Automatizace ve výrobě krb? 4.0: Digitální dvoj?e pro sva?ovací roboty

Automatizované sva?ování surových kamen a zároveň pokrytí ?irokého produktového portfolia – to je cílem spole?nosti HASE Kaminofenbau GmbH z Trieru. Tento inovativní výrobce krb? z jihozápadního Německa p?iná?í na trh ka?dý rok jeden a? dva nové modely. Díky optimální souh?e digitálního dvoj?ete a sva?ovacích robot? od spole?nosti KUKA m??e nyní HASE snadno uspokojit rostoucí poptávku.

Automatizace zaji??uje pohodlí: Moderní krby jsou v trendu

útulné teplo, praskající d?evo, ?hnoucí oheň: Pro stále více lidí ztělesňuje krb ryzí útulnost a je nezbytností v obyvacím pokoji. Proto poptávka u vyrobce krb? HASE z Trieru neustále roste. Rodinny podnik zalo?eny v roce 1979 nyní vyrábí a? 15 000 krb? ro?ně – a díky automatizaci mnohem rychleji a efektivněji ne? d?íve. Zvlá?tností p?i tom je, ?e HASE vyrábí v?echny své krby vyhradně ve svém závodě v Poryní-Falc, kde pracuje p?ibli?ně 200 zaměstnanc?. Kromě ?Made in Germany“ sází specialista na krby na inovativní technická ?e?ení – a? u? jde o ka?dy rok nové modely krb?, inteligentní software iQ pro ?isty oheň nebo automatizaci vyroby pomocí robot? a tím efektivněj?í procesy. Zásadní roli hraje rozhraní mezi fyzickymi stroji a digitálními aplikacemi.?

Vzhledem k tomu, ?e nám stále více chybí specialisté na sva?ování, mohli jsme tě?it z rychle se rozvíjejícího trhu pouze automatizací na?í výroby.

Florian Fischer, vedoucí vývoje výroby ve spole?nosti HASE

Uspokojení vysoké poptávky prost?ednictvím automatizované vyroby

Rostoucí poptávka po moderních a ?istych krbech postavila regionálně vyrábějící spole?nost p?ed několik vyzev. ?Krb má nespo?et svar? – ru?ní sva?ování v?ech trvá velmi dlouho,“ ?íká Florian Fischer, vedoucí vyvoje vyroby ve spole?nosti HASE. ?Vzhledem k tomu, ?e nám stále více chybí specialisté na sva?ování a na?e vyrobní za?ízení stárnou, mohli jsme z rozmachu trhu tě?it pouze automatizací na?í vyroby.“ Tím, ?e náro?nou sva?ovací práci na surovém krbu p?evezmou roboty i kv?li vyvoji teplot, mohou se kolegové plně soust?edit na své ?emeslo. Pat?í sem nap?íklad sva?ování dví?ek spalovací komory, kde je ji? pracovní plocha pro sva?ovací robot p?íli? úzká.?

Digitální dvoj?e jako srdce sva?ovacího systému

Cíl manufaktury byl tedy jasny: Pomocí sva?ovacích robot? zvy?it produktivitu, zajistit kvalitu a zároveň sní?it pracovní zátě? zaměstnanc?. Ale HASE by nebyl HASE, kdyby inovativní vyrobce krb? nep?emy?lel se zamě?ením na budoucnost. ?Chtěli jsme vytvo?it nejmoderněj?í, flexibilní roboticky systém, ktery by dokázal zpracovat i zatím neexistující modely, ani? by na?i konstrukté?i museli omezovat svou práci nebo zp?sobovat zastavení vyroby,“ vysvětluje Fischer. ?Proto hraje klí?ovou roli také digitální dvoj?e.“

Ve spole?nosti HASE Kaminofenbau v Trieru se tradi?ní ?emeslo snoubí s inovativní automatizací.

