AUTOMATISIERUNG DER PRODUKTION

In fünfter Generation sorgt der Familienbetrieb Malzers dafür, dass das Ruhrgebiet mit frischen Brötchen, Broten und Kuchen versorgt wird. Seit kurzem werden die Bäckermeister durch sechs Motoman-Industrieroboter von Yaskawa unterstützt.

Mit der zunehmenden Expansion – täglich werden über 150 Filialen beliefert – kam der Wunsch auf, die Produktionsabläufe zu optimieren. Geschäftsführer Christian Scherpel und Björn Hennig, Technischer Leiter bei Malzers, wandten sich deshalb an Peter Dunschen, der den Einsatz von Robotern empfahl. Mit seinem Unternehmen ADM Automation & Engineering im ostwestfälischen Warburg plant und programmiert er seit über 20 Jahren Systeme für Großbäckereien. Zum Projekt bei Malzers berichtet er: „Wir wandten uns an einen bekannten Hersteller von Industrierobotern, aber unsere Anfrage wurde nicht zufriedenstellend beantwortet. Ehrlich gesagt, wurden wir sehr schlecht beraten. Über unser Netzwerk kamen wir dann zu Yaskawa – und schon nach kurzer Zeit war klar, dass wir mit diesem Partner die Anlage umsetzen wollten.“

Dabei ging es um die automatisierte Beschickung von Backblechen und Dielen mit gefrorenen Brötchenteiglingen. Bisher wurde dies manuell erledigt. Während die Bleche direkt in den weiteren Produktionsprozess am Hauptstandort in Gelsenkirchen gehen, werden die Dielen in die Filialen geliefert, wo die Teiglinge vor Ort zu frischen Brötchen gebacken werden.

ADM hat sich als Spezialist für Automation in den letzten Jahren verstärkt mit dem Thema Robotik beschäftigt. „Wir konnten schon mit einigen Kunden Lösungen erarbeiten, mit denen sie bei anderen Systemanbietern an die Grenzen gekommen waren“, ist Dunschen stolz. Mit dem Auftrag von Malzers beschritt aber auch er Neuland: „Wir haben erst 2022 mit dem Maschinenbau angefangen, als wir von einem anderen Unternehmen die Beschäftigten übernehmen konnten. Die Anlage für die Backstube Malzers war sozusagen unser Meisterstück – die erste, die in unserer neu gebauten Halle umgesetzt wurde!“

Einhaltung der GMP-Vorgaben

Bei der von ADM vorgeschlagenen Lösung übernehmen Roboter gleich drei Arbeitsschritte – das Depalettieren, das Einlegen des Backpapiers und die Belegung der Dielen beziehungsweise Bleche mit den Teiglingen. Um die Sicherheit und Qualität zu gewährleisten, müssen Roboter, die direkt oder indirekt in Kontakt mit Lebensmitteln kommen, speziell dafür geeignet sein. Unter anderem müssen Vorgaben wie jene der GMP-Richtlinien eingehalten werden, etwa hinsichtlich Materialien, Reinigungsfähigkeit und Hygienedesign. Yaskawa bietet Motoman-Roboter bereits serienmäßig lebensmitteltauglich an, mit entsprechend zertifiziertem Fett 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. Eine Bedingung des Auftraggebers war: Beim Wechsel der Wagen darf es nicht zu einer Betriebsunterbrechung kommen. ADM entschied sich deshalb für einen Motoman GP180-120, einen flexiblen Sechsachsroboter, und positionierte ihn mittig vor dem Förderband. So können die Wagen von beiden Seiten an das Band herangefahren werden. 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 oder 1.000 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 Greifer, der mit seinen rund 90 Kilogramm nicht eben ein Leichtgewicht ist. Mit einer Traglast bis zu 120 Kilogramm und einem Arbeitsbereich von bis zu drei Metern erwies sich der GP180-120 als ideal für die beengten Platzverhältnisse zwischen Wagen und Band.

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, sodass keine Rüstzeit anfällt. Ist ein Papierwagen leer, schwenkt der Roboter automatisch auf den nächsten um. Dann kann der erste wieder neu befüllt werden.

Fünfachser für das Backpapier

Der fünfachsige MPK2F ist ein kompakter High-Speed-Pick&Place-Roboter mit einer Traglast von zwei Kilogramm und einer Reichweite von 900 Millimetern. „Wir haben zuvor mit einem dreiachsigen Deltapicker experimentiert und auch mit einem Motoman GP7. Doch erst der MPK2F konnte unsere Geschwindigkeitsanforderung von 1.000 Blatt pro Stunde erfüllen“, berichtet Dunschen. Das Modell verfügt über eine spezielle Wash-Down-Lackierung, und wurde insbesondere für den Einsatz in der Lebensmittelindustrie entwickelt.

Im letzten Arbeitsschritt kommen vier Motoman MPP3H zum Einsatz. Sie belegen die Bleche oder Dielen mit den Brötchen, die auf einem zweiten Förderband aus der entgegengesetzten Richtung eingefahren werden. ADM entschied sich dabei vor allem aus einem Grund für die kompakten vierachsigen Hochgeschwindigkeitsroboter, die ebenfalls serienmäßig für den Einsatz im Lebensmittelbereich zertifiziert sind: „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.

Eine Herausforderung stellten die unterschiedlichen Belegungsmuster dar. Dazu Dunschen: „Die Filialen bestellen verschiedene Mengen an unterschiedlichen Brötchen – das mussten wir berücksichtigen.“ Hier kam ADM die langjährige Erfahrung in der Automatisierung zugute. Über eine EDV-Schnittstelle erhalten die Deltapicker das berechnete Belegungsmuster pro Diele, sodass die Vorgabe jeder Filiale hinsichtlich Sorte und Anzahl Brötchen erfüllt werden kann. Am Ende des Prozesses werden die bestückten Dielen und Bleche manuell in Wagen eingeschoben und zur Auslieferung beziehungsweise zum Backen transportiert.

Als es um die Abnahme ihrer ersten Anlage ging, seien er und sein Team schon etwas nervös gewesen, so Dunschen. Doch bereits nach zwei Stunden sei klargewesen: Die Vorgabe von Malzers wurde übererfüllt. „Statt der geforderten 8.000 verarbeitete die Anlage sogar 9.000 Teiglinge pro Stunde. Damit war die Abnahme eigentlich schon fast erledigt, und seither läuft die Produktionslinie problemlos“, ist er zufrieden. Dieses Verdienst sei auch Yaskawa zuzuschreiben: „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!“

Sowohl Malzers als auch ADM sehen weiteres Potenzial in der Automatisierung der Bäckerei. So könnten Roboter beispielsweise das Einschieben der bestückten Dielen oder Bleche in die Wagen übernehmen. Ebenso Vorarbeiten wie das Ausleeren der Teiglinge aus den Beuteln. „Darüber haben wir zwar schon gesprochen, aber noch kein konkretes Konzept angedacht“, so Dunschen.

Inzwischen arbeitet ADM bereits mit einer weiteren Großbäckerei an der Automatisierung ihrer Produktion. Auch hier werden erstmals Roboter von Yaskawa zum Einsatz kommen.

Diesen Artikel finden Sie in LT 12/2024 auf den Seiten 36 und 37.

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