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In der Bäckereibranche ist die Automatisierung zwar bereits angekommen, „Dabei aber Roboter einzusetzen ist gerade für mittelständische Betriebe noch nicht der Standard. Die Backstube Malzers ist auf diesem Gebiet eine Vorreiterin“, sagt Peter Dunschen, Geschäftsführer von ADM Automation & Engineering, über seinen Kunden.
Da man täglich über 150 Filialen beliefert, kam bei der Backstube Malzers der Wunsch auf, Produktionsabläufe zu optimieren. Geschäftsführer Christian Scherpel und Björn Hennig, Technischer Leiter, wandten sich deshalb an Peter Dunschen, der den Einsatz von Robotern empfahl. Konkret ging es um eine Produktionslinie, die Backbleche und Dielen mit gefrorenen Brötchen-Teiglingen beschickt. Bisher wurde dies manuell erledigt. Während die Bleche in den Produktionsprozess am Hauptstandort in Gelsenkirchen gehen, werden die Dielen in die Filialen geliefert, wo die Teiglinge zu frischen Brötchen werden.
ADM hat sich in den letzten Jahren verstärkt mit dem Thema Robotik beschäftigt. Mit dem Auftrag von Malzers beschritt aber auch Peter Dunschen Neuland: „Wir haben erst 2022 mit dem Maschinenbau angefangen, als wir von einem anderen Unternehmen die Mitarbeitenden übernehmen konnten. Die Anlage für die Backstube Malzers war sozusagen unser Meisterstück – die erste, die in unserer neu gebauten Halle umgesetzt wurde!“
Lebensmitteltaugliche Roboter
Für die Backstube Malzers übernehmen Roboter gleich drei Arbeitsschritte – das Depalettieren, das Einlegen des Backpapiers und die Belegung der Dielen bzw. Bleche mit den Teiglingen. Dafür müssen Roboter, die direkt oder indirekt in Kontakt mit Lebensmitteln kommen, geeignet sein, etwa hinsichtlich Materialien, Reinigungsfähigkeit und Hygienedesign. Yaskawa bietet Motoman-Roboter serienmäßig lebensmitteltauglich an, mit zertifiziertem Lebensmittelfett in den Getrieben, höherer Dichtigkeit und spezieller Lackierung.
Nachdem ein Mitarbeiter die Wagen mit Blechen oder Dielen zur Zelle geführt hat, legt sie ein Handling-Roboter auf das Transportband. Bedingung: Beim Wechsel der Wagen darf es nicht zu einer Betriebsunterbrechung kommen. ADM entschied sich daher für einen flexiblen 6-Achsroboter Motoman GP180-120 von Yaskawa und positionierte ihn mittig vor dem Förderband. So können die Wagen von beiden Seiten an das Band herangefahren werden.
Relativ große Reichweite gefordert
Ist die eine Seite depalettiert, fährt ein Schutzzaun hoch, und der Roboter wendet sich den Wagen auf der anderen Seite zu. Ein Mitarbeiter kann die leeren Wagen wegbringen und durch volle ersetzen. Pro Stunde nimmt der Roboter 400 Bleche bzw. 1000 Dielen (zwei pro Zyklus) einzeln auf und legt sie auf das Band, wobei die Bleche angesaugt und die Dielen angeklemmt werden.
Die mittige Positionierung und die Größe der Wagen erforderte einen Roboter mit relativ großer Reichweite. Dazu kam der 90 kg schwere Greifer Mit einer Traglast bis zu 120 kg und einem Arbeitsbereich von bis zu 3,0 m erwies sich der Motoman GP180-120 als ideal.
Ein Motoman MPK2F legt anschließend das Backpapier auf. Je nachdem, ob es sich um Bleche oder Dielen handelt, ist ein anderes Papierformat nötig. Deshalb sind die Papierwagen entsprechend codiert. Der Greifer mit Saugeinheit ist für beide Papiersorten geeignet. Ist ein Papierwagen leer, schwenkt der MPK2F automatisch auf den nächsten um. Dann wird der erste wieder neu befüllt.
1000 Blatt pro Stunde
Der 5-achsige Motoman MPK2F ist ein kompakter High-Speed-Pick&Place-Roboter mit einer Traglast von 2 kg und einer Reichweite von 900 mm. „Wir haben zuvor mit einem 3-achsigen Deltapicker experimentiert und auch mit einem Motoman GP7. Doch erst der MPK2F konnte unsere Geschwindigkeitsanforderung von 1000 Blatt pro Stunde erfüllen“, erklärt Peter Dunschen. Der MPK2F verfügt über eine spezielle Wash-Down-Lackierung, und wurde speziell für den Einsatz in der Lebensmittelindustrie entwickelt.
Im letzten Arbeitsschritt kommen vier Motoman MPP3H zum Einsatz, die ebenfalls serienmäßig für den Einsatz im Lebensmittelbereich zertifiziert sind. Die 4-achsigen Hochgeschwindigkeitsroboter belegen die Bleche bzw. Dielen mit den Brötchen, die auf einem zweiten Förderband aus der entgegengesetzten Richtung eingefahren werden. „Die vier MPP3H machen je 80 Picks pro Minute“, erklärt Peter Dunschen. Ermöglicht wird diese Schnelligkeit durch das hohe Drehmoment der vierten Achse, der sogenannten Handachse.
Weitere Potenziale
Eine Herausforderung stellten die unterschiedlichen Belegungsmuster für die einzelnen Filialen dar. Über eine IT-Schnittstelle erhalten die Deltapicker das berechnete Belegungsmuster pro Diele, sodass die Vorgabe jeder Filiale hinsichtlich Sorte und Anzahl Brötchen erfüllt werden kann.
Die Anlage ist ein echter Erfolg: „Statt der geforderten 8000 verarbeitete die Anlage sogar 9000 Teiglinge pro Stunde“, ist Peter Dunschen zufrieden. Sowohl Malzers als auch ADM sehen weiteres Potenzial in der Bäckerei. So könnten Roboter beispielsweise das Einschieben der bestückten Bleche in die Wagen übernehmen oder das Ausleeren der Teiglinge aus den Beuteln. „Darüber haben wir zwar schon gesprochen, aber noch kein konkretes Konzept angedacht.“
Der Erfolg sei auch Yaskawa zuzuschreiben, betont Peter Dunschen: „Wir haben bei diesem Projekt jede erdenkliche Unterstützung erfahren. Unser Ansprechpartner war jederzeit für uns verfügbar, hat uns beraten und sich intensiv mit unserem Projekt auseinandergesetzt. Vom ersten Kontakt an war klar: Yaskawa geht es um eine echte, langfristige Partnerschaft, nicht um ein schnelles Geschäft. Für uns kommt in Zukunft kein anderer Lieferant mehr in Frage!“ Inzwischen arbeitet ADM bereits mit einer weiteren Großbäckerei an der Automatisierung ihrer Produktion. Auch hier werden erstmals Roboter zum Einsatz kommen. Von Yaskawa, selbstverständlich.
Yaskawa Europe GmbH
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