Martin Langhoff Superwurm e.k. – Regenwürmer automatisiert

igu-award-adm | Juli 23, 2020

Über uns:
SUPERWURM ist ein Familienunternehmen. Wir züchten Regenwürmer für das Angeln, den Garten oder als Futterwürmer. Der Vertrieb erfolgt über einen eigenen Shop im Internet. Gegründet wurde SUPERWURM im Jahr 2000, der Start fand in der heimischen Garage statt. 2003 erfolgte der Umzug an den neuen Firmensitz im Gewerbegebiet in Düren. Inzwischen verfügen wir über drei Hallen mit einer Gesamtfläche von 1200m². Um Regenwürmer in Deutschland wirtschaftlich züchten zu können, setzt SUPERWURM auf Automatisierung. Hierbei spielen die Robustheit der eingesetzten Komponenten und deren Kosten eine maßgebliche Rolle. Dies hat schon früh zum Einsatz von igus Komponenten in verschiedenen Anwendungen geführt.

Applikationsbeschreibung der Anlage:
Regenwürmer werden – dies ist weltweit gängige Praxis – von Hand abgezählt und anschließend in Dosen verpackt. Diese werden dann z.B. an Angler verkauft. Unser innovativer Ansatz besteht darin, eine Anlage (WoPi – WormPicker) zu bauen, die automatisiert die Würmer abzählt und anschließend in Dosen abfüllt.
Die Würmer werden über ein Förderband (derzeit ein Brett, da die Komponenten wegen Corona noch nicht geliefert werden konnten) zugeführt. Über eine Bilderkennung werden die auf dem Förderband vorhandenen Regenwürmer identifiziert. Das „Greifen“ und Ablegen der Regenwürmer erfolgt mit einem igus-Portal. Für die Zuführung der Dose wird ein robolink Roboterarm verwendet. Dieser greift eine Dose aus dem Dosierspender (noch nicht montiert), führt diese zur Ablagestelle und übergibt die fertige Dose an eine Übergabestelle. Von dort geht sie zum Verpacken/zum Versand. Eine selbst entwickelte Software steuert die Anlage. Als Rechner wird ein Beckhoff-Touchscreen-PC verwendet. Die Anlage zählt eine vorgegebene Anzahl von Regenwürmern in Dosen ab.

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Problem:

Die Problemstellungen sind vielseitig. Die Anlage muss möglichst kompakt, einfach zu bedienen, zuverlässig, robust und bezahlbar sein.
Erste Herausforderungen waren die Bilderkennung von Regenwürmern, das Greifen der Würmer und der Transport der Regenwürmer bis zur Abwurfstelle. Für das Greifen (Vakuum Sauger) wurde ein igus Flächenportal gewählt. Die igus-Technologien hatten sich in anderen Anwendungen bereits als robust (schmutzige Umgebung) bewährt. Sie arbeiten präzise und sind kostengünstig.
Die zweite Herausforderung war die Zuführung der Dosen zur Abwurfstelle und das Abführen der Dosen zur Übergabestelle. Die Anlage ist kompakt, so dass der Bauraum für die Zuführung begrenzt ist. Die ursprüngliche Idee war eine aufwendige und komplexe Konstruktion für das Entnehmen einer Dose aus einem Dosierspender, die Zuführung und den Abtransport der Dose. Dieser so nicht umsetzbare Ansatz hat die Weiterentwicklung der Anlage verzögert. Die Lösung schließlich gelang mittels des robolink Roboterarms. Dieser ist in der Lage, sich in dem begrenzten Bauraum elegant zu bewegen und ersetzt eine komplexe Mechanik. Damit kann die Anlage mit den gesetzten Anforderungen nun fertig gestellt werden.

Lösungidee:

Der WoPi ist eine Anlage, die es so noch nicht auf dem Markt gibt. Um Alleinstellungsmerkmale gegenüber einem rein manuellen Ansatz entwickeln zu können, muss die Anlage entweder extrem schnell oder ausreichend schnell und zugleich günstig sein. Extrem schnelle und günstige Lösungen gibt es nicht. Auch gibt es Geschwindigkeits-Grenzen beim Greifen und Abtransport der Würmer. Die Haupt-Komponenten wie das igus-Portal und der robolink Roboterarm sind hinreichend schnell, liegen jedoch im low cost Bereich. Dadurch wird die Anlage preislich interessant. Die Anlage kann im Mehrschichtbetrieb laufen. Ein Mensch zählt ca. 3000 Regenwürmer pro Stunde im Schnitt, bei voller Konzentration; er arbeitet ca. 4 bis max. 6 Stunden mit Pausen pro Tag (Erfahrungswert). Die Anlage schafft ca. 1000 Regenwürmer pro Stunde, kann aber im Mehrschichtbetrieb ohne Pause arbeiten. Abpackbetriebe haben zunehmend das Problem, ausreichend Personal für diese Tätigkeit zu finden, was die Anlage zudem attraktiv macht. Sind Mitarbeiter nicht verfügbar, können oft nicht alle bestellten Dosen geliefert werden.

Abstimmen

Für den ROIBOT Award 2019 suchten wir clevere Low-Cost-Robotics Anwendungen basierend auf igus® Komponenten mit einer schnellen Amortisationszeit. Wir danken allen Teilnehmern für die zahlreichen Einsendungen!