Robotik

Mit Igus zur automatisierten Wurmzucht

Familie Langhoff züchtet Riesen-Rotwürmer, auch Dendrobena genannt. Um die Zucht effektiver zu machen, kommen selbstentwickelte Roboter und ein fahrerloses Transportfahrzeug mit Igus-Bauteilen zum Einsatz.

Um den Fütterungs- und Bewässerungsprozess vollständig zu automatisieren, entwickelte Langhoff unter anderem ein fahrerloses Transportfahrzeug. © WBM

Vor 20 Jahren steht der kleine Marvin neugierig vor seinem Vater und fragt. „Papa, wie vermehren sich eigentlich Regenwürmer?“ Martin Langhoff zögert nicht lange und nimmt das Internet zur Hilfe, um die Frage zu beantworten. Marvins Frage ist der Startschuss für ein Familienunternehmen, das den meisten etwas wundersam vorkommt: Familie Langhoff betreibt mit „Superwurm“ eine Wurmfarm und widmet sich voll und ganz der Züchtung des Riesen-Rotwurms, der von Anglern, als Futterwürmer für Tiere, zur Jagd oder als natürlicher Düngerproduzent eingesetzt wird.

Dabei setzt die Familie auf Automatisierung. Von Martin Langhoff selbstkonstruierte Maschinen mit Igus-Komponenten übernehmen inzwischen Arbeitsschritte, die bislang sehr zeitaufwendig waren.

Das fahrerlose Transportsystem holt Eurocontainer aus dem Lager. © WBM

Seit zehn Jahren ohne Wartung und Reinigung
Auf Igus-Produkte ist Martin Langhoff gestoßen, als er auf der Suche nach Bauteilen für seine erste selbstgebaute Maschine war. Der Fütterungs- und Bewässerungsprozess der Würmer sollte teilautomatisiert werden. Deshalb mussten es Bauteile sein, die unter erschwerten Einsatzbedingungen bei Schmutz, Erde und Feuchtigkeit zuverlässig und dauerhaft funktionieren, da die Maschine für den 24 Stunden Dauerbetrieb ausgelegt wurde. Außerdem sollten sie keine Schmierung benötigen, damit Würmer und Erde unbeschadet bleiben.

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Mittlerweile sind die Drylin R-Quattroschlitten mit Vollkunststofflagern, die auf zwei parallelen Wellen gleiten, und die E4 E-Ketten seit zehn Jahren im Dauereinsatz und die Maschine läuft einwandfrei – ohne Wartung, ohne Reinigung.

Das Lager von Superwurm ist vollgestapelt mit Eurocontainern, die Erde und Würmer enthalten. Jeder dieser Container muss einmal pro Woche bewässert werden und es wird Futter auf die Erde gestreut. Dazu werden die Container bislang mit einem Hubwagen aus dem Lager in Langhoffs erste Fütterungs- und Bewässerungsmaschine gefahren. Die Maschine nimmt immer zwei Container gleichzeitig mit einem Druckluftgreifer und platziert sie in der nächsten Station, wo sie mit Wasser besprüht und Futter bestreut werden. Die Drylin-Quattroschlitten dienen dabei als Lagerstellen der beweglichen Greiferelemente.

Auf dem Fließband werden die Container automatisch bewässert und es wird Futter auf die Erde gestreut. © WBM

Besonders bei dieser Maschine gelangen Erde und Feuchtigkeit an die Lagerstellen. Da die Gleitelemente der Linearführungen aus Kunststoff mit inkorporierten Festschmierstoffen bestehen und somit keine zusätzliche Schmierung benötigen, gelangt kein Schmiermittel in die Erde oder zu den Würmern. Ein weiterer Vorteil der selbstschmierenden Gleitelemente ist, dass Schmutz nicht an Fett oder Öl anhaften kann. Selbst bei Sand und Staub kann drylin eingesetzt werden, da Fremdkörper durch die Kontaktfläche zwischen Kunststoffgleitelement und Welle einfach aus der Laufbahn gefördert werden, ähnlich einem Schneeschieber.

Auch den E-Ketten von Igus machen die rauen Einsatzbedingungen nichts aus. Trotz Schmutz, Feuchtigkeit und ständiger Belastung führen sie die Leitungen zuverlässig und besonders geräuscharm. Freitragende Längen stellen kein Hindernis dar.

