Automatyzacja w produkcji pieców kominkowych 4.0: Kopia cyfrowa robota spawalniczego

Zautomatyzowane spawanie surowych pieców i jednoczesne pokrycie szerokiego asortymentu produktów – to cele firmy HASE Kaminofenbau GmbH z Trewiru. Ten innowacyjny producent pieców kominkowych z po?udniowo-zachodnich Niemiec co roku wprowadza na rynek jeden lub dwa nowe modele. Dzi?ki optymalnej interakcji mi?dzy kopi? cyfrow? a robotami spawalniczymi KUKA firma HASE mo?e teraz z ?atwo?ci? sprosta? rosn?cemu popytowi.

Automatyzacja w trosce o przytulne wn?trze: Nowoczesne piece kominkowe s? w modzie

Przytulne ciep?o, trzaskaj?ce drewno, ?arz?cy si? ogień: Dla coraz wi?kszej liczby osób piec kominkowy nadaje wn?trzu przytulny charakter, dlatego nie powinno go zabrakn?? w ka?dym salonie. To sprawia, ?e popyt na piece kominkowe firmy HASE z Trewiru stale ro?nie. Za?o?ona w 1979 roku rodzinna firma produkuje obecnie do 15 000 pieców rocznie – a dzi?ki automatyzacji mo?e to robi? szybciej i wydajniej ni? do tej pory. Niezwyk?e przy tym jest to, ?e: Firma HASE produkuje 100% pieców w swoim zak?adzie w Nadrenii-Palatynacie, w którym zatrudnia oko?o 200 pracowników. Oprócz jako?ci ?Made in Germany”, specjalista w dziedzinie pieców kominkowych koncentruje si? na innowacyjnych rozwi?zaniach technicznych – czy to poprzez wypuszczanie nowych modeli pieców co roku, inteligentne oprogramowanie iQ zapewniaj?ce czysty ogień, czy te? automatyzacj? produkcji poprzez roboty, a tym samym bardziej wydajne procesy. Decyduj?c? rol? odgrywa tutaj interfejs mi?dzy fizycznymi maszynami i cyfrowymi aplikacjami.?

A poniewa? coraz bardziej brakuje nam wykwalifikowanych spawaczy, dynamicznie rosn?cemu popytowi mogli?my sprosta? tylko z pomoc? automatyzacji naszej produkcji.

Florian Fischer, kierownik ds. rozwoju produkcji w firmie HASE

Sprostanie wysokiemu popytowi dzi?ki zautomatyzowanej produkcji

Rosn?ce zapotrzebowanie na nowoczesne i czyste piece postawi?o to regionalne przedsi?biorstwo przed wieloma wyzwaniami. ?Piec kominkowy ma dziesi?tki spoin. Spawanie ich wszystkich r?cznie zajmuje bardzo du?o czasu” – mówi Florian Fischer, kierownik ds. rozwoju produkcji w firmie HASE. ?A poniewa? coraz bardziej brakowa?o nam wykwalifikowanych spawaczy, a nasze zak?ady produkcyjne mia?y ju? swoje lata, mogli?my sprosta? dynamicznie rozwijaj?cemu si? popytowi na rynku tylko za spraw? automatyzacji naszej produkcji.” W zwi?zku z tym, ?e ze wzgl?du na wysokie temperatury roboty przej??y wymagaj?ce prace spawalnicze przy surowych piecach, nasi koledzy mogli skoncentrowa? si? na swoim rzemio?le. Dotyczy to na przyk?ad spawania drzwi palenisk, gdzie obszar roboczy jest i tak za w?ski dla robota spawalniczego.?

Kopia cyfrowa jako serce instalacji spawalniczej

Cel produkcji by? jasny: Wykorzystanie robotów spawalniczych do zwi?kszenia produktywno?ci, zapewnienia wysokiej jako?ci i jednocze?nie obci??enia pracowników. Ale innowacyjna firma HASE nie by?aby sob?, gdyby nie pomy?la?a o przysz?o?ci. ?Chcieli?my zbudowa? ultranowoczesn? i elastyczn? instalacj? robotów, która by?aby w stanie produkowa? równie? przysz?e modele pieców bez konieczno?ci ograniczania potencja?u naszych projektantów lub wstrzymywania produkcji” – wyja?nia Fischer. ?Dlatego decyduj?c? rol? odgrywa tutaj kopia cyfrowa.”

W firmie HASE Kaminofenbau w Trewirze tradycyjne rzemios?o ??czy si? z innowacyjn? automatyzacj?.

