Kleine, robuste Antriebssysteme für moderne Landwirtschaftsmaschinen
Setzlinge automatisiert umpflanzen
Automatisierung und Robotik bringen auch in der Landwirtschaft viele Vorteile. Ein sogenannter Transplanter der italienischen Da Ros Srl übernimmt die Aufgabe, Setzlinge automatisiert zu vereinzeln und umzusetzen. Dank robuster und platzsparender Antriebstechnik von Faulhaber finden darin 24 Greifer Platz, die 20.000 Setzlinge pro Stunde umpflanzen.
Auch in der Landwirtschaft verändern Automatisierung und Robotik das tägliche Arbeiten. Sie beeinflussen zunehmend, wie Nutz- und Zierpflanzen angebaut werden und bringen zahlreiche Vorteile mit sich. Diese reichen von einer verbesserten Effizienz und Produktivität bis hin zu einer nachhaltigeren und umweltfreundlicheren Bewirtschaftung. Aber auch Arbeitsentlastung und Sicherheit spielen eine wichtige Rolle. So können schwere, wiederkehrende und körperlich belastende Arbeiten für den Menschen reduziert werden. Nicht zuletzt hilft der Einsatz von Robotern und Maschinen außerdem den Mangel an Arbeitskräften aufzufangen. Ein Beispiel sind Transplanter, also Umpflanzmaschinen, die Setzlinge automatisiert vereinzeln und umsetzen. Für das präzise Greifer-Handling sorgen kleine, leistungsfähige Antriebssysteme, die nicht nur dynamisch arbeiten, sondern auch bei rauen Einsatzbedingungen zuverlässig ihre Funktion erfüllen. Das 1986 gegründete italienische Unternehmen Da Ros Srl hat sich spezialisiert auf Planung, Konstruktion und Bau von hochfunktionalen Landmaschinen. Produktionsprozesse stellen in der Landwirtschaft oft andere Anforderungen an die eingesetzte Technik als in anderen industriellen Automatisierungsanwendungen. Dennoch ist auch hier einer der Innovationstreiber die effiziente Produktion, aber auch Nachhaltigkeit spielt natürlich gerade in der Landwirtschaft eine wichtige Rolle. Da Ros begegnet den Anforderungen mit innovativen Technologien und modernen Produkten. Die große Produktpalette bietet zahlreiche Standardlösungen, die sich ideal miteinander kombinieren lassen. Dazu gehören Anlagen für das automatische Mischen von Erde, das Befüllen von Töpfen oder Pflanztrays, Maschinen zur Aussaat, zum Bewässern bzw. Trocknen oder zum Beschneiden. Aber auch Lösungen für die Logistik rund um die automatisierte Pflanzung werden angeboten: Transportbänder, Sammeltische, Palettierer, Handling-Roboter, Anlagen zum Vereinzeln von Pflanztrays, deren Reinigung oder Beschriftung. Weil Bedürfnisse in der Landwirtschaft aber oft individuell sind, werden neben den Standardprodukten auch individuell abgestimmte Lösungen angeboten.
Mehr Effizienz beim Vereinzeln und Umsetzen
Neu im Produktportfolio von Da Ros ist der Transplanter TRAPIANTATRICE Model TP-24 (Bild 1a,b). Diese Umpflanzmaschine ist für alle Arten von Gartenbau-, Blumen- und Forstpflanzen geeignet und hilft beim sogenannten „Verpflanzen“. Wer selbst einmal Pflanzen ausgesät hat, weiß, dass Setzlingen mit der Zeit der Platz im Aussaatbehälter zu eng, bzw. die Erde zum Speichern von Wasser und für die Versorgung der Pflanze mit Nährstoffen zu wenig wird. Vorsichtig müssen dann die empfindlichen Setzlinge entnommen und in ein größeres Behältnis umgepflanzt werden. Ein manueller Umpflanzprozess ist aufwendig und brauch sehr viel teure Arbeitszeit. An automatisierte Lösungen werden aber hohe Anforderungen gestellt, schließlich sollen die noch kleinen Pflänzchen nicht beschädigt werden. Diese anspruchsvolle Aufgabe übernimmt der Transplanter. Mit seinen Greifern nimmt er vorsichtig Setzlinge aus den inzwischen zu eng gewordenen Trays auf und setzt sie in größere Behälter um, selbstverständlich ohne die Pflanzen dabei zu beschädigen.
Das vorsichtige Greifen und zuverlässige Positionieren in den neuen Trays sind allerdings nur zwei Herausforderungen, die an automatisierte Lösungen in der Landwirtschaft gestellt werden. Generell ist es in Branchen, in denen Automatisierung eher neu ist, besonders wichtig, dass sich Lösungen mit wenig Aufwand einrichten lassen sowie Verbrauchsmaterialien unkompliziert ausgetauscht werden können. Wo Reinigung oder gar Desinfektion notwendig sind, braucht es einfache und verlässliche Lösungen. Der Transplanter bietet daher optional eine Luftblase zur Reinigung der Greifer während der Arbeitsphase sowie einen Desinfektionsflüssigkeitstank zur automatischen Desinfektion der Nadeln während des Prozesses. Zudem lassen sich über einen 10-Zoll-Touchscreen alle Funktionen steuern. Über einfache und intuitive Bedienelemente können neue Programme erstellt und Einstellungen verändert werden.
Bild 1a: Der Transplanter TRAPIANTATRICE Model TP-24 von Da Ros ist eine Umpflanzmaschine für alle Arten von Gartenbau-, Blumen- und Forstpflanzen (Bild 1a).