Roboter und FTF zur Fütterung und Bewässerung
Um den Fütterungs- und Bewässerungsprozess vollständig zu automatisieren, entwickelte Langhoff völlig neue Maschinen. Dazu gehören zwei Roboter, ein Förderband sowie ein fahrerloses Transportfahrzeug (FTF). Die monotonen Arbeitsschritte bei der Fütterung und Bewässerung müssen so nicht mehr in Vollzeit von einer Person übernommen werden, sodass sich diese auf anspruchsvollere Aufgaben konzentrieren kann. „Mit der neuen Anlage kann die Fütterung und Bewässerung rund um die Uhr durchgeführt werden, selbst bei Personalausfall. Zudem werden Fehler auf ein absolutes Minimum reduziert.“ erklärt Martin Langhoff, Inhaber von Superwurm.

Eine Igus E4 Energiekette führt und schützt die Leitungen am selbstkonstruierten Roboterarm, wenn der Greifer hoch und runterfährt. © Igus

Das FTF holt die mit Erde und Würmern gefüllten Eurocontainer stapelweise vom Lager zur neuen Fütterungs- und Bewässerungsanlage. Dazu sind im FTF zwei parallel synchron angetriebene Drylin ZLW-Zahnriemenachsen (Baugröße 1040) inklusive Portalmittenantrieb verbaut, welche die Containerstapel auf einem Rollwagen in das Transportfahrzeug ziehen. Dafür waren Zahnriemenachsen mit Schrittmotoren (Baugröße NEMA23) notwendig, die 120 Kilogramm schwere Container ziehen können.

Dieses Komplettsystem ist leicht, erfordert für den Betrieb nur eine geringe Leistung und ist stoß- und schmutzunempfindlich. Ideal also für den Einsatz in Langhoffs FTF. Für die Bewegung der Zahnriemenachsen werden die Leitungen mit Hilfe einer E6 E-Kettegeführt. So wird ihre Lebensdauer erhöht und sie sind vor äußeren Einflüssen wie Quetschungen, geschützt. Sind die Container vollständig ins FTF eingezogen, wird durch einen Igus-Schrittmotor (Baugröße NEMA23) eine Schranke geschlossen, um beim Transport für zusätzliche Sicherheit zu sorgen. Nur dadurch sind eine CE-Kennzeichnung und eine Zulassung für die Nutzung im Betrieb möglich.

An der neuen Fütterungs- und Bewässerungsanlage angekommen, fährt das FTF die Container zum ersten Roboter, der diese nacheinander vom Rollwagen-Stapel auf ein Fließband stellt. Dabei arbeitet er mit einem intelligenten Greifer, der die Position der Container erkennt, korrigiert und diese erst anhebt, wenn ein sicherer Griff garantiert ist. „Dafür brauchten wir kostengünstige, kompakte und leichte Bauteile“, erklärt Langhoff.

Martin Langhoff zeigt, wie die Würmer für den Versand vorbereitet werden. © WBM

Zum Auf- und Zufahren des Greifers werden deshalb Wellen in Igubal ESTM-Stehlagern gelagert. Sie halten dank speziellen Tribopolymeren hohen radialen Belastungen stand, sind selbstschmierend und somit wartungsfrei. Für die Bewegung des Roboters förderlich sind außerdem ihr schwingungsdämpfendes Material und natürlich das geringe Gewicht. Um die Leitungen bei den schnellen Bewegungen des Roboters sicher zu führen und für lang haltende Leitungen zu sorgen, wird eine Energiekette der Baureihe E4 eingesetzt. Zusätzlich kommen Igus-Schrittmotoren (Baugröße NEMA23) mit Getriebe zum Einsatz, damit der Greifer die Container auf das Fließband bewegen kann.

Auf dem Fließband werden die Container dann automatisch bewässert und es wird Futter auf die Erde gestreut. Am anderen Ende des Fließbands hebt ein zweiter Roboter die bewässerten und gefütterten Container vom Fließband zurück auf einen Rollwagen, das FTF holt sie ab und fährt sie zurück ins Lager. Sollte der FTF Akku leer sein, fährt das Fahrzeug selbständig zur Ladestation und ist nach 30 Minuten wieder einsatzbereit. Nach der Optimierungsphase plant der Familienbetrieb ein zweites baugleiches FTF einzusetzen, um den Prozess zusätzlich zu beschleunigen. as

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