KI auf dem Acker: Unkrautbekämpfung mit Gleitlagern

Zwischen steigendem Qualitätsanspruch und Kostendruck suchen Bio-Landwirte nach effizienten, umweltschonenden Lösungen. Die österreichische Farm-ING bietet mit der InRowING-Hacke, unterstützt durch Sensorik und KI, präzise Unkrautentfernung zwischen Nutzpflanzen. Robuste, wartungsfreie Igus Gleitlager sichern die Genauigkeit auch unter rauen Bedingungen. 

Die Nachfrage nach Bio-Lebensmitteln wächst ständig. Doch europäische Erzeuger stehen vor zwei zentralen Herausforderungen: Sie müssen ihre Produkte wirtschaftlich attraktiv und für Verbraucher bezahlbar halten, gleichzeitig aber den Aufwand bei der Erzeugung spürbar senken. Vor allem die mechanische Unkrautbekämpfung ohne chemische Hilfsmittel stellt viele Landwirte vor große Aufgaben: Während konventionelle Betriebe auf Herbizide zurückgreifen können, sind Biobauern auf mechanische und manuelle Methoden angewiesen, die zeitaufwendig, personalintensiv und damit sehr teuer sind. Gefragt sind daher Automatisierungslösungen für die Landwirtschaft, die effizient, robust und wartungsarm sind. Wie das Hackgerät von Farm-ING Smart Farm Equipment FlexCo, kurz Farm-ING: Das österreichische Unternehmen hat sich auf die Entwicklung von KI-gesteuerten Landmaschinen spezialisiert. Ein Paradebeispiel ist die InRowING-Hacke, ein Gerät, das Nutzpflanzen automatisch erkennet und gezielt von Unkraut befreit. Die Hacke arbeitet mit hochauflösenden Kameras und Künstlicher Intelligenz und reduziert so die Handarbeit bis zu 90 Prozent. Für diese Innovation wurde Farm-ING jüngst mit dem manus award von Igus ausgezeichnet, einem internationalen Wettbewerb für nachhaltige und innovative Anwendungen mit Kunststoffgleitlagern. „Die Auszeichnung mit dem manus award ist für uns eine tolle Bestätigung, dass wir mit unserem Ansatz auf dem richtigen Weg sind“, sagt Gerhard Zimmermann, CTO von Farm-ING. „Denn wir wollen nicht nur effizienter, sondern auch nachhaltiger produzieren – und das gelingt mit der Kombination aus KI, Sensorik und robusten, wartungsarmen Komponenten, wie sie Igus liefert.“ 

Die Vision des 2021 gegründeten Unternehmens ist es, Lösungen auf den Markt zu bringen, die nicht nur die Produktivität steigern, sondern dazu beitragen, dass Landwirte wieder mehr Erfüllung an ihrer Arbeit finden. Gerhard Zimmermann: „Der Arbeitskräftemangel ist in der Landwirtschaft ein drängendes Thema - gleichzeitig wächst die Nachfrage nach gesunden, aber bezahlbaren Lebensmitteln. Die Landwirtschaft muss effizienter und kostengünstiger produzieren, ohne dabei Kompromisse bei Qualität oder Umweltverträglichkeit einzugehen. Die Digitalisierung in der Landmaschinentechnik bietet hier enorme Chancen, die Arbeitsabläufe zu erleichtern und die Produktivität zu steigern – und hier setzen wir mit unseren Maschinen wie der InRowING an.” 

KI-Algorithmen steuern robuste Mechanik 

Das Hackgerät basiert auf einem modularen Aufbau, der sich an verschiedene Reihenanzahlen und -breiten anpassen lässt - von zwei Reihen bis 23 Reihen. Beim 4-Reihen-Gerät erfassen vier Kameras, jeweils mit einem Sichtfeld von etwa 60 cm, den Boden und die Pflanzen. Die Bildverarbeitung läuft direkt an der Maschine – Cloud-Anbindung ist bewusst nicht vorgesehen, um die Reaktionsgeschwindigkeit zu maximieren. Die KI-Algorithmen, die von den Entwicklern selbst trainiert werden, unterscheiden nicht nur das Unkraut von den Nutzpflanzen, sondern erkennen auch deren Position und Größe. So können die Hackmesser gezielt zwischen den Pflanzen arbeiten, ohne diese zu beschädigen. „Die KI lernt laufend dazu“, erklärt Zimmermann. „Wir trainieren sie mit Bildern aus der Praxis, damit sie auch mit unterschiedlichen Lichtverhältnissen, Bodenarten und Pflanzenformen zurechtkommt.“ Die mechanische Umsetzung dieser Präzision ist eine Herausforderung. Die Parallelogramm-Aggregate, die die Hackmesser führen, sind mit Kunststoffbuchsen – konkret Igus Gleitlagern aus iglidur J – gelagert. Diese Lager sind wartungsfrei, robust und eignen sich ideal für den rauen Einsatz auf dem Feld. Sie sorgen dafür, dass die Bewegungen der Hackmesser exakt und spielfrei ausgeführt werden können, und das zuverlässig auch unter schwierigen Bedingungen. Die Führungen der Räder des Aggregats, die mit millimetergenau messenden Inkrementalgebern ausgestattet sind, sind denselben Umweltbedingungen ausgesetzt, werden aber mechanisch etwas weniger stark beansprucht - hier kommen Gleitlager aus iglidur G zum Einsatz. Durch die präzise Messung der Radumdrehung kann die Steuerung die Position der Maschine auf den Zentimeter genau bestimmen und berechnen, wann die Hackwerkzeuge die Nutzpflanze passiert haben und das Unkraut gezielt entfernt werden kann. 