A poniewa? firma HASE od 20 lat polega na wydajno?ci robotów KUKA, do najnowszego projektu równie? wybrano tego wiod?cego dostawc? inteligentnych robotów. Szczególnie atrakcyjna we wspó?pracy by?a nie tylko mo?liwo?? wykorzystania sprz?tu KUKA, sk?adaj?cego si? z dwóch robotów KUKA KR CYBERTECH nano ARC HW, jednostki liniowej KUKA KL250-3?i obrotnika. Lecz przede wszystkim interakcja z oprogramowaniem KUKA.Sim?i Digital Twin okaza?a si? prawdziwym prze?omem dla firmy HASE. Oprogramowanie do symulacji pobudza aplikacje robota do wirtualnego ?ycia – jeszcze przed uruchomieniem instalacji. Zaprogramowane offline sekwencje ruchów robota s? wy?wietlane w czasie rzeczywistym, a nast?pnie analizowane i optymalizowane pod k?tem czasów taktowania. KUKA.Sim ArcWelding AddOn umo?liwia tworzenie symulacji automatycznych aplikacji spawalniczych. Mo?na na przyk?ad zdefiniowa? pozycje najazdu lub optymalne ustawienie robotów podczas procesu spawania.

Szybsze programowanie modeli pieców offline

?Najpierw przygotowujemy symulacje wszystkich sekwencji spawania i sekwencji ruchów naszych obu robotów na jednostce liniowej za pomoc? oprogramowania KUKA.Sim ca?kowicie poza faktyczn? instalacj?” – mówi programista Martin Altmeier z firmy HASE. ?Dzi?ki kopii cyfrowej mo?emy zaprogramowa? program pieca offline w ci?gu zaledwie dwóch godzin. Gdyby?my chcieli zrobi? to online, musieliby?my na dwa tygodnie wy??czy? instalacj? z eksploatacji. To pokazuje, ?e: Bez programowania offline za pomoc? oprogramowania do symulacji nie mogliby?my tak szybko i ?atwo produkowa? i rozwija? nowych modeli.”

Dwa roboty spawalnicze KR CYBERTECH nano ARC spawaj? komponenty na szynie liniowej.

Dzi?ki KUKA.Sim mo?na skonfrontowa? pomys?y projektantów nowych modeli pieców z rzeczywisto?ci? ju? na etapie budowy prototypu. Dzi?ki kopii cyfrowej firma Hase mo?e tworzy? symulacje procesów spawania jeden do jednego, a projektanci otrzymuj? identyczny obraz pó?niejszego procesu produkcyjnego. Pozwala to firmie HASE na wykorzystanie kopii cyfrowej do testowania sekwencji spawania nowych pieców i ostatecznie stworzenie na tej podstawie odpowiedniego programu spawania dla modu?u robota.

Automatyzacja w po??czeniu z elastyczno?ci?

Gdy program dla danego modelu pieca jest gotowy, roboty mog? od razu przyst?pi? do pracy. Operator maszyny umieszcza piec w instalacji za pomoc? podno?nika, uruchamia program, a obrotnik podnosi wst?pnie zmontowany, surowy piec, który wa?y od 20 do 100 kilogramów w zale?no?ci od modelu, i ustawia go w ??danej pozycji. Na szynie liniowej pracuj? dwa roboty spawalnicze KR CYBERTECH nano ARC?– pod??czone do dwóch ?róde? zasilania TPS 500i Fronius – które automatycznie spawaj? spoiny komponentów w okre?lonej kolejno?ci. ?Wcze?niej wykorzystywali?my symulacje do tego, aby dowiedzie? si?, kiedy który robot ma przej?? spawanie poszczególnych spoin.” – wyja?nia programista Altmeier. ?Chcieli?my, aby nie by?o ?adnych przestojów, spoiny by?y szczelne i osi?gni?ty zosta? optymalny czas taktu.”

Dzi?ki kopii cyfrowej projektanci otrzymuj? identyczny obraz procesu produkcyjnego ju? na etapie budowy prototypu.

Ograniczenie ryzyka awarii do minimum?

Kolejna korzy??: Dzi?ki ró?nym poziomom u?ytkowników z jasno okre?lonymi profilami ról, takimi jak operator, firma HASE ograniczy?a ryzyko awarii z powodu b??dnej obs?ugi praktycznie do zera. Wszystkie aktualne programy s? zapisywane w oprogramowaniu KUKA, wi?c nawet je?li wyst?pi b??d, wszystkie dane mo?na natychmiast odzyska?. ?Chcieli?my optymalnie po??czy? ?wiat wirtualny z rzeczywistym" – mówi Bernd von der Bank, wieloletni partner systemowy KUKA z firmy Paul von der Bank GmbH, opisuj?c swoje intencje dotycz?ce projektu. ?Nie ma znaczenia, czy zmieni? co? w instalacji, czy w symulacji, poniewa? zmiana nast?pi w obu systemach. Fakt, ?e ?wiat online i ?wiat rzeczywisty tak dobrze ze sob? wspó?graj?, jest czym? wyj?tkowym na rynku.”?

Specjali?ci z firmy HASE, eksperci od automatyzacji z KUKA i Paul von der Bank GmbH jako partner systemowy pracowali rami? w rami?.