Spole?nost HASE ji? 20 let spoléhá na vykon robot? KUKA, proto byl pro sv?j nejnověj?í projekt vybrán p?ední poskytovatel technologie inteligentních robot?. Na spolupráci byla obzvlá?tě atraktivní nejen mo?nost pou?ití hardwaru KUKA v podobě dvou robot? KUKA KR CYBERTECH nano ARC HW, lineární jednotky KUKA KL250-3?a polohova?e. Právě interakce se softwarem KUKA.Sim?a digitálním dvoj?etem byla pro HASE zásadní změnou. Simula?ní software o?ivuje robotické aplikace ve virtuálním prost?edí – a to je?tě p?ed uvedením za?ízení do provozu. Pohybové sekvence robota naprogramované off-line jsou zobrazovány v reálném ?ase a jejich doby cykl? jsou analyzovány a optimalizovány. Kromě toho KUKA.Sim ArcWelding AddOn simuluje aplikace automatického sva?ování. Je nap?íklad mo?né definovat polohy nájezdu nebo optimální vyrovnání robot? pro sva?ovací proces.

Rychlej?í programování model? krb? off-line

?V?echny sva?ovací sekvence a procesy pohybu na?ich dvou robot? na lineární jednotce p?edem simulujeme pomocí softwaru KUKA.Sim, zcela izolovaně od vlastního systému,“ ?íká programátor HASE Martin Altmeier. ?Off-line m??eme pomocí digitálního dvoj?ete naprogramovat program krbu za dvě hodiny. On-line bychom museli systém na dva tydny vy?adit z provozu. To ukazuje následující: Bez programování off-line prost?ednictvím simula?ního softwaru by na?e vyroba a vyvoj novych model? nebyly mo?né tak rychle a snadno.“

Dva sva?ovací roboty KR CYBERTECH nano ARC sva?ují ?vy sou?ástí na lineární kolejnici.

Nápady konstruktér? ohledně novych model? krb? lze také velmi brzy ve fázi prototypu porovnat s realitou prost?ednictvím KUKA.Sim. S pomocí digitálního dvoj?ete m??e Hase simulovat sva?ovací procesy jedna ku jedné a konstrukté?i získají identicky obraz následného vyrobního procesu. Spole?nost HASE tak m??e pou?ít digitální dvoj?e k testování sva?ovacích proces? pro nové krby a nakonec na tomto základě vytvo?it odpovídající sva?ovací program pro robotickou buňku.

Automatizace se setkává s flexibilitou

Jakmile je program pro model krbu dokon?en, mohou se roboty ihned pustit do práce. Obsluha stroje umístí krb do systému pomocí zvedacího za?ízení, spustí program a polohova? zvedne p?edem svázanou surovy krb, ktery vá?í 20 a? 100 kilogram? v závislosti na modelu, do po?adované polohy. Na lineární kolejnici dva sva?ovací roboty KR CYBERTECH nano ARC?– p?ipojené ke dvěma napájecím zdroj?m TPS 500i Fronius – poté automaticky sva?ují ?vy sou?ástí v ur?eném po?adí. ?D?íve jsme pou?ívali simulaci, abychom p?esně ur?ili, kdy by ka?dy robot nejlépe provedl ka?dy svar,“ vysvětluje programátor Altmeier, ?abychom neměli ?ádné zpo?dění, ?vy byly těsné a my dosáhli optimální doby cyklu.“

Díky digitálnímu dvoj?eti dostávají konstrukté?i identický obraz výrobního procesu ji? od fáze prototypu.

Riziko vypadku je sní?eno na minimum?

Dal?í vyhoda: Pou?itím r?znych u?ivatelskych úrovní s jasnymi profily rolí, jako je profil obsluhy, spole?nost HASE sní?ila riziko vypadku v d?sledku provozních chyb témě? na nulu. V?echny aktuální programy jsou navíc zálohovány v softwaru KUKA – tak?e i kdy? dojde k chybě, v?echna data lze okam?itě obnovit. ?Chtěli jsme optimálně propojit virtuální svět se světem skute?nym,“ popisuje sv?j záměr projektu Bernd von der Bank od dlouholetého systémového partnera KUKA Paul von der Bank GmbH. ?Nezále?í na tom, jestli něco změním v systému nebo v simulaci, proto?e toté? se děje v obou systémech. Skute?nost, ?e svět on-line a skute?ny svět spolu tak dob?e ladí, je na trhu jedine?ná.“?

Odborníci na výrobu krb? ze spole?nosti HASE, odborníci na automatizaci ze spole?nosti KUKA a Paul von der Bank GmbH jako systémový partner pracovali ruku v ruce.

