Niederländisches Erfolgsrezept

KI-optimierte, robotergestützte Qualitätsprüfung von Backwaren

(PresseBox) - Bolletje, ein niederländischer Backwarenhersteller, automatisiert seine Qualitätsprüfung. Eine kompakte Inspektionszelle aus Kamerasystem und Vierachsroboter ermöglicht die Kontrolle von bis zu 1.200 Zwiebackscheiben pro Minute. Die dabei erzeugten Bilddaten werden mithilfe von KI analysiert und zur Systemoptimierung genutzt. Ein Stäubli TS2-80 he SCARA übernimmt das Aussortieren von fehlerhaften Produkten.

Wie prüft man die Qualität von 1.200 Zwiebackscheiben, wie sie bei Bolletje jede Minute eine 200 Meter lange Ofenlinie auf einem vier Meter breiten Förderband verlassen? Man setzt ein Team aus fünf Mitarbeitern ein, die mit geschultem Blick und schnellen Reaktionen N.I.O-Produkte aussortieren – etwa zu stark gebräunte Scheiben oder übereinanderliegende. So verfuhr das Unternehmen in Almelo in den Niederlanden über viele Jahre hinweg.

Heute sieht die Sache anders aus: Eine kompakte Roboterzelle, bestehend aus einer Kamera, einem vierachsigen Stäubli Roboter und einer KI-basierten IT-Plattform übernimmt die Aufgabe. Bolletje nutzt dieses neue Konzept nun seit einigen Monaten – und ist vollumfänglich zufrieden.

Investition in automatisierte Qualitätskontrolle

Lo Huls, COO von Bolletje erklärt: „Wir beliefern den Einzelhandel und stehen unter hohem Preis- und Wettbewerbsdruck. Gleichzeitig haben wir als Premiumhersteller hohe Qualitätsansprüche an unsere Produkte – genau wie die Verbraucher. Mit der Automatisierung der Qualitätsprüfung am Ende der Ofenlinie können wir diesen Ansprüchen perfekt gerecht werden. “

Der Kontakt zum Anbieter der inzwischen installierten Lösung kam auf einer Branchenveranstaltung für die Lebensmittelindustrie zustande: „Ein Kollege berichtete uns von einer Präsentation über ein sehr leistungsfähiges Produktinspektionssystem auf Basis von Robotik und Vision-KI und empfahl uns, das System näher anzusehen. QING Food Automation stellte uns das Konzept daraufhin vor, und kurz darauf haben wir es gemeinsam an einer unserer 15 Ofenlinien umgesetzt.“

Ein kompaktes und außerordentlich effizientes Konzept

Eine Besonderheit dieser Lösung ist ihre sehr kompakte Bauweise. Die Zelle benötigt lediglich eine Stellfläche von 1,8 × 3,2 Metern. Die Zwiebackscheiben werden von einer Kamera erfasst, die Bilddaten innerhalb von Millisekunden ausgewertet und die als „N. i. O.“ klassifizierten Produkte vom Stäubli Roboter auf Förderbänder rechts und links des Hauptförderbands abgelegt. Nach einem weiteren Förderabschnitt werden die Zwiebacke dann direkt in ihre typischen 140-g-Einheiten verpackt.

Die kompakte Bauweise der Zelle bietet nicht nur den Vorteil, dass sie sich problemlos in bestehende Linien integrieren lässt. Lo Huls erklärt: „Wir können – und werden – das System bei Bedarf auch sehr schnell demontieren, um es beispielsweise an einer anderen Ofenlinie zu installieren, falls dort die Ausschussquote höher ist.“

