Laut Branchenbericht des Verbands Deutscher Großbäckereien verkaufen immer weniger Bäckereien immer mehr Backwaren. Die einzelnen Betriebe sind also angehalten, ihre Produktionskapazitäten immer stärker ausbauen. Aufgrund des Personalmangels in der Lebensmittelbranche gewinnt die Automatisierung bei der großtechnischen Backwarenherstellung weiter an Bedeutung.
Roboter in der Bäckerei
Vor diesen Herausforderungen stand auch die Bäckerei Görtz aus Ludwigshafen. Seit 1963 versorgt die Inhaberfamilie Görtz – inzwischen mit dem Partner FSN – ihre Kundschaft in der Region an mit Broten, Brötchen oder Kuchen.
2024 begann die Bäckerei ernst damit, in der bestehenden Produktion neue Effizienz-Potenziale zu erschließen. Gemeinsam mit der ADM Automatisierungstechnik gingen die Verantwortlichen auf die Suche nach neuen Möglichkeiten. Das erst 2022 gegründete Unternehmen aus dem ostwestfälischen Warburg hat sich auf Maschinenbau- und Robotik-Systemen für die Backwarenherstellung spezialisiert.
Komplexe Anforderungen
Als ein Ansatzpunkt erwies sich das Handling von Teiglingen nach dem Frosten: Die Teiglinge durchlaufen je eine von zwei parallelen Frosterlinien auf Dielen. Diese Dielen wiederum sollten im Anschluss an das Frosten automatisiert am Frosterausgang entnommen und auf Roll-Transportwagen umgesetzt werden. Folgende Anforderungen wurden für das Projekt definiert:
- Die Teiglinge auf den Dielen sollten sich beim Handling auf keinen Fall verschieben, um gleichbleibende Produktqualität zu gewährleisten.
- Die begrenzten räumlichen Gegebenheiten mussten berücksichtigt werden.
- Die vorgegebene Produktionsleistung lag bei 2.000 Dielen pro Stunde (1.000 Dielen je Frostanlage).
- Es sollte keine Stillstandszeiten beim Wechseln der Transportwagen entstehen.
„Nach einer eingehenden Analyse wurde schnell klar, dass eine rein mechanische Lösung nicht die erforderliche Kompaktheit und Flexibilität bieten würde, um den speziellen Anforderungen der Bäckerei Görtz gerecht zu werden“, erinnert sich ADM-Geschäftsführer Peter Dunschen. „Die Entscheidung fiel daher auf den Einsatz von Robotik. Das ermöglichte eine flexible und gleichzeitig kompakte Lösung, die sowohl den technischen als auch den räumlichen Vorgaben perfekt entspricht.“
Roboterbasiertes Konzept
Das umgesetzte Anlagenkonzept kombiniert mehrere Komponenten in einer Anlage: Im Auslaufbereich wurde eine individuelle Förderanlage mit einer Stopper-Vereinzelung installiert. Diese fördert eine ordnungsgemäße Lagenbildung der Dielen und sorgt dafür, dass die Teiglinge gleichmäßig und stabil auf den Dielen platziert sind, bevor sie von den Robotern entnommen werden.
Als weiteres Schlüsselelement kommen in der Anlage insgesamt vier Industrieroboter vom Typ Motoman GP180 FGG des Herstellers Yaskawa zum Einsatz. Für diese Entscheidung sprach zum einen die Geschwindigkeit und Präzision und zum anderen die Tragkraft von 180kg sowie die große Reichweite des Modells. ‚GP‘ steht für ‚General Purpose‘ und damit für vielfältige Einsatzmöglichkeiten. Die 6-Achser, die im Yaskawa-Werk im slowenischen Koevje gefertigt wurden, können in beliebiger Einbaulage arbeiten, Roboterkabel lassen sich entweder seitlich oder durch den Sockel hindurch einführen. Die integrierte Medienversorgung in den Achsen optimiert den Aufbau von Greifern und unterstützt die Zuverlässigkeit im späteren Betrieb. Speziell für die Lebensmittelindustrie hat Yaskawa die Roboterserie Motoman GP FGG entwickelt. FGG steht für ‚Food Grade Grease‘ und damit für den ausschließlichen Einsatz von Schmierstoffen, die für die Nahrungsmittelproduktion zugelassen sind. „Dies war für uns ein entscheidendes Kriterium, da wir höchste hygienische Standards gewährleisten mussten“, betont Peter Dunschen von ADM.
Geschwindigkeit abgestimmt
Die Entnahme der Dielen aus den beiden parallelen Frostern übernimmt jeweils ein Roboter am Ende jeder Linie. Durch einen von ADM entwickelten Lagengreifer ist jeder der beiden Roboter in der Lage, gleichzeitig bis zu sechs Dielen aufzunehmen und diese auf ein Förderband abzulegen. Das Förderband transportiert die Dielen zur nächsten Station: dem Transportwagen-Belader. Die Roboter arbeiten mit fein abgestimmten Geschwindigkeiten, damit sich die Teiglinge auf den Dielen während des Handlings nicht verschieben. Diese Feinabstimmung der Bewegungsabläufe hilft, eine gleichbleibende Qualität der Teiglinge zu bewahren.
Roll-Transportwagen beladen
Das präzise Stapeln der Dielen auf den Roll-Transportwagen übernehmen zwei weitere GP180-Roboter. Diese sind mit einem speziellen Lagengreifer ausgestattet, der die Dielenstapel nicht nur aufnimmt, sondern sie auch gleichzeitig ausrichtet, um eine möglichst platzsparende und stabile Beladung der Wagen zu gewährleisten. Der Greifer sorgt dafür, dass die Dielen korrekt in den Wagen eingelegt werden, ohne dass es zu Verschiebungen oder Instabilitäten kommt. Ein Safety-Lichtvorhang sorgt dabei für Sicherheit. Ein besonders anspruchsvolles Feature des Systems ermöglicht es, den Beladevorgang der Transportwagen ohne Unterbrechung fortzusetzen: Sobald ein Wagen voll ist, wird der Roboter automatisch auf eine zweite Zelle umgeschaltet, sodass der Beladevorgang nahtlos weiterläuft. Dies sorgt für einen kontinuierlichen Produktionsfluss und verhindert Stillstandzeiten. Währenddessen hat der Bediener genügend Zeit, den voll beladenen Wagen zu entfernen und einen neuen leeren Wagen in die Anlage einzufahren.
