Schwenkbewegung mit nur einem Antrieb
Sobald der Werkzeugkopf positioniert ist, schwenkt er einen Greifarm von hinten nach unten. Für diese Bewegung haben die Ingenieure ein weiteres System von Hepcomotion eingesetzt: das PRT2. Es handelt sich dabei um ein Spektrum an Ringen und Ringsegmenten aus Edelstahl. Sie lassen sich mit geraden Führungsschienen zu einer Vielfalt offener und geschlossener Schienenstrecken zusammensetzen. Beim Spargelroboter sind an beiden Innenseiten des Werkzeugkopfs 90°-Bögen mit angeschlossenen geraden Stücken montiert. Der Greifarm ist auf einen Laufwagen mit sogenannten V-Nut-Zapfenlagern geschraubt, die zentrisch und exzentrisch angeordnet sind. Diese Rollen greifen von oben und unten in die induktionsgehärtete V-Laufbahn des Ringsegments. Die Bewegung kommt zustande, indem ein Zahnriemen den Laufwagen samt Greifarm über die 25mm breite Schiene zieht und damit eine Schwenkbewegung erzeugt. Der Motor ist an der Außenseite des Werkzeugkopfes montiert. „Das Besondere ist, dass wir aufgrund des Schienensystems in der Lage waren, eine lineare Bewegung und eine Rotation des Greifarms mit nur einem platzsparenden Antrieb zu realisieren“, sagt Lasse Langstädtler, wissenschaftlicher Mitarbeiter des Bremer Instituts für Strukturmechanik und Produktionsanlagen (bime) im Fachbereich Produktionstechnik der Universität Bremen. „Die Rollenführung macht es zudem möglich, dass sich der Greifarm relativ schnell senken lässt und durch die Kombination aus linearer Bewegung und Rotation beim Absenken ein geringer Abstand zwischen zwei Stangen Spargel ausreicht.“ Bei einer langsameren Bewegung, die entsprechend früher starten müsste, wäre es hingegen möglich, dass der Greifarm einen vorangehenden Spargel beschädigt, der noch zum Reifen in der Erde bleiben soll. Sobald der Greifarm abgesenkt ist, wird ein über einen Pneumatikzylinder angetriebenes Abscheren und gleichzeitiges Greifen des Spargels ausgelöst, während sich der Roboter kontinuierlich mit 0,5m/s vorwärtsbewegt. Der gesamte Werkzeugkopf fährt dann an die Seite und legt den Spargel auf einem Förderband ab. Da es auf den Spargelfeldern heiß und kalt, staubig und nass zugeht, haben sich die Ingenieure noch aus einem weiteren Grund für Hepcomotion entschieden: Die Führungssysteme halten den rauen Umgebungsbedingungen stand. „Das V-Führungsprinzip ist quasi selbstreinigend“, sagt Völkers. „Während der Fahrt des Laufwagens drücken die Lager den Schmutz von der Schiene.“ Zudem entfällt anders als bei Kugelumlaufsystemen die Schmierung und alle Komponenten sind korrosionsbeständig. Der Spargel trifft somit niemals auf Rost. „Das ist eine der Grundvoraussetzungen, die es im Lebensmittelbereich zu erfüllen gilt.“
Der Werkzeugkopf zum Ernten der Spargelstangen bewegt sich an einer Linearführungsschiene über die volle Fahrzeugbreite. (Bild: Hepco Linearsysteme Hepcomotion)
Tests auf dem Feld
Bislang existiert ein Prototyp der Spargelerntemaschine, den die Ingenieure mit ihrem Projektpartner aus England unter realen Bedingungen testen. „Wir wollen bei diesen Feldtests u.a. herausfinden, wie lange die Akkus die Maschine mit Energie versorgen“, sagt Strauss. Eine der Herausforderungen sei auch die Geschwindigkeit der Erntewerkzeuge. „Bislang sind sie nicht schneller als menschliche Erntehelfer.“ Dafür könnten sie aber bei ausreichender Energiezufuhr später ohne Probleme 24h auf dem Feld arbeiten. Das könnte die Ernte in Zukunft wirtschaftlicher und den Spargel günstiger machen.
