Die Bevölkerung der Schweiz konsumiert pro Jahr rund 450 000 Tonnen Fleisch; rund 40 Prozent davon in Form von Wurst, Aufschnitt oder Pastete. Bei Verarbeitern wie Bell, Micarna, Malbuner, Bigler, Rapelli oder Suttero stehen raumfüllende, in der Regel vollautomatisierte Produktionslinien, die in hoher Kadenz wolfen, formen, würzen, füllen, räuchern, schneiden, rollen und verpacken.

«Käme es hier einmal zu einer längeren Betriebsstörung, blieben die Charcuterie-Kühlschränke der Grossverteiler leer», weiss René Senn, Seniorchef der Neumeyer AG. Produziert werden die Fleischverarbeitungsmaschinen überwiegend in Deutschland und Österreich. Die Projektierung, die Ausführung von kundenspezifischen Anpassungen, Ausbildung, Support und Service übernehmen Importeure wie die Neumeyer AG.

René Senn hatte das 1969 gegründete Unternehmen in zweiter Generation geführt. 2017 übergab er Geschäftsleitung und Aktien seinem Sohn Marcel. Seither widmet er sich den Eigenentwicklungen der Neumeyer AG. Sie werden unter dem Claim Hightech for Food vertrieben und tragen rund 25 Prozent zum Umsatz bei. Das Flaggschiff heisst «Roll-it», eine schrankgrosse Maschine mit drei Funktionen: Sie rollt Lebensmittelscheiben, wickelt Würste oder Käse-Sticks ein und sie ist in der Lage, Rouladen, so genannte Pin-Wheels, zu produzieren.

René Senn erinnert sich noch bestens an die Anfrage eines grossen Kunden. Die Produktion von Cipollata im Speckmantel sei extrem arbeitsintensiv und man habe Mühe, die nötigen Mitarbeiter zu finden. Neumeyer löste das Problem. Der Roll-it ist unterdessen auch in der Käseverarbeitung im Einsatz. Wenn bei einem Apéro gerollter Hobelkäse gereicht wird, steckt höchstwahrscheinlich eine Maschine aus Lengnau dahinter.

«Ich bin ein Tüftler», sagt René Senn. Das mechanische Engineering ist ihm weniger Beruf als Berufung. Vor einigen Jahren stiess er beim Blättern in einer Branchenzeitung auf den Begriff «cobot», die abkürzende Bezeichnung für einen kollaborativen Roboter. Cobots verrichten ihre Arbeit nicht hinter einer Schutzwand, sie interagieren mit dem Bedienpersonal.

In Gesprächen mit einer Partnerfirma, der Heinz Baumgartner AG aus Tegerfelden, diskutierte er mögliche Betätigungsfelder für Cobots in der Fleischverarbeitung. Die Rede kam auf die Beladung von Räucherwagen mit Würsten. Zurzeit fädelt ein Mitarbeiter Stückwürste oder ganze Wurstketten auf eine Stange und stemmt sie anschliessend in den Räucherwagen. Eine beladene Stange kann bis zu 30 Kilogramm wiegen. Die Arbeit ist hart und das Gesetz schreibt eine fleissige Rotation des Personals vor.

Zu Beginn schien die Vision eines mobilen Aufhänge-Cobots zur Entlastung der Mitarbeitenden utopisch. «Selbst enge Geschäftsfreunde gaben dem Projekt wenig Chancen», sagt René Senn. Doch der heute 67-Jährige liess nicht locker. Zusammen mit der Maschinenfabrik Baumgartner, die den Roll-it baut, trieb er das Projekt weiter. Schliesslich suchte er mit CEO Erwin Baumgartner den Kontakt zum Hightech Zentrum Aargau.

Dort nahm sich Christoph Brunschwiler der Sache an. Er vermittelte Senn an das Institut für Automation der Fachhochschule Nordwestschweiz FHNW. «Parallel dazu», so Food-Experte Brunschwiler, «sorgten wir für die Finanzierung einer Machbarkeitsstudie durch das Interreg-Förderprogramm Robot Hub Transfer.»

