自動POSベーキング
3Dプリントグリッパー

LMD｜ケーススタディ

ベーカリーやスーパーマーケットでは、労働力不足や食品廃棄が収益性を脅かす一方、消費者は24時間体制で新鮮で高品質な商品を求めている。従来のオートメーションは、デリケートなペストリー、衛生基準、変動する需要に苦戦することが多い。しかし、もしロボットグリッパーが人間の手先の器用さを模倣しながら、コスト、可用性、精度で手作業を凌ぐことができるとしたらどうでしょう？

Bakistoシステムの登場です。LMDの食品安全グリッパーを搭載し、EOSアディティブ・マニュファクチャリング技術によって実現された、AI主導の全自動ベーキング・エコシステムです。ファナック、WIESHEU、Wanzlとのパートナーシップにより開発されたこのシステムは、機能統合と材料革新により、店舗でのベーキングを再定義します。その結果、24時間365日稼働するベーカリーで、廃棄物を削減し、ピーク時でも安定した品質を提供することができます。

課題

職人的な製パン工程を自動化するには、デリケートなハンドリング、衛生コンプライアンス、迅速なツール交換という3つの重要な問題に対するソリューションが必要でした。従来の食品安全グリッパー（通常はステンレス製）は重いため、コボットの可搬重量は制限され、より大型で安全性に劣る可能性のあるロボットアームが必要となります。さらに、グリッパー上のすべての外部ホースやケーブルは、動きを制限し、迅速な交換を面倒にする邪魔な輪郭です。このようなユニークな要求を満たすには、従来の製造アプローチでは不十分でした。LMDは、軽量の強度、統合された機能性、食品グレードのコンプライアンスを1つの部品で実現するグリッパーを必要としていました。

従来の製造方法では、この特殊な用途に必要な精度、食品の安全性、柔軟性の組み合わせを実現できませんでした。材料特性や表面仕上げにわずかなばらつきがあっても、製品の品質や規制遵守が損なわれる可能性があるため、高度な積層造形にとって理想的な課題となっている。

ソリューション

LMDは、信頼性の高いEOS P 396、革新的なマルチマテリアル・グリッパーを開発しました。基本的なフレームワークとグリッパーフィンガーはPA 2200製で、2つのTPU 1301スリーブは、機能的かつ衛生的な方法で、完全に3Dプリントされた駆動部をカバーしています。LMDの食品オートメーションに関する専門知識とEOSテクノロジーの精密な製造能力を組み合わせることで、最高の衛生基準と精密なハンドリングを兼ね備えた先駆的な設計が生まれました。

選択的レーザー焼結（SLS）のおかげで、空気圧チャンネルをグリッパーの構造に直接組み込むことができました。これにより、潜在的なエラーの原因を減らし、クリーニングを簡素化し、メンテナンスをより簡単にすることができます。「EOS P 396 、設計の自由度が高く、幅広い材料に対応できるため、私たちの仕事にとって非常に貴重です。標準部品に制約されることなく、精密な製品を作ることができます」と、LMDのプロジェクト・マネージャー、マックス・ベッカー氏は説明する。繰り返し開発と緊密なコラボレーションにより、チームはグリッパー設計を実際の性能に合わせて最適化し、組み立て時間と潜在的な故障箇所を大幅に削減しました。

結果

LMD、EOS、パートナー企業の協力により、自動製パンが根本的に変わりました。手作業による夜間シフトに頼る代わりに、衛生的で効率的なコボット・ソリューションにより、現代の食品小売業の要件に正確に合わせた、エンド・ツー・エンドの自動オペレーションが可能になりました。軽量でありながら堅牢なグリッパーデザインは、システムの慣性を著しく低減します。

従来のグリッパーに比べ、3DプリントLMDグリッパーの丸みを帯びた形状と柔軟な構造は、衝突のリスクを大幅に低減します。さらに、機能統合と軽量構造の採用により、よりコンパクトなシステムの構築が可能になり、省スペース化だけでなく、大幅なコスト削減も実現している。「EOSテクノロジーは、私たちのアイデアを制限なく実現し、お客様のためにオーダーメイドの革新的なソリューションを開発する自由を与えてくれます」と、LMDのマックス・ベッカーは総括しています。

部品を1つのプリントアセンブリに統合することで、材料の使用量を削減し、サプライチェーンを簡素化し、潜在的な故障箇所を取り除きました。グリッパーに直接プリントされた内部空気圧チャンネルは、動きを妨げたり製品の交換を遅らせたりする外部ホースやケーブルを排除した。人間のパン職人とは異なり、このソリューションを搭載したコボットは、店舗がオープンする何時間も前に作業を開始し、夜通し焼くことができ、インフルエンザの季節にも病欠の電話をすることはありません。この常時稼働の信頼性とWanzlのAI需要予測の組み合わせにより、過剰生産や無駄な労働時間なしに、顧客が欲しいときに新鮮な商品を用意することができる。「LMDのグリッパーを使用することで、当社のコボットは人間の手と同じようにクロワッサンを扱うことができます。これにより、小売業者の製パン作業が一変し、処理能力と製品品質の一貫性が大幅に向上します」と、ファナックドイツの事業開発・プロセス改善担当、イェンス・カウフマンは述べています。

この成功したコラボレーションは、食品オートメーション革新の青写真となった。これは、高度な付加製造が、高度に規制された環境における複雑な課題を解決する一方で、測定可能なビジネス上の利益をもたらすことができることを示しています。「LMD社とのパートナーシップは、卓越した柔軟性、優れた製品品質、そして真に協力的な精神を特徴としています。私たちは共に、革新的なソリューションを効率的に開発・導入してきました。これは、まさに目の高さでのパートナーシップの例です」とカウフマンは総括する。