Automatisiertes Backen am POS
mit 3D-gedrucktem Greifer
LMD | Fallstudie
In Bäckereien und Supermärkten bedrohen Arbeitskräftemangel und Lebensmittelverschwendung die Rentabilität, während die Verbraucher rund um die Uhr frische, hochwertige Waren verlangen. Die herkömmliche Automatisierung hat oft Probleme mit empfindlichen Backwaren, Hygienestandards und schwankender Nachfrage. Doch was wäre, wenn ein Robotergreifer die menschliche Geschicklichkeit nachahmen und gleichzeitig manuelle Prozesse in Bezug auf Kosten, Verfügbarkeit und Präzision übertreffen könnte?
Hier kommt das Bakisto-System ins Spiel - ein KI-gesteuertes, vollautomatisches Backökosystem, das durch den lebensmittelsicheren Greifer von LMD und die additive Fertigungstechnologie von EOS ermöglicht wird. Dieses System wurde in Zusammenarbeit mit FANUC, WIESHEU und Wanzl entwickelt und definiert das Backen in der Filiale durch funktionale Integration und Materialinnovation neu. Das Ergebnis: eine Bäckerei, die rund um die Uhr in Betrieb ist, die Abfälle reduziert und auch in Spitzenzeiten gleichbleibende Qualität liefert.
Herausforderung
Die Automatisierung handwerklicher Backprozesse erforderte eine Lösung für drei kritische Probleme: empfindliche Handhabung, Einhaltung der Hygienevorschriften und schneller Werkzeugwechsel.Herkömmliche lebensmittelechte Greifer - in der Regel aus Edelstahl - sind schwer, schränken die Nutzlast des Roboters ein und erfordern größere, potenziell weniger sichere Roboterarme. Darüber hinaus stellt jeder externe Schlauch oder jedes Kabel an einem Greifer eine störende Kontur dar, die die Bewegung einschränkt und schnelle Wechsel umständlich macht. Angesichts dieser einzigartigen Anforderungen reichten herkömmliche Fertigungsansätze nicht aus. LMD benötigte einen Greifer, der leichte Festigkeit, integrierte Funktionalität und Lebensmitteltauglichkeit in einem Teil vereint.
Herkömmliche Fertigungsmethoden konnten die für diese spezielle Anwendung erforderliche Kombination aus Präzision, Lebensmittelsicherheit und Flexibilität nicht bieten. Selbst kleine Abweichungen bei den Materialeigenschaften oder der Oberflächenbeschaffenheit könnten die Produktqualität oder die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften beeinträchtigen, so dass dies eine ideale Herausforderung für die fortschrittliche additive Fertigung darstellt.
Lösung
Mit dem zuverlässigen EOS P 396 hat LMD einen innovativen Multimaterial-Greifer entwickelt: Das Grundgerüst und die Greiferfinger bestehen aus PA 2200, während zwei TPU 1301-Hüllen den vollständig 3D-gedruckten Antrieb funktional und hygienisch abdecken. Durch die Kombination des Know-hows von LMD im Bereich der Lebensmittelautomation mit den präzisen Fertigungsmöglichkeiten von EOS technology wurde ein bahnbrechendes Design geschaffen, das höchste Hygienestandards mit präziser Handhabung verbindet.
Dank des selektiven Lasersinterns (SLS) konnten die Pneumatikkanäle direkt in die Struktur des Greifers integriert werden. Dies reduziert potenzielle Fehlerquellen, vereinfacht die Reinigung und erleichtert die Wartung erheblich. "Die EOS P 396 ist für unsere Arbeit von unschätzbarem Wert, denn sie ermöglicht es uns, die Gestaltungsfreiheit zu nutzen, und die große Bandbreite an Materialien bietet eine hohe Flexibilität. Wir können präzise Produkte herstellen, ohne durch Standardkomponenten eingeschränkt zu sein", erklärt Max Becker, Projektleiter bei LMD. Durch iterative Entwicklung und enge Zusammenarbeit optimierte das Team das Design des Greifers für die Praxis, wodurch die Montagezeit und mögliche Fehlerquellen drastisch reduziert wurden.