KI-gestützte Automatisierung unter besonderen Bedingungen

Was QING Food Automation hier umgesetzt hat – und genauso im Übrigen auch in anderen Anwendungen, wie etwa in der Qualitätskontrolle von Pfirsichen – ist in Branchen wie der Metallverarbeitung längst weit verbreitet. Warum also nicht auch in der Lebensmittelproduktion? Bram de Vrught, Geschäftsführer von QING: „In der Lebensmittelindustrie sehen wir eine sehr hohe Produktvielfalt. Jedes Produkt ist einzigartig. Deshalb dominiert bisher klar menschliche Arbeit: Mitarbeiter prüfen, greifen ein und sortieren aus. Automatisierung sieht sich hier mit hohen Anforderungen konfrontiert, die durch sinkende Losgrößen weiter steigen. Für genau diese Art von Anwendungen haben wir ein roboterbasiertes Food-Automation-System entwickelt, bei dem KI als Enabler fungiert.“

Durch die Automatisierung konnten die fünf Mitarbeiter, die zuvor allein an dieser Linie für die visuelle Prüfung von 1.000 bis 1.200 Zwiebackscheiben pro Minute zuständig waren, andere Aufgaben in der Industriebäckerei übernehmen. Das ist jedoch nur einer von mehreren Vorteilen: Ebenso entscheidend ist, dass die Daten aus der 100-%-Inspektion umfassend ausgewertet werden. Lo Huls: „Wir erfassen die Art der Abweichung und setzen sie in Beziehung zu den Anlagendaten. Diese Aufgabe übernimmt unser Data-Analytics-Tool, das alle Öfen und weiteren Prozessschritte überwacht. So können wir die Ursachen von Qualitätsmängeln identifizieren und gezielt Gegenmaßnahmen einleiten.“

Bram de Vrught beschreibt die praktische Umsetzung dieses Prozesses: „Das System nimmt die Bilder auf, überträgt sie auf die STAQ-Plattform und klassifiziert die Produkte sowie unterschiedliche Fehlerbilder. Die Ergebnisse sind unmittelbar an der Linie und auf dem Laptop sichtbar. Auf Basis dieser Klassifizierung können wir dann die KI trainieren. Insgesamt ist das System sehr benutzerfreundlich, sodass Unternehmen es eigenständig einsetzen und die Technologie auch auf weitere Produkte oder neue Qualitätskriterien erweitern können.“

Klare Sache: Auswahl der Roboter

Von Beginn der Entwicklung von STAQ an setzte QING auf Vierachsroboter von Stäubli. Bram de Vrught erläutert: „Wir stellen uns immer die Frage: Was ist die beste Lösung für die jeweilige Aufgabe? Beim Handling spielen viele Faktoren eine Rolle – Umgebung, Genauigkeit, Flexibilität, Lebensdauer. Ein Delta-Roboter benötigt mehr Bauraum, entsprechend wäre ein größeres Gestell erforderlich. Unser Ziel ist jedoch ein kompaktes System bei gleichzeitig hoher Geschwindigkeit. Unter diesen Bedingungen liefert der hochdynamische Stäubli TS2-80 he die beste Performance.“

Selbstverständlich kommt der TS2-80 in der HE-Ausführung zum Einsatz, die für hohe Hygienestandards sowie regelmäßige Reinigung mit Wasser und Reinigungsmitteln ausgelegt ist. Zudem wird lebensmitteltaugliches H1-Öl verwendet. Gemeinsam mit Stäubli simulierte und optimierte QING Food Automation die Roboterleistung: „Ursprünglich war das System auf 60 Picks pro Minute ausgelegt. In den Tests erreichten wir dann mindestens 80 Zwiebackscheiben pro Minute, die gegriffen und am N. i. O.-Förderband abgelegt werden können. Dafür haben wir einen einsatzspezifischen Nadelgreifer entwickelt.“

Als besonders vorteilhaft erwies sich hier außerdem der Einsatz der Software Stäubli VALtrack. Sie synchronisiert die Bewegungen des Roboters mit dem Förderband und schafft damit eine wesentliche Voraussetzung für das schnelle und präzise Greifen der auszusortierenden Produkte. Bram de Vrught bestätigt: „Wir haben VALtrack vollständig in unser STAQ-Framework integriert.“

