Pick&Place-Roboter in einer voll automatisierten Mikrofabrik
Der leuchtende Weg zur Herstellung von LED-Röhren
Unternehmen aus der verarbeitenden Industrie sind ständig auf der Suche nach neuen Ansätzen, um Kosten zu senken sowie Effizienz und Produktqualität zu erhöhen. Statt mit kostengünstigen Herstellern im Ausland zusammenzuarbeiten, bieten komplett automatisierte Mikrofabriken eine vielversprechende und kosteneffiziente Alternative zur herkömmlichen globalisierten Produktion.
Die Mikrofabrik ANT Plant stellt LED-Leuchtröhren her. (Bild: Denso Robotics Europe)
Die Firma EID Tech wurde 2009 gegründet und bietet Automations- und Robotiklösungen für kleine und größere Anwendungen an. Unsere ANT Plant ist eine vollständig skalierbare, komplett automatisierte Mikrofabrik, die sich in geografischer Nähe zum eigentlichen Hersteller errichten lässt, sich aber auch als Modul in bereits bestehende Produktionsanlagen einbauen lässt“, erklärt Jari Helminen, der Managing Director für technische Entwicklung bei EID Tech. „Die Hauptvorteile der Anlage liegen in einem modularen Aufbau, einer hohen Geschwindigkeit und Flexibilität sowie der modernen Steuerung.“ Die voll funktionierende Mikrofabrik stellt LED-Leuchtröhren her – und insgesamt sechs Denso-Roboter der Baureihen VS-068 und VS-087 erfüllen in dieser Anlage eine zentrale Funktion: Sie übernehmen mittels Bildverarbeitung Beladungs- und Pick&Place-Aufgaben. Gegenwärtig fertigt die miniaturisierte Fabrik eine Million LED-Leuchtröhren jährlich. Die Anlage hat gezeigt, dass sie qualitative hochwertige Produkte schneller in den Markt liefert und gleichzeitig mit Erfolg hohe Produktionszahlen und wettbewerbsfähige Renditen bietet. Die ANT Plant wird die LED-Fertigungsstrecke ausweiten, sodass sich künftig im Laufe des Jahres 2017 neben den LED-Leuchtröhren auch LED-Einbauleuchten herstellen lassen.
Problemlos integrierbar
„Wir haben uns für Denso-Roboter aufgrund ihrer Flexibilität, der Armlänge, der Kompaktheit des Controllers sowie ihrer Geschwindigkeit entschieden“, sagt Jari Helminen. „Da die Roboter über einen kleinen Controller verfügen und ein einfaches Setup für Schnittstellen mit anderen Anwendungen bieten, lassen sie sich problemlos in jede Fertigungsstrecke integrieren – daher sind sie gut für die ANT Plant geeignet. Außerdem eignen sie sich aufgrund ihrer Größe und technischen Eigenschaften für Arbeiten mit Werkteilen bis zu 7kg.“ In der bestehenden Mikrofabrik werden die VS-087-Modelle wegen ihrer Armlänge von 905mm in der Ladezelle eingesetzt, während die Roboter des Typs VS-068 Pick&Place-Aufgaben übernehmen.
Sechs Denso-Roboter übernehmen Beladungs- und Pick&Place-Aufgaben mit Bildverarbeitung in der Produktion. (Bild: Denso Robotics Europe)
Energie- und Vertriebskosten senken
Eine ANT Plant definiert sich eher durch ihre Kapazität als die eigentliche Fabrikgröße, allerdings sollte die Anlage nicht größer als 8m breit und bis zu 16m lang sein, sodass sie ganz in der Nähe eines Unternehmens aufgestellt werden kann. Die Mikrofabrik beansprucht also weniger Platz, spart für das Unternehmen Betriebskosten und vereinfacht die Logistik, da sich die oft langen Transportwege deutlich reduzieren lassen – was wiederum die CO2-Bilanz des Unternehmens verbessert. Die Mikrofabrik wird dort aufgestellt, wo die Produkte wirklich benötigt werden, d.h. ein Unternehmen kann so seine Energie- und Vertriebskosten senken und die Lieferzeiten in die Märkte signifikant verkürzen. Da die Mikrofabrik die Produkte erst dann herstellt, wenn diese tatsächlich benötigt werden, können Unternehmen ferner ihre Zulieferkette verbessern und die Beschaffung besser an den Abruf anpassen. Das wiederum hilft dabei, das laufende Betriebskapital niedrig zu halten und unnötige Lagerhaltung zu vermeiden. Da alle Zulieferprodukte durch das Logistikzentrum von EID Tech ausgeliefert werden, folgt die Mikrofabrik dem Prinzip der lokalen Bauteilverwendung; die Abrufe an das Zentrum erfolgen manuell, basierend auf den Betriebsberichten.
Umfassendes Konzept
Die ANT Plant verfolgt ein umfassendes Konzept – von der automatisierten Montagestraße über die Qualitätsprüfung bis hin zum Verpacken, d.h. sie funktioniert wie eine wirkliche Fabrik. Sie bietet kundenfreundliche Dienstleistungen mit Cloud-Services an. So werden alle Produktionsprozesse per Fernmonitoring und -kontrolle zur Datenüberwachung, Fertigungsanalyse (um den Produktionsprozess weiter zu verbessern) und präventive Wartungen unterstützt. Das garantiert, dass jede Mikrofabrik ihre volle Kapazität ausschöpft. Das Technologiezentrum sammelt Daten von allen Mikrofabriken, sodass sich per Fern- oder Vorort-Support Abweichungen direkt korrigieren lassen, sofern erforderlich. Daher ist die Mikrofabrik auch ein gutes Beispiel für eine bereits umgesetzte Industrie-4.0-Anwendung.
Steuerungs-PC und SPS
„Gegenwärtig werden unsere Cloud Services durch den eigenen Server und eine eigene Software bereitgestellt, künftig möchten wir aber Azure von Microsoft nutzen. Der Roboter ist über den Steuerungs-PC der Fertigungsstrecke angeschlossen, der wiederum mit einer Software läuft“, erklärt Helminen. Die ANT Plant wird durch eine Beckhoff-SPS gesteuert. Der Roboter und andere Geräte übernehmen für die SPS Slavefunktionen. Die kommunikative Schnittstelle basiert auf Ethercat. Nutzer können mit dem System mittels einer PC-basierten GUI interagieren, die auch mit anderen High-Level-Systemen kommuniziert. Die Schnittstelle zwischen dem Roboter, dem eigentlichen System und der Fernüberwachung erfolgt über eine externe VPN-Verbindung. Der Roboter ist in Wincaps programmiert.
