Skip to content Skip to mainnavigation Skip to footer

“EMIL” Real‐Time Detection of the Blade Sharpness of Agricultural Machines

Problem

Self‐driven  forage  harvesters  are  used  for  harvesting  different  biomass.  The  primarily  harvested products, such as maize, triticale and  grass,  are  intended  for  diverse  processing  purposes, such as e.g. the production of silage.  The quality of the silage depends on the degree  of  sharpness  of  the  used  blades  of  the  cutting  device  of  the  forage  harvester,  among  others.  To optimise  the process chain, it is possible  to  assess  the  blade  condition  by  the  use  of  Artificial  Neural  Networks.  This  provides  the  operator  of  the  forage  harvester  with  the  option  to  estimate  the  condition  of  the  blade  during  the  harvesting  process.  This,  in  turn,  allows  for  the  targeted initialisation of a blade  sharpening  process.  The  thus  achieved  optimisation of the resources and supplies used  can  contribute  to  extending  the  scheduled  maintenance  intervals  while  reducing  the  successive costs for the farmer.

Solution approach

The  piezo  electrical  vibration  sensors  integrated into the forage harvester not  only  permit  setting  the  position  of  the  blade  drum  in  respect  of  the  counter‐ blade, but also  facilitate  the use of  this  data  for assessing  the vibration pattern  during  the  harvest.  The  difference  in  vibration  between  sharp  and  blunt  blades is  to be used as indicator of  the  blade  condition.  Additional  blade  impressions  are  produced  during  the  harvesting  process  to  provide  a  qualitative  statement  on  the  blade  condition.  These  impressions  are  subsequently  digitised  and  analysed  in  the laboratory by 3D acquisition. 

Result

Using  computer‐enhanced  image  evaluation  and  statistical  analyses  of  the  acoustic  signals,  it  is  possible  to  use  algorithms  for  calculating  the  blade  condition.  These  calculations  serve  for  determining the correct time of sharpening  and permit an improved utilisation of the resources used. The use of the integrated  vibration pick‐ups has proved  to be useful  correlation  signals  for  determining  the  wear  of  the  blades.  Differences  in  the  vibration  signals  with  regard  to  the  used  harvested  product  could  be  determined.  Using  a  developed  impression  process,  it  was  possible  to  measure  the  chopper  blades used. 

Project partners

Schmalkalden University of Applied Sciences
Faculty of Electrical Engineering
Blechhammer 9  D‐98574 Schmalkalden

Prof. Dr.‐Ing. Andreas Wenzel 
Tel.: +49 (0) 3683 688 5113 
a.wenzel@hs‐sm.de  

Dr.‐Ing. Christian Walther 
Tel.: +49 (0) 3683 688 5214 
c.walther@hs‐sm.de 

CLAAS Selbstfahrende Erntemaschinen  GmbH
CSE Predevelopement 

University of Kassel
Department of  Agricultural Engineering 

University of Göttingen (Georg August  University)
Institute of Crop Sciences
Department of Agricultural Engineering

Landwirtschaftliche Rentenbank  

Additional information