HSBI-Studierende entwickeln Roboter, der selbstgezeichnete Formen zu individuellen Pancakes „drucken“ kann

Gütersloh (hsbi). Er backt duftende Pfannkuchen in individueller Wunschform und das fast ohne menschliches Zutun. Der Pancake-Roboter „PanCasso“ „druckt“ mithilfe eines Roboterarms Pfannkuchenteig, der mit Lebensmittelfarbe eingefärbt ist, zu einem Motiv, das zuvor ein Mensch auf einem Tablet gezeichnet hat. Idee und Umsetzung gehen auf fünf Studierende vom Campus Gütersloh der Hochschule Bielefeld (HSBI) zurück. Sie planten und bauten in ihrem Abschlussprojekt die komplexe Maschine innerhalb von neun Monaten.

Das Team PanCasso, das sind Jannes Hartel, Eyk Penderak, Alireza Rezai, Simon Rüschenschmidt und Tom Schmitz. Sie alle schlossen im Wintersemester 2025/26 den praxisintegrierten Bachelorstudiengang Mechatronik/Automatisierung ab. Das bedeutet, dass sie in sieben Semestern abwechselnd theoretisches Wissen an der HSBI erlernten und dieses in Praxisphasen in einem Unternehmen vertieften. Während des praxisintegrierten Studiums sind die Studierenden bei ihren Partnerunternehmen angestellt und werden vergütet – mit dem klaren Ziel, nach dem erfolgreichen Abschluss übernommen zu werden. Das gesamte Team absolvierte seine Praxisphasen bei Beckhoff Automation in Verl und arbeitet dort weiterhin. Entstanden ist das Projekt im Rahmen der Lehrveranstaltung „Dokumentation mechatronischer Systeme“ und führte ein Semester später zur praktischen Umsetzung im Modul „Mechatronische Systeme“.

Hinter dem Pancake-Roboter PanCasso steckt eine Vielzahl an Technologien, die das Team erarbeitet hat: Dazu gehören die Software zur Steuerung der Maschine, die Web-Technologien für die Designsoftware, die mathematischen Modelle zur Berechnung der Pfade und die Kinematik des Roboterarms. Gleichzeitig mussten Dokumentation und Projektmanagement ineinandergreifen und auch die Konstruktion der Maschine stellte hohe Anforderungen an das Team. Zusätzlich gewann das Team zahlreiche Unternehmen, die es durch Geld- und Sachspenden unterstützten. Das Ziel dabei war klar: Die Studierenden wollten sich mit dem Projekt am Ende ihres Studiums perfekt auf den Berufseinstieg vorbereiten und ihr Können unter Beweis stellen.

Vom Teig zum Pancake

Einen Anlass, ihren PanCasso zu präsentieren, nutzte das Team am Tag der offenen Tür der HSBI. Dort standen die Besucherinnen und Besucher Schlange, um ihr Wunschmotiv als Pancake in den Händen zu halten und zu probieren. Doch wie kommt ein Besucher wie der sechsjährige Noah an seinen individuellen Pancake? Zunächst gestaltet er sein Motiv auf einem Tablet. Dabei hat er die Wahl zwischen vier Farben und verschiedenen Formen. Den Rest zeichnet er frei Hand, so entsteht ein grinsender, gelber Smiley. Anschließend übernimmt der Roboter: Er überträgt das Motiv auf die Backfläche und trägt den Teig Bahn für Bahn auf. Noah muss nur noch kurz warten, dann bekommt er seinen warmen Pfannkuchen überreicht: „Schmeckt lecker!“

Äußerlich erinnert der PanCasso an ein fahrbares Sideboard. Er besteht aus einem handelsüblichen Crêpe-Eisen, das auf einer Holzplatte befestigt ist, daneben steht der Roboterarm. Vier Schläuche führen vom Arm in das Innere des PanCasso, wo sich ein Kühlschrank mit den unterschiedlich eingefärbten Teigportionen befindet. Pumpen transportieren den Teig von dort nach oben.