Warum die Leistungsfähigkeit des Roboters eine so zentrale Rolle spielt, liegt auf der Hand: „Wir hätten auch ein System mit zwei Robotern realisieren können. Das hätte jedoch nahezu eine Verdopplung von Kosten und Platzbedarf bedeutet, und der Programmieraufwand wäre durch die Koordination der Roboter deutlich gestiegen. Ein auf Höchstleistung getrimmter Roboter ist daher der wirtschaftlich sinnvollere Ansatz. Der TS2-80 arbeitet dabei weiterhin im grünen Bereich, also innerhalb seiner Auslegungsgrenzen, sodass wir selbst im 24/7-Betrieb mit einer langen Lebensdauer und minimalem Serviceaufwand rechnen.“

Enge Zusammenarbeit in der Engineering-Phase

Ein wesentlicher Bestandteil des „Erfolgsrezepts“ für den Einsatz von Robotik in der 100%-Qualitätskontrolle bei Bolletje ist die enge Zusammenarbeit mit QING Food Automation sowie die frühe Einbindung von Mitarbeitern. Lo Huls berichtet: „Anfangs waren die Kollegen in der Produktion sehr skeptisch und hielten die Aufgabe für nicht automatisierbar. Sie besuchten deshalb die QING-Fertigung, um sich mit dem System vertraut zu machen – und waren direkt überzeugt.“

Generell investierten QING und Bolletje während des gesamten Projekts in eine intensive Zusammenarbeit. Bram de Vrught: „Wir wissen, wie man KI einsetzt. Bolletje kennt die möglichen Fehlerbilder des Zwiebacks, deren Ursachen und die Prozessvariationen. Durch die Kombination dieser Erfahrungen konnten wir ein KI-gestütztes System entwickeln, das von Bolletje selbst betrieben und trainiert werden kann. Dadurch ist es im Übrigen auch möglich, den Mehrwert des STAQ-Sortiersystems kontinuierlich weiter zu steigern.“

Aus Sicht von Bolletje ist das erfolgreiche Projekt lediglich der Ausgangspunkt für eine umfassendere Automatisierung der Zwieback- und Backwarenproduktion. Lo Huls fasst zusammen: „Wir müssen diesen Weg gehen. Der Kostendruck ist hoch, unser Qualitätsanspruch ebenfalls, und die Produktvielfalt nimmt weiter zu. Deshalb verfolgen wir derzeit acht bis neun Automatisierungsprojekte – mehrere davon gemeinsam mit QING.“

Das einzigartige Produktportfolio von Stäubli Robotics umfasst Vier- und Sechsachs Industrieroboter, kollaborative und mobile Roboter sowie Fahrerlose Transportsysteme. Die leistungsfähigen, hochpräzisen Lösungen von Stäubli ermöglichen es Kunden in vielen anspruchsvollen Branchen, die Herausforderungen von Industrie 4.0 auch unter hochspezifischen Fertigungsbedingungen zu meistern.

Roboterautomation für industrielle Anwendungen | Stäubli (staubli.com)

https://www.linkedin.com/company/staubli-robotics/

Über den Stäubli Konzern

Stäubli ist ein weltweit agierender Anbieter von Mechatronik-Lösungen in vier Geschäftsbereichen: Electrical Connectors, Fluid Connectors, Robotics und Textile. Wir sind ein internationaler Konzern, der in 28 Ländern tätig und in 50 Ländern auf 4 Kontinenten vertreten ist. Unsere weltweite Belegschaft von über 6.000 Mitarbeitern setzt sich dafür ein, mit Kunden aus fast allen Industriesparten eine partnerschaftliche Beziehung zu pflegen, um Ihnen umfassende Lösungen und langjährigen Support bieten zu können. Ursprünglich 1892 als kleine Werkstatt in Horgen/Zürich, CH, gegründet, ist Stäubli heute ein internationaler Konzern mit Hauptsitz in Pfäffikon, Schweiz.

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Datum: 09.02.2026 - 10:29 Uhr
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Ansprechpartner: Sonja KobanNathalie Backer
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Industrie

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