Unberechenbare Einsatzbedingungen für mechanische Komponenten 

Die Landwirtschaft stellt besondere Anforderungen an mechanische Komponenten. „Anders als in der Industrie sind die Einsatzbedingungen auf dem Feld unberechenbar: Staub, Schmutz, Feuchtigkeit, extreme Temperaturen und hohe mechanische Belastungen sind an der Tagesordnung“, erklärt Zimmermann. „Deshalb brauchen wir Lager, die all das aushalten – und das oft jahrelang ohne Wartung.“ Die iglidur J- und G-Materialien sind speziell für diesen Einsatz entwickelt. iglidur J zeichnet sich durch besonders niedrige Reibwerte im Trockenlauf aus, was für die meist langsam bewegten Hackelemente ideal ist. Die Lager sind schmierfrei, was den Wartungsaufwand auf dem Feld deutlich reduziert. Das Hochleistungspolymer iglidur G ist ein Allrounder: Es ist resistent gegen Schmutz, Staub und Feuchtigkeit, kann hohe Lasten aufnehmen und ist auch bei niedrigen bis mittleren Gleitgeschwindigkeiten sehr verschleißfest. Beide Werkstoffe sind unempfindlich gegenüber Stößen und Schlägen – ein klarer Vorteil in ruppigem Gelände. „Flächenpressung und Einbautoleranz sind bei uns ein großes Thema“, erklärt Zimmermann. „Die Lager müssen nicht nur hohe Lasten aushalten, sondern auch in der Montage einfach sein. Da sind die Igus Gleitlager einfach unschlagbar.“ Die robusten Kunststofflager sorgen dafür, dass die Hackgeräte auch nach vielen Einsatzstunden noch präzise arbeiten. Und weil sie keine Schmiermittel benötigen, können keine Öle oder Fette in den Boden gelangen – ein weiterer Pluspunkt für die Nachhaltigkeit. Beide Werkstoffe sind korrosionsfrei und leicht – ideal für den mobilen Einsatz auf dem Feld. 

Hohe Lebensdauer und minimaler Wartungsaufwand 

Gerade unter den rauen Bedingungen in der Landwirtschaft, wo Schmutz, Feuchtigkeit und mechanische Beanspruchung die Standzeit klassischer Lager oft stark verkürzen, überzeugen die iglidur Gleitlager durch ihre ausgeprägte Verschleißfestigkeit und Robustheit – ein entscheidender Vorteil, der nicht nur die Verfügbarkeit der Maschine erhöht, sondern auch den Wartungsaufwand für den Landwirt deutlich reduziert, da die wartungsfreien Lager nach dem Einbau praktisch keine zusätzliche Pflege mehr benötigen und selbst bei hohen Flächenpressungen sowie unter Staub und Nässe ihre hohe Lebensdauer behalten. „Für uns war klar, dass wir bei dieser Anwendung nur Kunststoffgleitlager einsetzen können. Metalllager sind zu teuer und zu wartungsintensiv“, erläutert Gerhard Zimmermann. “Mit den Lagern von Igus haben wir eine Lösung, die unsere Anforderungen technisch und wirtschaftlich genau erfüllt.“ 

Verlässliche Partnerschaft stärkt Innovationskraft für die Zukunft 

Farm-ING ist mit den Igus Produkten und dem Service dahinter daher rundum zufrieden. „Wenn man in unserer Branche nach Kunststoffgleitlagern sucht, ist Igus die erste Adresse“, betont Zimmermann. „Die Beratung und der Service sind super, und wenn wir mal eine Frage haben, bekommen wir schnell und unkompliziert Hilfe.“ Die Zusammenarbeit mit Igus ist für Farm-ING nicht neu: Zimmermann kennt die Produkte bereits aus seiner vorherigen beruflichen Tätigkeit und schätzt die Kompetenz und Erreichbarkeit der Ansprechpartner. Deshalb ist die Integration der Igus Gleitlager in die InRowING-Hacke für Farm-ING auch keine Premiere: „Wir setzen Igus Lösungen auch in anderen Produkten ein“, erklärt CTO Zimmermann. „Und auch in unserer jüngsten Entwicklung, die noch dieses Jahr auf den Markt kommen wird, vertrauen wir auf Igus: Der Spot-Sprayer ist eine KI-gesteuerte Sprühmaschine, die wahlweise Dünger oder Unkrautvernichtungsmittel punktgenau auf eine Fläche von 5 x 5 cm sprühen kann.“ Das Gerät ist derzeit in der Endphase der Entwicklung. „Wir sehen da einen großen Markt, denn auch konventionelle Landwirte legen immer mehr Wert auf Nachhaltigkeit“, so Zimmermann. „Mit dem neuen Spot-Sprayer können sie bis zu 90 Prozent der Pflanzenschutzmittel einsparen – das ist ein enormer Hebel für die Wirtschaftlichkeit der Betriebe und für die Umwelt.“ 

Die Zusammenarbeit zwischen Farm-ING und Igus ist ein Paradebeispiel dafür, wie innovative Technik und zuverlässige Komponenten die Landwirtschaft nachhaltig verändern können. „Das Feedback aus dem Markt sagt uns: Wir sind mit unseren Produkten auf einem sehr guten Weg“, so CTO Gerhard Zimmermann abschließend.  

Bilder: Farm-ING; Igus GmbH