The ANT Plant – die roboterbasierte Mikrofabrik

Da die Denso-Roboter über einen kleinen Controller verfügen und einfache Schnittstellen bieten, lassen sie sich leicht in Anlagen integrieren.

Unternehmen aus der verarbeitenden Industrie sind ständig auf der Suche nach innovativen Ansätzen, um Kosten zu senken sowie Effizienz und Produktqualität zu erhöhen. Daher arbeiten viele, selbst kleine bis mittelgroße Unternehmen mit kostengünstigen Herstellern im Ausland zusammen. Dieser Ansatz hat allerdings viele Nachteile, denn die Suche nach mitunter weit entfernten Produktionsanlagen, ihre Steuerung und ihr Betrieb können sich als herausfordernd darstellen. Zudem könnten weitere Kosten und Logistikprobleme z. B. für den Transport der Produkte zum Produktionsort „in time“ entstehen. Überkapazität, die Zeit bis zur Markteinführung und internationale, rechtliche Fragen sind mitunter weitere Probleme.

Für diese Aufgabe hat nun die finnische Firma EID Tech Ltd. eine vielversprechende und kosteneffiziente Alternative zur herkömmlichen globalisierten Produktion entwickelt: Die „ANT Plant”, eine Mikrofabrik. EID Tech wurde 2009 gegründet und bietet Automations- und Robotik-Lösungen für kleine und größere Anwendungen an.

„Die Hauptvorteile unserer ANT Plant sind ihr modularer Aufbau, Geschwindigkeit, Flexibilität und Steuerung“, erklärt Jari Helminen, Managing Director für Technische Entwicklung bei EID Tech.

In der Mikrofabrik ANT Plant sind sechs Denso-Roboter für Beladungs- und Pick & Place-Aufgaben von LED-Leuchtröhren im Einsatz.

Die erste voll funktionierende ANT Plant-Applikation

Die erste, voll funktionierende ANT Plant stellt LED-Leuchtröhren her – dabei erfüllen in dieser Anlage insgesamt sechs DENSO VS-068- und VS-087-Roboter eine zentrale Funktion: sie übernehmen Beladungs- und Pick-und-Place Aufgaben mit Bildverarbeitung in der Produktion.

"Die aktuelle ANT Plant hat sich als der 'leuchtendste Weg' zur Produktion von LED-Röhren erwiesen“, bekräftigt Jari Helminen. Gegenwärtig fertigt sie eine Million LED-Leuchtröhren jährlich. Die Anlage hat gezeigt, dass sie qualitative hochwertige Produkte schneller in den Markt liefern kann und gleichzeitig hohe Produktionszahlen und wettbewerbsfähige Renditen bietet.

Aufgrund dieses Erfolges entschloss man sich im Laufe des Jahres 2017 die LED-Fertigungsstrecke auszuweiten, so dass künftig neben den LED-Leuchtröhren auch LED-Einbauleuchten hergestellt werden konnten. Und auch in der ANT Plant-Erweiterung entschied man sich wieder für den Einsatz von DENSO-Robotern.

Ideal für Handhabungsaufgaben: DENSO-Roboter

„Wir haben uns für DENSO-Roboter aufgrund ihrer Flexibilität, der Armlänge, der Kompaktheit des Controllers sowie ihrer Geschwindigkeit entschieden“, sagt Jari Helminen. „Da DENSO-Roboter über einen kleinen, eingebauten Controller verfügen und ein einfaches Setup für Schnittstellen mit anderen Anwendungen bieten, lassen sie sich problemlos in jede Fertigungsstrecke integrieren – daher sind sie ideal für die ANT Plant geeignet. Außerdem sind sie dank ihrer Größe und technischen Eigenschaften bestens für Arbeiten mit Werkteilen bis zu 7 kg geeignet.“ In der bestehenden Mikrofabrik werden die VS-087 Modelle wegen ihrer Armlänge von 905 mm in der Ladezelle eingesetzt, während die VS-068 Roboter Pick-und-Place Aufgaben übernehmen.

Kompakt, kostengünstig und hoch effizient

Eine ANT Plant definiert sich eher durch ihre Kapazität als die eigentliche Fabrikgröße, allerdings sollte die Anlage nicht größer als 8 Meter breit und bis zu 16 Meter lang sein, so dass sie ganz in der Nähe eines Unternehmens aufgestellt werden kann. Die ANT Plant beansprucht also weniger Platz, spart für das Unternehmen Betriebskosten und vereinfacht die Logistik, da die oft langen Transportwege deutlich reduziert werden – 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 ANT Plant die Produkte erst dann herstellt, wenn diese tatsächlich benötigt werden, können Unternehmen ferner ihre Zulieferkette optimieren und die Beschaffung besser an den Abruf anpassen. Dies 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 ANT Plant dem Prinzip der „lokalen Bauteilverwendung”; die Abrufe an das Zentrum erfolgen manuell, basierend auf den ANT Plant Betriebsberichten.

Vielseitig wie auch umfassend einsetzbar – inkl. Coud-Services

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. Darüber hinaus bietet die ANT Plant auch noch kundenfreundliche Dienstleistungen per Cloud-Services an. So werden alle Produktionsprozesse in der ANT Plant von EID Tech per Fernmonitoring und -kontrolle zur Datenüberwachung, Fertigungsanalyse (um den Produktionsprozess weiter optimieren zu können) und präventive Wartungen unterstützt. Dies garantiert, dass jede Mikrofabrik ihre volle Kapazität ausschöpfen kann.

Das ANT Plant Technologiezentrum sammelt Daten von allen Mikrofabriken, so dass sich per Fern- oder Vorort-Support Abweichungen direkt, sofern erforderlich, korrigieren lassen. Daher ist die ANT Plant auch ein herausragendes Beispiel für eine innovative Industrie 4.0 Anwendung. „Gegenwärtig werden unsere Cloud Services durch den eigenen Server und eine Software von EID Tech bereitgestellt, künftig möchten wir aber Microsoft Azure nutzen. Der Roboter ist über den Steuerungs-PC der Fertigungsstrecke angeschlossen, der wiederum mit einer EID Tech-Software läuft”, führt Jari Helminen im Detail aus.

Gesteuert wird die ANT Plant von einer Beckhoff SPS. Der Roboter und andere Geräte übernehmen für das SPS Slavefunktionen. Die kommunikative Schnittstelle basiert auf EtherCAT. Nutzer können mit dem System mittels einer PC-basierten GUI (Graphical User Interface) interagieren, die auch mit anderen High-Level-Systemen kommuniziert. Die Schnittstelle zwischen dem DENSO-Roboter, dem eigentlichen ANT Plant System und der EID Tech Fernüberwachung erfolgt über eine externe VPN-Verbindung. Der DENSO-Roboter ist in Wincaps programmiert.

Die ANT Plant ist derzeit für die Herstellung von LED-Leuchtröhren, -birnen, -Einbauleuchten und -leuchten ausgelegt; künftig wird EID Tech weitere Anwendungsbereiche für die roboterbasierte ANT Plant prüfen.