan Crompton, Direttore dell’Ingegneria Hardware
La sfida
Rendere una macchina avanzata utilizzabile in più settori.
La sfida di Carbon era concreta e importante. Il LaserWeeder doveva mantenere un'altezza costante, adattarsi a diverse distanze tra le file, sostenere una piattaforma pesante e funzionare anche su terreni più morbidi. In molte regioni dedite alla coltivazione ortofrutticola, specialmente dove gli agricoltori passano da una coltura all'altra, con diverse configurazioni dei letti e in luoghi diversi, la flessibilità nella distanza tra le file non è un optional. Una macchina difficile da regolare può limitare i luoghi in cui può essere utilizzata, la rapidità con cui può essere impiegata e l'efficienza con cui può spostarsi da una coltura all'altra.
Il processo di regolazione in uso creava una serie di problemi. Richiedeva l'uso di diversi attrezzi, un carrello elevatore e molto tempo per lavorare sotto la macchina. Ciò rendeva le modifiche alla distanza tra le file più lente e più difficili di quanto fosse necessario.
“La sfida principale non era solo quella di costruire una ruota o un binario, ma di garantire che il risultato funzionasse perfettamente con la macchina già in uso presso Carbon. Questo, oltre a fornire loro un risultato in tempi rapidi!”
Harrison Honerkamp, ingegnere capo presso Andros Engineering
Figura 3 – Processo di lavorazione del binario di riferimento
La soluzione
Ingegneria pratica per condizioni reali sul campo
Carbon ha fornito le specifiche tecniche e i disegni CAD per la piattaforma LaserWeeder. Andros ha quindi sviluppato da zero i progetti della ruota di riferimento e del supporto della guida di riferimento, concentrandosi sulle interfacce meccaniche, sulla regolabilità, sulla resistenza, sulla facilità di manutenzione e sulla producibilità necessarie per la produzione sul campo.
La soluzione per le ruote di appoggio prevedeva ruote in tandem con regolazione idraulica dell’altezza. Andros ha inoltre sviluppato speciali morsetti che consentono di spostare più facilmente i gruppi in diverse posizioni, aiutando gli operatori a regolare la macchina in base alle diverse distanze tra le file senza ricorrere, come in passato, a utensili, attrezzature di sollevamento o tempi di intervento sotto il telaio.
Per terreni più morbidi e una distribuzione del carico più pesante, Andros ha sviluppato cingoli a passo variabile utilizzando gruppi cingolati non motorizzati progettati per distribuire il peso della macchina. Il sistema cingolato è stato inoltre progettato per garantire la regolabilità, consentendo alla macchina di adattarsi meglio alle diverse configurazioni delle colture e delle aiuole, riducendo al contempo la pressione al suolo rispetto al supporto esclusivamente su ruote.
Una scelta ingegneristica fondamentale è stata quella relativa all’interfaccia di montaggio. Il sistema doveva essere sufficientemente robusto da sostenere una macchina pesante, abbastanza preciso da consentire il controllo dell’altezza di lavoro e facile da regolare in tutta sicurezza da parte delle squadre sul campo. Andros ha integrato i cingoli Soucy con un telaio su misura, combinando un sistema di cingoli collaudato con una struttura realizzata appositamente per la macchina di Carbon.
“È stato facile collaborare con il team di Andros grazie alla loro vasta esperienza e alle loro competenze, che si integrano perfettamente con i tempi di risposta rapidi e un approccio comunicativo estremamente affidabile. Ogni volta che ne avevo bisogno, potevo semplicemente alzare il telefono e mettermi in contatto con diversi ingegneri di Andros.”
– Ryan Crompton, direttore del reparto di ingegneria hardware
Il processo
Collaborativo, iterativo e veloce
Il lavoro ha seguito un percorso di sviluppo diretto e collaborativo: Carbon ha inviato una scheda tecnica, Andros ha redatto una proposta, i team hanno esaminato il progetto, sono stati apportati dei miglioramenti e il progetto è stato perfezionato fino a diventare un prodotto pronto per l’uso sul campo. Harrison Honerkamp ha ricoperto il ruolo di ingegnere capo per Andros, mentre Tom Klippenstien ha fornito supporto alla produzione e alla consegna del prodotto finito. Da parte di Carbon, Jaime Eltit ha ricoperto il ruolo di responsabile sul campo e Ryan Crompton ha guidato la progettazione meccanica.
Figura 4 – LaserWeeder G2-600 con i cingoli sollevati
“Carbon è il nostro tipo di cliente preferito nel settore AgTech: si tratta di ingegneri di talento che avevano bisogno di potenziare rapidamente le proprie capacità di progettazione e produzione. Nello specifico, siamo in grado di offrire competenze in ambiti correlati alle competenze chiave del cliente, ovvero la robotica e l’intelligenza artificiale. Fornire quel potenziamento incrementale delle capacità è la nostra nicchia!”
Tom Klippenstein, responsabile della produzione presso Andros Engineering
La collaborazione ha inoltre messo in luce uno dei punti di forza Andros Engineering: la capacità di reagire rapidamente quando la realtà sul campo mette in luce un problema di progettazione. Durante la fase di sviluppo, un supporto antivibrante nel sistema delle ruote di guida cingolate presentava una deflessione eccessiva sotto carico. Con il
Poiché il prototipo doveva essere spedito, Andros ha riprogettato, realizzato e installato un nuovo supporto in meno di 24 ore, consentendo così la spedizione puntuale dell'unità.
L'impatto
Maggiore versatilità e un campo visivo più ampio
I lavori relativi alla ruota di calibrazione e al cingolo di calibrazione hanno consentito a Carbon Robotics di ampliare il campo operativo pratico della piattaforma LaserWeeder. Grazie alla maggiore galleggiabilità e al supporto cingolato, le macchine Carbon sono riuscite ad accedere più facilmente a campi più umidi e morbidi, estendendo il periodo di diserbo e aumentando il numero di condizioni in cui la macchina può essere impiegata.
La maggiore regolabilità ha inoltre reso la macchina più adatta alle esigenze degli agricoltori con diverse distanze tra le file e diversi programmi colturali. Tale flessibilità è particolarmente preziosa per le aziende agricole diversificate e per gli agricoltori che operano in più regioni, dove la configurazione dei letti e le condizioni dei campi possono variare in modo significativo da una coltura o da un luogo all’altro.
Per Andros Engineering, il progetto rappresenta un esempio di come l’azienda collabori con le società specializzate in tecnologia agricola che necessitano di qualcosa di più di un semplice prototipo. Queste aziende hanno bisogno di attrezzature che possano essere costruite, regolate, sottoposte a manutenzione e su cui poter contare in condizioni operative impegnative. Per Carbon Robotics, la collaborazione ha contribuito a trasformare una sfida di supporto meccanico in una soluzione pronta per l’uso sul campo, in linea con la missione dell’azienda: fornire agli agricoltori strumenti avanzati che funzionino nel mondo reale.
Per ulteriori informazioni, contattare Andros Engineering 805-227-2801