Mit dem Hacksystem ‚Photoheyler‘ hat das Planungsbüro Heinrich im Markt der maschinellen Unkrautbeseitigung eine neue ‚Hackordnung‘ etabliert: Bei einer Flächenleistung von mehr als einem Hektar pro Stunde können Kulturpflanzen vom Zweiblattstadium bis zum beginnenden Reihenschluss gehackt werden. Die hydraulisch angetriebenen Rotoren, die das Beikraut aus der Pflanzenreihe entfernen, kompensieren dabei die Fahrgeschwindigkeit der Landmaschine so, dass beim senkrechten Pflanzenschnitt die Kulturpflanzen – zum Beispiel Zuckerrüben – nicht beschädigt oder durch in Fahrtrichtung bewegte Erde verschüttet werden.

Bei der dynamischen Positionserkennung und Geschwindigkeitserfassung der insgesamt zwölf einzeln bahngeregelten Hackrotoren am Anbaugerät unterstützen Absolutwertgeber der Produktfamilie ‚AFS60 Ethercat‘ von Sick. Dazu wurde der Encoder vom eigentlich industriellen an den agrartechnischen Einsatzzweck des Photoheylers adaptiert.

Für die Feldarbeit ertüchtigt

Inox-Encoder der Produktfamilie AFS60 Ethercat in Schutzart IP67 sind perfekt auf agrartechnische Einsatzzwecke ausgelegt.

© Sick

Um den Sensor konsequent auf die Feldarbeit am Photoheyler und mögliche andere Anwendungen im Agrarumfeld oder anderen Heavy-Duty-Anwendungen auszulegen, hat Sick das Sensordesign gemeinsam mit dem Kunden neu konzipiert: Das Aluminiumgehäuse wich einem Gehäuse aus Edelstahl. Dabei wurde auch die Buchse-Stecker-Verbindung so modifiziert, dass ein besserer Wirkungsgrad der Dichtung erreicht werden konnte. Auch die Schutzart der Flanschseite des Gehäuses wurde nun in IP67 ausgelegt, um ein Eindringen von Feuchtigkeit über die Kugellager des Encoders zu verhindern. So entstand der ‚Agrar-AFS60‘.

Unkraut jäten nach Maß

Mit dem Photoheyler können je nach Ausführung mehr als ein Dutzend Pflanzenreihen simultan gehackt und so von Beikraut befreit werden. Um beides zu unterscheiden, wurde ein mitfahrendes Bildverarbeitungssystem entwickelt, das laut Planungsbüro Heinrich Erkennungsraten von über 98 % erreicht. Gleichzeitig messen die Kameras für jede Pflanzreihe den Abstand der Nutzpflanzen zueinander aus, da sich auch bei gleichmäßiger maschineller Aussaat im Verlauf des Wachstums unterschiedliche Pflanzabstände ergeben können.

Damit das Unkraut zielsicher entfernt werden kann, muss jeder einzelne Rotor in einer individuellen Bahnkurve geregelt werden. Dies wiederum erfordert für jeden Hydraulikantrieb am Anbaugerät einen eigenen Encoder, der schnelle und präzise Positions- und Geschwindigkeitsmesswerte für die Regelung der Hackrotoren liefert. Die Bauraum-effizienten Absolut-Encoder von Sick liefern mit einer Singleturn-Auflösung von 18 Bit die für eine 360°-Positionserfassung und eine präzise Regelung erforderliche Genauigkeit. In der Ethercat-Ausführung ermöglichen sie zudem, Zykluszeiten von 4 ms, um damit die notwendige Regelungsdynamik für das individuelle Bremsen und Beschleunigen der Rotoren zu erreichen.

Der Autor: Martin Hummel ist Produktmanager Encoder / Motion Control Sensors bei Sick in Donaueschingen.

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Das Beispiel dieses Encoders zeigt, dass sich Produkte und Systeme des bestehenden Portfolios durch Customizing für vielfältige neue Anwendungen modifizieren lassen. Damit stehen für die Technik und Automatisierung von Land- maschinen Encoder zur Verfügung, die die Drehzahl und Geschwindigkeit beweglicher, zumeist rotierender Teile von Landmaschinen messen können. Ebenso können sie die Position von verfahrbaren Komponenten und Anbaugeräten erfassen und so beispielsweise die Bodenbearbeitung oder Ernteprozesse optimieren und sind in der Lage, die Steuerung autonomer Lenk- und Fahrsysteme zu unterstützen.