Ergebnisse
Die Zusammenarbeit zwischen LMD, EOS und den Partnerunternehmen hat das automatisierte Backen grundlegend verändert. Statt auf manuelle Nachtschichten angewiesen zu sein, ermöglicht nun eine hygienische und effiziente Cobot-Lösung einen durchgängig automatisierten Betrieb - exakt zugeschnitten auf die Anforderungen des modernen Lebensmitteleinzelhandels. Die leichte und dennoch robuste Greiferkonstruktion reduziert die Trägheit des Systems spürbar - ein entscheidender Vorteil beim Handling schwerer Backbleche und empfindlicher Produkte.
Im Vergleich zu herkömmlichen Greifern minimieren die abgerundete Geometrie und die flexible Struktur des 3D-gedruckten LMD-Greifers das Risiko von Kollisionen erheblich. Darüber hinaus ermöglicht der Einsatz von Funktionsintegration und Leichtbau den Bau kompakterer Systeme, was nicht nur Platz spart, sondern auch die Kosten deutlich reduziert. "Die EOS-Technologie gibt uns die Freiheit, unsere Ideen ohne Einschränkungen umzusetzen und maßgeschneiderte, innovative Lösungen für unsere Kunden zu entwickeln", fasst Max Becker von LMD zusammen.
Die Konsolidierung der Teile in einer einzigen gedruckten Baugruppe reduzierte den Materialverbrauch, vereinfachte die Lieferkette und beseitigte potenzielle Fehlerquellen. Interne pneumatische Kanäle, die direkt in den Greifer gedruckt wurden, machten externe Schläuche und Kabel überflüssig, die die Bewegung behindern oder den Produktwechsel verlangsamen könnten. Im Gegensatz zu menschlichen Bäckern können die mit dieser Lösung ausgestatteten Cobots bereits Stunden vor Ladenöffnung mit der Arbeit beginnen, die Nacht durchbacken und sich während der Grippesaison nicht krank melden. Diese Zuverlässigkeit, gepaart mit der KI-Bedarfsprognose von Wanzl, stellt sicher, dass die frischen Waren genau dann fertig sind, wenn die Kunden sie wünschen - ohne Überproduktion oder verschwendete Arbeitsstunden. "Mit dem Greifer von LMD können unsere Cobots Croissants so sanft wie menschliche Hände behandeln, aber mit höherer Verfügbarkeit und zu geringeren Kosten. Dies wird die Backvorgänge für Einzelhändler verändern und den Durchsatz und die gleichbleibende Produktqualität erheblich verbessern", sagt Jens Kaufmann, Business Development & Process Improvement bei FANUC Deutschland.
Diese erfolgreiche Zusammenarbeit ist zu einer Blaupause für Innovationen in der Lebensmittelautomatisierung geworden. Sie zeigt, wie fortschrittliche additive Fertigung komplexe Herausforderungen in stark regulierten Umgebungen lösen und gleichzeitig messbare Geschäftsvorteile liefern kann. "Unsere Partnerschaft mit LMD zeichnet sich durch herausragende Flexibilität, exzellente Produktqualität und einen wirklich kooperativen Geist aus. Gemeinsam haben wir innovative Lösungen entwickelt und effizient umgesetzt - ein echtes Beispiel für eine Partnerschaft auf Augenhöhe", resümiert Kaufmann.
Kurze Unternehmensprofile:
LMD ist ein Spezialist für Automatisierungsroboter, der sich auf hygienische, hochzyklische Lösungen für den Gesundheitsbereich und die Lebensmittelproduktion spezialisiert hat. Weitere Informationen: https://lmd-innovation.de/
FANUC ist ein weltweit führender Hersteller von Industrierobotern, der jährlich über 100.000 Cobots ausliefert und Pionierarbeit bei kollaborativen Automatisierungslösungen leistet. Weitere Informationen: https://www.fanuc.eu/eu-en
WIESHEU ist ein innovativer Anbieter von intelligenten Backsystemen mit mehr als 50 Jahren Erfahrung im Ofenbau und einem Schwerpunkt in der Backtechnik für den Einzelhandel. Weitere Informationen: https://www.wiesheu.de/en/
Wanzl ist ein Pionier für Handelslösungen und beliefert Europas führende Supermarktketten mit maßgeschneiderter Ladenbau- und Einzelhandelssoftware. Weitere Informationen: https://www.wanzl.com/en_GB
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