Automatische balenpers optimaliseert balenproductie

In de landbouw blijven hooi en stro belangrijke producten, o.a. voor het voeden van dieren of als bodembedekking bij vee. Het oogsten, verpakken en opslaan ervan is dan ook een veel voorkomend proces in de sector. Traditioneel worden deze gewassen en stengels in balen geperst en vervolgens verpakt voor later gebruik, maar dit blijkt een complexe taak waar heel wat vaardigheden bij komen kijken. Ervaren operatoren vinden of opleiden voor deze taak is dan ook een pijnpunt in de landbouwsector. Met een geautomatiseerde balenpers maken we dit proces een stuk eenvoudiger en efficiënter, zodat iedere operator gemakkelijker kwalitatieve balen kan produceren.

Klassieke aanpak

Tegenwoordig moet een operator enerzijds de tractor die de balenpers trekt besturen, zowel qua sturing als snelheid. Anderzijds houdt deze ook nog eens de verschillende instellingen van de balenpers, zoals de druk in de perskamer, voortdurend in de gaten en stuurt hij bij waar nodig. Al die factoren hebben invloed op de kwaliteit van de balen die uiteindelijk uit de balenpers rollen. Zo kan de hoeveelheid en vochtigheid van het gewas variëren in de zwaden (lange stroken) waarin deze gewoonlijk liggen na oogst. Daarom moet de sturing en snelheid van de tractor dus voortdurend aangepast worden, zodat de balenpers een constante instroom van gewas kan ontvangen. Wanneer een operator dit niet doet, gaan de formaten en gewichten van balen al snel variëren, wat het transport en later gebruik ervan bij voorbaat moeilijker maakt.

Automatisering

Flanders Make ging dan ook samen met CNH Industrial op zoek naar een manier om dit proces te automatiseren of minstens meer ondersteuning te bieden aan de operator. De ontwikkelde oplossing bestaat uit twee delen. Enerzijds is er de automatische navigatie waarbij de tractor met behulp van LIDAR (LIght Detection And Ranging) en een guidance controller zelf gaat beoordelen hoe hij het best centraal over de zwade blijft rijden. Maar ook afhankelijk van de hoeveelheid gewas wordt de snelheid aangepast, zodat de instroom constant kan blijven. Daarbij is momenteel nog steeds een bestuurder aanwezig, voor de veiligheid en het besturen tussen de verschillende zwaden. Anderzijds gaan we de instellingen van de balenpers optimaliseren zodat elke baal een zeker doelgewicht kan halen met een constante instroom aan gewas. Door die twee elementen te combineren kan het proces een stuk efficiënter en sneller verlopen. Het eindresultaat tijdens tests was dan ook duidelijk: homogene balen met het gewenste gewicht en daarenboven meer kilogram balen per uur en ook nog eens een daling in het brandstofgebruik.

Testen in simulaties

Een factor die regelmatig terugkomt in onderzoeken van Flanders Make is dat een fysieke test vaak erg kostelijk of stresserend is. Niet alleen maken we regelmatig gebruik van prijzige technologie, er is ook vaak een bepaald proces dat we dienen te onderbreken om onze nieuwe oplossing er op los te laten. Zo ook in dit onderzoek, waar er geen ruimte was om het proces honderden keren te doorlopen en gaandeweg verbeteringen uit te werken. Het verlies voor een landbouwer zou simpelweg te groot zijn in de vroege stadia van ontwikkeling. Ook kan de test enkel in het oogstseizoen uitgevoerd worden.

Wanneer een fysieke test moeilijk is, worden tests eerst digitaal uitgevoerd. Door simulaties uit te werken kunnen we al veel logica testen, zoals het laten rondrijden van een digital twin van de tractor en balenpers. Wanneer die tests goed verlopen en de kans op een geslaagde fysieke test groot is, kunnen we een concreet prototype uitwerken. Het grote voordeel van die aanpak is dat we dankzij virtuele testen al een reeks concepten kunnen uitproberen en ook de software grotendeels kunnen afwerken. Dit zorgt ervoor dat het uiteindelijke prototype een stuk meer volgens de verwachtingen presteert.

CNHi valt in de prijzen

Mede door dit onderzoek kon CNH Industrial verder aan de slag met het ontwikkelen van zijn New Holland Baler Automation System, waarbij hun tractoren en balenpersen samenwerken om het proces van balen persen grotendeels te automatiseren. De bestuurder geeft enkel nog aan welk gewicht de balen moeten hebben, het systeem doet vervolgens de rest.

Zij stelden deze nieuwe technologie voor op de Agritechnica 2022 beurs, waar ze meteen de zilveren medaille voor innovatie kregen van een onafhankelijke commissie van deskundigen.

Geautomatiseerde landbouw

Dit onderzoek vormt een nieuwe stap in de richting van een volledig geautomatiseerde landbouw. De sector automatiseren en ondersteunen is belangrijk om het hoofd te bieden aan de toenemende vraag naar voedingsmiddelen en het gebrek aan arbeidskrachten, maar ook om de effecten van klimaatverandering op te kunnen vangen. Een efficiëntere landbouw, waar we de opbrengst kunnen maximaliseren en de inspanning minimaliseren, is dan ook een streefdoel van CNH waar Flanders Make graag in ondersteunt.