Selectief oogsten van asperges met autonome robot

AvL Motion is baanbrekend - met een machine voor het selectief oogsten van witte asperges, uitgerust met uiterst nauwkeurige sensoren en RFID- en veldbustechnologie van Turck

Het Nederlandse startup bedrijf AvL Motion heeft een machine op de markt gebracht voor het volledig autonoom selectief oogsten van witte asperges. Op zoek naar een ultrasone sensor voor hoogteregeling kwam het bedrijf de IO-Link compatibele RU40U van Turck tegen. Door de daaropvolgende samenwerking werd meer sensortechnologie in het voertuig geïntegreerd, waaronder miniatuur inductieve naderingsschakelaars, nauwkeurige encoders en LE550 lasersensoren van Banner Engineering en de robuuste Li500-Q25 lineaire positiesensor. AvL gebruikt ook de TN-Q14 RFID schrijf- / leeskop voor de identificatie van oogstmodules, terwijl de TBEN-S2-4IOL compacte I/O-module IO-Link signalen doorgeeft aan de PLC.

De AvL Compact S1560 trekt asperges automatisch uit de grond
Op de machine bevinden zich zes tot twaalf oogstmodules
AvL oprichter Arno van Lankveld gebruikt IO-Link ultrasoonsensor RU40U van Turck
Dankzij het robuuste ontwerp kan de Li500-Q25 sensor ook buiten boven de vooras worden gemonteerd
BI3-M08K miniatuursensoren in het buffergebied detecteren het aantal oogstcassettes
Wanneer een cassette de NI10U-M12 passeert, start de PLC de timer voor een oogstbewerking
Turck encoders melden op welke positie van de buffer momenteel een oogstmodule beschikbaar is
Op het bestuurdersplatform verpakt een arbeider de asperges en heeft hij de controle over de oogstmachine
De TBEN-S2-4IOL multiprotocol-module wordt gebruikt als interface tussen sensoren en PLC

Hoogteregeling met ultrasoonsensor met IO-Link

Om een dergelijk complex proces te automatiseren was behalve de pioniersgeest van de zeven medewerkers ook geschikte technologie nodig. Toen een ultrasoonsensor in de praktijk problemen veroorzaakte, vond elektrotechnicus en softwareontwikkelaar Jordi Hutjens een alternatieve oplossing met de RU40U van Turck. AvL Motion gebruikt nu twee van de ultrasoonsensoren met IO-Link om de afstand tussen het bed en het pneumatisch verstelbare binnenframe van de machine te meten. Ongeacht of het om een stoffige of natte ondergrond gaat, maakt de sensor een stabiele bepaling van de hoogte mogelijk, die gebruikers op een HMI kunnen opgeven. "Turck overtuigde ons met een zeer goede kwaliteit en een snelle levering. Daarom zijn we ook voor andere componenten bij ze gebleven", stelt Van Lankveld.

Optisch proces vervangt getraind oog

Het oogstproces van de AvL Compact S1560 is zeer dynamisch. Als de machine eenmaal is gepositioneerd en in beweging is gezet, is de eerste stap het scannen van het grondoppervlak. De hoofdbesturingseenheid krijgt van lasersensoren, aangevuld met een ander optisch proces, de informatie waar exact een aspergekop boven de grond uit komt. De details blijven een goed bewaakt geheim van de uitvinders; de enige eis is dat de bodem vrij is van onkruid. Ondertussen lopen een variabel aantal oogstmodules, momenteel 12, ongeveer 25 cm hoge, cassettes, rond langs een pad binnenin de robot. Ze zijn aangepast aan de rijsnelheid en beheersen het hele proces van steken, snijden en grijpen.

Fijnafstemming tussen target en oogstmodule

Om het oogstproces te verfijnen, heeft het controlesysteem niet alleen de coördinaten van de beoogde aspergestelen nodig, maar ook permanente informatie over de positie en de beweging van de modules. Dit begint met de vraag hoeveel cassettes op dat moment in de buffer in de parkeerstand staan, en bij detectie van een asperge in de rondloop worden gestuurd. AvL gebruikt hiervoor de kleine BI3-M08K inductieve sensoren. De oogstmodules worden nauwkeurig geïdentificeerd via RFID - met behulp van de HF-schrijf- / leeskop TN-Q14, die de individuele code van elke cassette leest.

De positionering wordt mede bepaald door roterende encoders. "De encoder draait mee in het buffergebied. Zo kunnen we zien we of een cassette zich bijvoorbeeld op millimeter 20 of 30 bevindt", legt Hutjens uit. En als de rondloop van een oogstmodule dan wordt gestart, passeert deze een uprox NI10U-M12-naderingsschakelaar, die de timer voor een oogstcyclus start in de PLC. Een dergelijke complexe voorbereiding is nodig om de beweging van de cassettes te synchroniseren als de machine op volle snelheid draait.

Omdat de asperges niet netjes achter elkaar in een rijtje groeien, kunnen de oogstmodules behalve rondlopen ook naar links en rechts bewegen. Dit gebeurt door middel van perslucht, en is daarom altijd met een paar tienden van een seconde vertraagd. Om ervoor te zorgen dat de cassettes precies op elkaar aansluiten, ontvangt de PLC informatie over de afstand tussen de start- en doelpositie van de modules, gemeten met LE550-lasersensoren van Turck’s opto-elektronische partner Banner Engineering.

Keren met de joystick

De bestuurder kan de snelheid en de hydrostatische besturing van de oogstmachine beïnvloeden via een externe besturingsmodule. Twee Turck-encoders meten de omwentelingen van de wielen; AvL lost de detectie van de wielposities op via een inductieve lineaire wegmeting. De positiegever van de LI500-Q25-sensor is hiervoor gekoppeld aan de zuiger van de stuurcilinder. Op deze manier berekent de hoofdbesturing de hoeken van beide wielen met slechts één waarde - en kan de bediener de machine gemakkelijk draaien met behulp van een joystick. In tegenstelling tot menig model van concurrenten, hoeft de boer de AvL Compact S1560 niet aan een trekker te hangen om dit te doen.

Turck - Banner

Partners

Technologieën