Bild 1b: Transplanter Draufsicht
Bild 2: 24 Greifer versetzen in der Stunde über 20.000 Pflanzen. (Urheber: Da Ros)
Bild 3: Ein bürstenloser Motor der Familie 2250...BX4 (Bild 3) mit integrierter Rückführung sorgt zusammen mit einem Planetengetriebe der Serie 22GPT für zuverlässiges Greiferhandling. (Urheber: FAULHABER)
Bild 4: Planetengetriebe der Serie 22GPT hat wie der Antrieb einen Durchmesser von gerade einmal 22 mm. (Urheber: FAULHABER)
Bild 5: Der Motion Controller MC 5004 P kommuniziert über EtherCAT und hilft, den Greifprozess hochdynamisch zu regeln.
Mehr als 20.000 Pflanzen pro Stunde sicher greifen
Der neue Transplanter ist für seine Arbeit mit 24 Greifern ausgestattet (Bild 2). Jeder Greifer kann pro Stunde bis zu 900 Pflanzen sicher greifen und umsetzen. Das heißt, dass pro Umpflanzprozess vier Sekunden zur Verfügung stehen. In dieser Zeit fahren die Greifer mit den Greifnadeln über die alten Pflanztrays, senken ab, dringen mit ihren Nadeln zuerst in den Wurzelballen ein und schließen sich dann. Anschließend heben sich die Greifer samt der Setzlinge wieder, fahren zum neuen Tray, führen die Setzlinge in die neue Erde ein und lassen los.
Damit das reibungslos funktioniert, wird der in den Greifern eingesetzten Antriebstechnik einiges abverlangt. Das Entwicklerteam von Da Ros setzt daher für das optimale Greiferhandling auf Antriebssysteme von FAULHABER. Ein bürstenloser Motor der Familie 2250…BX4 (Bild 3) mit integrierter Rückführung und einem Planetengetriebe der Serie 22GPT (Bild 4) sorgt für zuverlässige Abwicklung des Greiferhandlings. Diese Kombination empfiehlt sich für die Anwendung gleich aus mehreren Gründen: Wegen ihrer geringen Baugröße können auch die Greifer selbst klein gebaut werden. Die Antrieb-Getriebe-Kombination hat einen Durchmesser von gerade einmal 22 mm, das ermöglicht es, 24 Greifer auf engstem Raum zu realisieren. Ebenfalls wichtig ist es, die Pflanzen schnell und sicher zu greifen, ohne sie dabei zu verletzen. Hierbei hilft das eingesetzte Getriebe, das sich durch ein hohes Dauerdrehmoment und eine hohe Drehzahl auszeichnet. Zusammen mit dem Motion Controller MC 5004 P (Bild 5), der über EtherCAT kommuniziert, lässt sich so der Greifprozess hochdynamisch regeln.
Der Transplanter wurde von Da Ros mit einem modularen Konzept entwickelt, das sich einfach an unterschiedliche Produktionsanforderungen beim Kunden anpassen lässt. Das Entwicklungsteam bei Da Ros ist aber nicht nur von der Antriebstechnik an sich begeistert, sondern auch wie sie während des gesamten Entwicklungsprozesses unterstützt wurden: „Wir waren auf der Suche nach einem kleinen bürstenlosen Motor. Bei FAULHABER fanden wir Fachwissen und Hilfsbereitschaft, besonders in der Anfangsphase des Projekts, wo wir uns über die Anwendungsspezifikationen nicht sicher waren. Vom Beginn des Projekts bis zur Inbetriebnahme wurden wir von einem qualifizierten und kompetenten Team unterstützt, das uns bei der Auswahl der für unsere technischen Anforderungen am besten geeigneten Produkte beraten hat.“
Firmenkasten 1: Faulhaber, die Antriebsexperten aus Schönaich
FAULHABER ist spezialisiert auf Entwicklung, Produktion und Einsatz von hochpräzisen Klein- und Kleinstantriebssystemen, Servokomponenten und Steuerungen bis zu 200 Watt Abgabeleistung. Dazu zählt die Realisierung von kundenspezifischen Komplettlösungen ebenso wie ein umfangreiches Programm an Standardprodukten wie bürstenlose Motoren, DC-Kleinstmotoren, Encoder und Motion Controller. Die Marke FAULHABER gilt weltweit als Zeichen für hohe Qualität und Zuverlässigkeit in komplexen und anspruchsvollen Anwendungsgebieten wie Medizintechnik, Fabrikautomation, Präzisionsoptik, Telekommunikation, Luft- und Raumfahrt sowie Robotik. Vom leistungsstarken DC-Motor mit 200 mNm Dauerdrehmoment bis zum filigranen Mikroantrieb mit 3 mm Außendurchmesser umfasst das FAULHABER Standardportfolio mehr als 25 Millionen Möglichkeiten, ein optimales Antriebssystem für eine Anwendung zusammenzustellen. Dieser Technologiebaukasten ist zugleich die Basis für Modifikationen, um auf besondere Kundenwünsche hinsichtlich Sonderausführungen eingehen zu können. Weitere Informationen zum Thema finden Sie unter: www.faulhaber.com/bxt/de
Firmenkasten 2: Da Ros Gartenbau-Maschinen
Da Ros produziert im norditalienischen Familienunternehmen Komplettlösungen zur Optimierung der Arbeitsvorgänge und Automatisierung in der Gartenbau- und Zierpflanzenindustrie. Vom Entstapeln bis zum Pflanzen werden passende Maschinen und Anlagen angeboten. Die Lösungen eignen sich optimal für die Automatisierung von Teilbereichen und sind durch die Modulbauweise flexibel erweiterbar.
