Brezeln backen mit dem Roboter

„Immer weniger Bäckereien verkaufen immer mehr Backwaren“, so bringt es der Verband Deutscher Großbäckereien in seinem Branchenbericht auf den Punkt. Das bedeutet: Die einzelnen Betriebe müssen ihre Produktionskapazitäten immer stärker ausbauen, um konkurrenzfähig bleiben zu können. Angesichts des Personalmangels in der Lebensmittelbranche gewinnt die Automatisierung bei der großtechnischen Backwarenherstellung damit weiter an Bedeutung.

Bäckerei Görtz setzt mit ADM und Yaskawa künftig auf Roboter

Eine Bäckerei geht neue Wege

Vor diesen Herausforderungen stand auch die Bäckerei Görtz GmbH in Ludwigshafen. Seit 1963 schon versorgt die Inhaberfamilie Görtz – inzwischen mit dem Partner FSN – ihre Kundschaft in der Region an 362 Tagen im Jahr mit leckeren Broten, Brötchen, Kuchen sowie süßen und herzhaften Snacks. Dem Erfolgsrezept ist das Traditionsunternehmen stets treu geblieben: „Für unsere Gäste backen wir natürlich, lecker und vor allem täglich frisch.“

2024 machte die Bäckerei Görtz dann ernst damit, in der bestehenden Produktion neue Potenziale zu erschließen. Gemeinsam mit der ADM Automatisierungstechnik GbR gingen die Verantwortlichen deshalb auf die Suche nach neuen Möglichkeiten. Das erst 2022 gegründete Unternehmen aus dem ostwestfälischen Warburg hat sich auf Maschinenbau- und Robotik-Systeme für die Backwarenherstellung spezialisiert.

Robotik erfüllt komplexe Anforderungen

Als vielversprechender 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 Rolltransportwagen umgesetzt werden.

Die Anforderungen an das Projekt waren klar definiert:

1. Die Teiglinge auf den Dielen sollen sich beim Handling auf keinen Fall verschieben, um eine gleichbleibend hohe Produktqualität zu gewährleisten.

2. Die begrenzten räumlichen Gegebenheiten müssen berücksichtigt werden.
3. Die vorgegebene Produktionsleistung war mit 2000 Dielen pro Stunde (1000 Dielen je Frostanlage) hoch.
4. Es soll keine Stillstandzeiten beim Wechseln der Transportwagen entstehen, um eine kontinuierliche und effiziente Produktion zu gewährleisten.

„Nach der eingehenden Analyse wurde schnell klar, dass eine rein mechanische Lösung nicht die erforderliche Kompaktheit und Flexibilität bietet, 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.“

Innovatives Anlagenkonzept

Das umgesetzte Anlagenkonzept kombiniert mehrere innovative Komponenten in einer Anlage: Im Auslaufbereich wurde eine maßgeschneiderte 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 sprachen zum einen die Geschwindigkeit und Präzision und zum anderen die Tragkraft von 180 Kilogramm sowie die große Reichweite des Modells.
„GP“ steht für „General Purpose“ und damit für vielfältige Einsatzmöglichkeiten. Die 6-Achser, die im europäischen Yaskawa-Werk im slowenischen Kočevje gefertigt werden, können ohne Einschränkungen 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 sorgt für höchste 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 Dunschen. „Der GP180-FGG-Roboter von Yaskawa erfüllt diese Anforderungen perfekt und sorgt damit für eine noch höhere Qualität und Sicherheit der gesamten Anlage.“

Umsetzen der Dielen

Die Entnahme der Dielen aus den beiden parallelen Frostern übernimmt jeweils ein Roboter am Ende jeder Linie. Durch einen von ADM speziell 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 Transportwagenbelader.

Die Roboter arbeiten mit fein abgestimmten Geschwindigkeiten, um sicherzustellen, dass sich die Teiglinge auf den Dielen während des Handlings nicht verschieben. Diese Feinabstimmung der Bewegungsabläufe trägt entscheidend dazu bei, die Qualität der Teiglinge zu bewahren und eine gleichbleibend hohe Produktionsqualität sicherzustellen.

Beladung der Transportwagen

Das präzise Stapeln der Dielen auf den Rolltransportwagen 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 für Sicherheit.

Ein besonders anspruchsvolles Feature der Lösung ermöglicht es, den Beladevorgang der Transportwagen ohne Unterbrechung fortzusetzen: Sobald ein Wagen voll ist, wird der Roboter automatisch auf eine weitere Zelle umgeschaltet, so dass der Beladevorgang nahtlos weiterläuft. Dies sorgt für einen kontinuierlichen Produktionsfluss und verhindert Stillstandzeiten, die die Effizienz der Anlage beeinträchtigen können. Währenddessen hat der Bediener genügend Zeit, den voll beladenen Wagen zu entfernen und einen neuen leeren Wagen in die Anlage einzufahren.

Einstieg in die Backrobotik

Mit der neuen Anlage zum automatisierten Handling von Teiglingen ist der Bäckerei Görtz der Einstieg in die Robotik gelungen. Das Ludwigshafener Traditionsunternehmen hat damit nicht nur seinen Produktionsprozess optimiert, sondern auch den verfügbaren Raum optimal ausgenutzt und gleichzeitig eine hohe Qualität und Effizienz gewährleistet.