Und was passiert nun genau? Jannes Hartel erklärt: „Das gezeichnete Bild wird vom Tablet an die Maschine gesendet. Dort wird es zu einer Art Wegbeschreibung für den Roboter umgebaut, dem sogenannten G-Code. G-Code ist eine Auflistung von Koordinaten, die der Roboter nacheinander anfährt. Sobald der G-Code bereitsteht, erscheint das Bild auf dem Bedienpanel des PanCasso.“ Hartel tippt das Motiv mit dem Finger an und der Roboter beginnt, den Teig aufzutragen. „Jetzt beginnt die Ablaufsteuerung. Sie arbeitet nun die Wegbeschreibung ab und gibt Informationen an den Roboter weiter, damit er die korrekten Koordinaten abfährt. Zeitgleich startet der Roboter die Pumpe, die den entsprechend gefärbten Teig nach oben befördert. Wenn es das Motiv erfordert, wechselt der Roboter auch automatisch die Farbe.“

Damit das Projekt erfolgreich umgesetzt werden konnte, brachte jedes Teammitglied gezielt seine Kompetenzen ein. „Die Aufgabenverteilung hat sich im Laufe des Projektes gefunden“, erklärt Simon Rüschenschmidt. Eyk Penderak und Alireza Rezai nahmen die Elektroinstallationen sowie die Planung und Umsetzung der Hardware vor. Tom Schmitz programmierte die Ablaufsteuerungen des PanCasso. Simon Rüschenschmidt und Jannes Hartel brachten sich in der Softwareentwicklung ein: Rüschenschmidt passte den Roboterarm an und programmierte die Pfaderkennung, Hartel die Zeichenanwendung, die das gezeichnete Motiv für den Roboter übersetzt. Hartel fungierte außerdem als Projektleiter und vertrat das Team in der Hochschule und vor Sponsoren.

Aus einer Idee wird ein Projekt und eine Fahrt nach Belgien

„Am schwierigsten war die Materialbeschaffung“, sagt Alireza Rezai. Umso positiver überraschte das Team, wie viele Unternehmen das Projekt unterstützten. Von der HSBI bekam die Gruppe ein kleines Budget, den überwiegenden Teil musste sie durch Sponsoren abdecken. Auch eine weniger technische, aber für das Ergebnis entscheidende Herausforderung konnte das Team mithilfe eines Sponsors lösen: Der Teig muss eine möglichst homogene Konsistenz haben. Durch gespendete Backmischungen konnte das Team auch das gewährleisten.

Und was hat am meisten Spaß gemacht? Eyk Penderak weiß darauf schnell eine Antwort: „Die Gemeinschaft war toll! Wir haben viel diskutiert und Herausforderungen gemeinsam gelöst. Das schweißt zusammen.“ Für ihr Projekt unternahm das Team sogar eine kleine Reise. Um den benötigten Sechsachsroboter zu beschaffen, fuhren die Studierenden zum Unternehmen TMC Robotics nach Belgien. Dort präsentierten sie ihr Vorhaben und sorgten beim Geschäftsführer namens Pannekoucke zunächst für Skepsis, da er einen Streich aufgrund seines Namens vermutete. Als das Missverständnis geklärt war, konnte das Team seinen Collaborative Robot, kurz Cobot, mitnehmen. Der Cobot erkennt Kollisionen und ist daher für eine sichere Zusammenarbeit von Mensch und Roboter gut geeignet. Dies ist für die geplanten Einsätze, beispielsweise auf Messen, unerlässlich.

Das Mechatronik-Studium im Rückblick

Das Team betrachtet den Bau und die Entwicklung des PanCasso als Highlight ihres Studiums. „Es gab nie den Punkt, an dem es hieß: 'Das geht nicht.' Im Gegenteil, wir wurden bei Fragen tatkräftig unterstützt. Prof. Freund hat als Modulbeauftragter immer wieder den aktuellen Stand begutachtet und Tipps gegeben. Auch von Beckhoff Automation kam viel Unterstützung“, berichtet Tom Schmitz.

Für die Fünf geht es nun bei ihrem Arbeitgeber nahtlos weiter. Zudem zeigen sie ihren PanCasso weiterhin bei ausgewählten Messen und Veranstaltungen. Ihr Projekt wird voraussichtlich im kommenden Semester von einer neuen Gruppe am Campus Gütersloh weitergeführt. Man darf gespannt sein, ob es dann neue Funktionen für den Pancake-Roboter gibt. (nbe)

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