Aplikacje KUKA zapewniaj? jednolite sterowanie wirtualne i rzeczywiste

Do czasu, a? oprogramowanie KUKA.Sim?i roboty spawalnicze nie zacz??y optymalnie wspó?pracowa?, firma HASE, integrator Paul von der Bank GmbH i serwis KUKA wspólnie rozwijali oprogramowanie, aby stworzy? indywidualne rozwi?zanie. Decyduj?c? rol? w uzyskaniu pomy?lnego wyniku końcowego odegra?a ekspertyza firmy HASE. ?Wyzwanie zwi?zane ze spawaniem elektrooporowym by?o takie, ?e w ?wiecie wirtualnym nie ma miejsca na tolerancje” – mówi von der Bank. ?Natomiast w faktycznej technologii ??czenia jest i to spore."?

Indywidualne rozwi?zanie automatyzacyjne dla firmy HASE umo?liwia produkcj? szerokiej gamy modeli pieców.

Modu?owa architektura oprogramowania umo?liwia realizacj? ?yczeń klientów

Aby upewni? si?, ?e symulowane spoiny spawalnicze i parametry spawania b?d? optymalnie dopasowane do pracy uk?adu sterowania robota i ?e ?ilo?? pracy po zakończeniu programowania” b?dzie jak najmniejsza, wszyscy uczestnicy wspólnie zmodyfikowali oprogramowanie KUKA.Sim?zgodnie z potrzebami firmy HASE – modu?owa architektura oprogramowania sprawia, ?e jest to mo?liwe! Kolejna korzy?? jest tak, ?e: Dane s? w 100% jednolite, dzi?ki czemu wirtualny i rzeczywisty uk?ad sterowania pracuje z dok?adnie tymi samymi danymi. W ten sposób KUKA.Sim tworzy podstaw? do wirtualnego uruchomienia.

Dzi?ki modu?owej architekturze oprogramowanie uda?o si? precyzyjnie dopasowa? do wymagań firmy HASE.

Zwi?kszona produktywno?? dzi?ki wysokiej klasy instalacji robotów

Dzi?ki doskona?ej interakcji mi?dzy kopi? cyfrow? a robotami firmie HASE uda?o si? skróci? czas spawania jednego pieca z 45 minut do 15 minut. Pozytywne do?wiadczenia z instalacj? sk?oni?y firm? HASE do zbudowania drugiej, dok?adnie takiej samej instalacji. Znacznie zmniejsza to nak?ady pracy zwi?zane z programowaniem i sterowaniem. Obie nowe instalacje zast?puj? pi?? starszych – ogromny zysk dla produkcji!

Precyzja i wydajno??: Dzi?ki doskona?ej interakcji mi?dzy kopi? cyfrow? a robotami czas spawania jednego pieca zosta? skrócony z 45 do 15 minut.

Dzi?ki kopii cyfrowej mo?emy zaprogramowa? program pieca offline w ci?gu zaledwie dwóch godzin – gdyby?my chcieli zrobi? to online, musieliby?my na dwa tygodnie wy??czy? instalacj? z eksploatacji.

Martin Altmeier, programista w firmie HASE Kaminofenbau GmbH

Producent pieców kominkowych mo?e teraz produkowa? do 25 000 pieców rocznie – w porównaniu z maksymalnie 15 000 sztuk wcze?niej. ?Dla nas dwie wysokiej klasy instalacje robotów s? najwi?ksz? innowacj? w zakresie spawania, jak? kiedykolwiek mieli?my” – podsumowuje Fischer. ?Najtrudniejsz? rzecz? w automatyzacji jest znalezienie sposobu na jednoczesne pokrycie szerokiego asortymentu produktów. Uda?o nam si? sprosta? temu wyzwaniu wspólnie z KUKA i Paul von der Bank GmbH.” Tajemnic? sukcesu tego projektu jest ?cis?a wspó?praca: KUKA zaoferowa?a firmie HASE kompleksowy pakiet, który rozwija?a na miejscu wspólnie z klientem i partnerem systemowym w celu stworzenia indywidualnego rozwi?zania.?

Automatyzacja jako szansa?

Pracownicy firmy HASE – w obliczu rosn?cego braku wykwalifikowanych pracowników – nie postrzegaj? automatyzacji jako zagro?enia dla swoich miejsc pracy, lecz jako zabezpieczenie egzystencji swojego pracodawcy. Firma HASE chce konsekwentnie realizowa? obrany kurs, koncentruj?cy si? na lokalnym rzemio?le i innowacyjnej automatyzacji, dlatego wspólnie z KUKA pracuje ju? nad koncepcjami zautomatyzowanej obróbki kraw?dzi i lakierowania, a tak?e spawania podzespo?ów. Aby produkowa? nowocze?niejsze i czystsze piece kominkowe – i aby klienci mogli cieszy? si? trzaskaj?cym drewnem w swoim salonie.