Basierend auf den Resultaten der Vorstudie beschäftigten sich vier Bachelor- und Masterstudentinnen der FHNW mit dem geplanten Hänge-Cobot von Neumeyer. Drei Arbeiten sind abgeschlossen, eine läuft noch. Betreut werden sie vom Automatisierungsexperten Wolfgang Fischer.

«Die Studierenden analysierten den ganzen Prozess vom Greifen der Stangen mit den Würsten über den Transport zum Räucherwagen bis zur Hängung», sagt Fischer (siehe auch Interview unten). Dabei tauchten scheinbar triviale Steuerungsprobleme auf, die alles andere als einfach zu lösen sind. So geraten die Würste beim Hochziehen von einer waagrechten Fläche in eine schwer zu kontrollierende Pendelbewegung. Um das zu verhindern, entwickelt René Senn einen smart table, von dem sich die Würste senkrecht anheben lassen.

Die noch laufende Arbeit untersucht die Taktrate des kollaborativen Roboters. Da Cobots nicht eingehegt sind, unterliegen sie besonderen arbeitsschutzrechtlichen Bestimmungen. Das erlaubte Tempo und die Kraft des Roboterarms stehen im Verhältnis zur räumlichen Nähe von Menschen. Wirtschaftlich betrieben werden kann die Maschine aber nur, wenn sie mindestens vier Hängebewegungen pro Minute ausführt.

Er coachte vier Master- und Bachelor-Studierende: Wolfgang Fischer, Fachspezialist für angewandte Robotik am Institut für Automation der Fachhochschule Nordwestschweiz FHNW.

Der Markt für kollaborative Roboter wächst rasant. Was unterscheidet diese sogenannten Cobots von klassischen Industrierobotern?

Letztere verrichten mit enorm hohen Taktraten und mitunter hoher Kraftausübung ganz bestimmte Arbeiten; sie bestücken, schneiden, oder schweissen mit höchster Präzision. Vom Fabrikpersonal sind sie durch physische Abschrankungen getrennt. Ein stationärer oder mobiler Cobot hingegen verrichtet seine Arbeit unter Menschen.

Die Neumeyer AG will einen Cobot für das Heben und Bewegen von aufgehängten Würsten nutzen. 

Die Schwerlast-Bewegung ist tatsächlich ein Anwendungsbereich mit viel Potenzial; und zwar nicht nur in der Industrie, sondern etwa auch in Spitälern und Heimen. Beim Umbetten von Patienten können Cobots dem Pflegepersonal gute Dienste leisten.

Cobots, so liest man immer wieder, sind eigensicher. Was heisst das?

Da sie im Gegensatz zu Industrierobotern nicht hinter Gitter sind, müssen sie so gebaut werden, dass sie einen Menschen nicht verletzen können. Das Problem ist jedoch, dass auch Cobots einen sogenannten Endeffektor haben – das Werkzeug, mit dem sie ihre Arbeit verrichten. Beim Projekt der Neumeyer AG ist es der Greifer, der die Wurststangen bewegt. Er muss speziell geschützt werden.

Wie geschieht das beim Hang-it? 

Die meisten Sicherungskonzepte beruhen auf Sensortechnik. Die Sensoren merken, wenn Gegenstände oder Menschen in den Wirkungsbereich des Cobots kommen. Beim Hang-it soll rund um den Greifer ein virtueller Kubus eingerichtet werden. Wird er tangiert, schaltet sich die Maschine ab.

Pioniere wie Elon Musk träumen vom universell einsetzbaren Service-Roboter, der Betten macht und das Geschirr abwäscht. Wie realistisch sind solche Pläne?

Gelingt es, das Sicherheitsproblem zu lösen, stehen uns enorme Möglichkeiten offen. Wann das allerdings der Fall sein wird, lässt sich schwer vorhersagen.