Aplikace KUKA nabízejí konzistentní virtuální a reálné ovládání

Dokud spolupráce softwaru KUKA.Sim?a sva?ovacích robot? nebyla optimální, HASE, integrátor Paul von der Bank GmbH a zákaznicky servis KUKA pracovaly na vyvoji softwaru a naprogramovaly ?e?ení ?ité na míru. Odbornost spole?nosti HASE byla zvlá?tě nápomocná p?i úspě?ném kone?ném vysledku. ?Vyzvou elektrického sva?ování je, ?e virtuální svět nemá ?ádné tolerance,“ vysvětluje von der Bank. ?Reálná spojovací technologie ov?em ano - a to ve zna?né mí?e.“?

Na míru ?ité automatiza?ní ?e?ení pro HASE umo?ňuje výrobu ?iroké ?kály model? krb?.

Modulární produktová architektura softwaru umo?ňuje splnění zákaznickych p?ání

Aby bylo zaji?těno, ?e simulace svar? a sva?ovací parametry optimálně odpovídá ?ídicímu systému robota a ?e úsilí po ty?ování bylo minimální, v?echny zú?astněné strany spolupracovaly na úpravě KUKA.Sim?podle pot?eb spole?nosti HASE – modulární produktová architektura softwaru to umo?ňuje! Klí?ová vyhoda je následující: Data jsou stoprocentně konzistentní, tak?e virtuální a reálné ?ízení pracují s naprosto stejnymi daty. Tímto zp?sobem KUKA.Sim vytvá?í základ pro virtuální uvedení do provozu.

Díky modulární produktové architektu?e je software p?esně p?izp?soben po?adavk?m HASE.

Zvy?ená produktivita díky ?pi?kovému robotickému systému

Díky vynikající interakci mezi digitálním dvoj?etem a roboty dokázala spole?nost HASE zkrátit dobu sva?ování na krb ze 45 minut na 15. Vzhledem k pozitivní zku?enosti se systémem nyní spole?nost HASE postavila druhy, ktery je zcela identicky s prvním. To znamená, ?e pracovní úsilí pro programování a ?ízení je nízké. Oba nové systémy nahrazují star?ích pět systém? – to je enormní úspora prostoru pro vyrobu!

P?esné a ú?inné: Díky vynikající interakci mezi digitálním dvoj?etem a roboty se doba sva?ování na krb zkrátila ze 45 na 15 minut.

Off-line doká?eme pomocí digitálního dvoj?ete naprogramovat program krbu za dvě hodiny – on-line bychom museli systém na dva týdny vy?adit z provozu.

Martin Altmeier, programátor ve spole?nosti HASE Kaminofenbau GmbH

Vyrobce krb? nyní mohl vyrábět a? 25 000 krb? za rok, zatímco d?íve to bylo maximálně 15 000 kus?. ?Pro nás jsou dva ?pi?kové robotické systémy největ?í sva?ovací inovací, jakou jsme kdy měli,“ shrnuje Fischer. ?Nejtě??í na automatizaci je najít zp?sob, jak sou?asně pokryt ?iroké produktové portfolio. Spole?ně se spole?nostmi KUKA a Paul von der Bank GmbH jsme tuto vyzvu úspě?ně vy?e?ili.“ Tajemství úspěchu projektu spo?ívá ve spolupráci: Spole?nost KUKA nabídla spole?nosti HASE v?estranny balí?ek a spole?ně se zákazníkem a místním systémovym partnerem vyvinula ?e?ení ?ité na míru.?

Automatizace jako p?íle?itost?

Vzhledem k rostoucímu nedostatku kvalifikovanych pracovník? nevidí zaměstnanci HASE ?e?ení automatizace jako hrozbu pro svá pracovní místa, ale spí?e jako prost?edek k zaji?tění ?ivobytí svého zaměstnavatele. HASE si klade za cíl d?sledně pokra?ovat ve své st?ední cestě ?emeslného umění a inovativní automatizace a ji? spolupracuje se spole?ností KUKA na konceptech pro automatizované lemování a lakování a také na sva?ování sestav. Pro dal?í moderněj?í a ?isté krby – a je?tě více praskající útulnost v obyvacích pokojích.