全自動鍋爐焊接

供暖系統(tǒng)專家 Windhager 秉承 100 余年勇于創(chuàng)新的精神，以“奧地利制造”的完美質(zhì)量引以為傲。因此，這家薩爾斯堡公司日前投資打造了歐洲最其中的一個現(xiàn)代化鍋爐焊接系統(tǒng)。在 ism-technic 的全自動焊接生產(chǎn)線上共采用 13 臺 KUKA 機器人，肩負實現(xiàn)最大生產(chǎn)率、靈活性和最高精確度的任務(wù)，無論多微小的細節(jié)都不放過。

凡是寫著 Windhager 的地方，就有 Windhager

重視長遠價值的趨勢在供暖市場上已不得忽視，“經(jīng)濟效益”和“可持續(xù)性”也成為現(xiàn)今購買供暖系統(tǒng)時最重要的考慮因素。“我們很早就意識到生物質(zhì)供熱這一趨勢，并開始專門生產(chǎn)環(huán)保的柴火供暖系統(tǒng)、木屑供暖系統(tǒng)和高效的顆粒燃料供暖系統(tǒng)。”Windhager Zentralheizung GmbH 總經(jīng)理 Stefan Gubi 表示。?

這個位于奧地利塞基興（Seekirchen）的家族企業(yè)目前擁有約 650 名員工，是再生能源鍋爐的領(lǐng)先制造商之一。為了奠定額外的立足點，這家歷史悠久的薩爾斯堡公司正在格蒙登附近的平斯多夫（Pinsdorf）設(shè)立一座占地面積 27,000 平方米的熱泵制造和開發(fā)中心。他們將自 2024 年開始在此與熱泵專業(yè)制造商 M-Tec 合作，預(yù)計每年生產(chǎn)多達 20,000 臺熱泵。然而，另外位于札斯貝格（Zaisberg/Seekirchen）的制造廠也不斷投資創(chuàng)新制造技術(shù)，特別是在鍋爐焊接方面，目的是進一步提高垂直整合程度。“凡是寫著 Windhager 的地方，就有 Windhager。因此，我們也要求盡可能在公司內(nèi)部生產(chǎn)產(chǎn)品?！?/strong>公司總經(jīng)理如此保證。

“除了用于對大型鈑金進行激光切割、沖裁和折彎的工廠機床配置之外，我們還擁有粉末鋪粉設(shè)備?；蚴侨鐫L筒磨光、震動磨光、平面磨光等流程，再到電氣設(shè)備制造和最終組裝，我們都能自行處理。”Windhager 制造部門主管 Patrick Heitzinger 也補充說道。

焊接自動化擴大產(chǎn)能

由于必須滿足鍋爐在可靠性、安全性和使用壽命等方面最嚴格的標準，鍋爐焊接技術(shù)也因此成為這家歷史悠久的薩爾斯堡公司的核心競爭力之一。然而，由于近年來生產(chǎn)數(shù)量大幅增加，該公司的產(chǎn)能已日益接近極限。?

采用 KUKA 技術(shù)的全自動鍋爐焊接。

“為了因應(yīng)產(chǎn)量的增加，同時也滿足日益嚴格的質(zhì)量要求，最重要的是，為了解決專業(yè)技術(shù)人員短缺的嚴重短缺問題，提高焊接工藝的自動化程度已是無法避免了。”Gubi 強調(diào)。因此，Windhager 決定以采用最先進的全自動鍋爐焊接生產(chǎn)線，以取代現(xiàn)有的老舊機器人焊接系統(tǒng)。

KUKA 技術(shù)在兩個定位焊接單元中自動定位焊接目前產(chǎn)量最大的 Windhager 鍋爐 BioWIN 系列。

新焊接生產(chǎn)線最明顯的優(yōu)勢是使產(chǎn)能和生產(chǎn)率都獲得提升。因此，預(yù)計產(chǎn)量提高達 40% 是絕對有可能的。

Stefan Gubi，Windhager 總經(jīng)理

歐洲其中的一條最現(xiàn)代化鍋爐焊接生產(chǎn)線

受委托實施自動化解決方案的是 ism-technic GmbH 公司。這家來自下奧地利邦明興多夫（Münchendorf）的 KUKA 系統(tǒng)合作伙伴，專門提供量身定制即用型機器人單元，以及包括物料搬運在內(nèi)的切割與焊接的整套生產(chǎn)系統(tǒng)。“這個項目的任務(wù)非常復(fù)雜。但是，作為 KUKA 的系統(tǒng)合作伙伴，我們擁有廣泛的產(chǎn)品組合可供使用。通過這些產(chǎn)品組合，我們不僅能夠?qū)崿F(xiàn)焊接過程的自動化，而且還能夠讓每個機器人單元的裝卸過程以及整套系統(tǒng)的工件物流自動化?！?/strong>ism-technic 總經(jīng)理 Andreas Stremitzer 說。他對所獲得的成果感到非常自豪，并表示：“獲得如此知名的自動化解決方案供貨商的青睞，感覺就像是贏得了奧運金牌。但我確信，在扎斯貝格，通過與 KUKA 和 Windhager 的密切合作，我們已經(jīng)實際打造出歐洲其中的一條最現(xiàn)代化全自動鍋爐焊接生產(chǎn)線?！?/p>

在定位焊接單元的預(yù)焊接站中，會預(yù)先將接下來定位焊接站中所需的組件全自動焊接。

新的生產(chǎn)線擁有兩個設(shè)計結(jié)構(gòu)相同的定位焊接單元、六個完全相同的焊接單元和一個立體貨架，自去年年底以來一直運行至今。“ism-technic 的解決方案為我們實現(xiàn)了鍋爐焊接的完全自動化，從定位焊接到搬運，再到后續(xù)工位，在那里由員工完成最后焊縫并檢查鍋爐是否完全密封防漏?！盚eitzinger 興致勃勃地說。這個方案經(jīng)過特別設(shè)計，因此 Windhager 能夠在所有六個焊接單元中焊接目前的所有 19 種鍋爐類型。“這使我們能夠非常靈活地調(diào)整生產(chǎn)方式，以滿足市場對于各種鍋爐不斷變化的需求。即使某個工作單元故障，也不會發(fā)生生產(chǎn)瓶頸。”制造部門主管滿意地說。?

歸功于 ism-technic 的新生產(chǎn)線，從定位焊接到搬運，再到后續(xù)工位，整個鍋爐焊接過程都可以完全自動化，且具有最高水平的加工可靠性。

Patrick Heitzinger，Windhager 制造部門

自動定位焊接具有高生產(chǎn)率

兩個定位焊接單元目前僅用于自動定位焊接 Windhager 鍋爐 BioWIN 系列中數(shù)量最大的兩種鍋爐尺寸。其他類型的鍋爐由于有許多不同的型號，因此不適合自動化定位焊接，仍然采用獨立的定位焊接工裝以人工方式制作，并經(jīng)由滾筒輸送系統(tǒng)送入設(shè)備以接受最終焊接，之后再存放在立體貨架上。

ism-technic 采用 KUKA 技術(shù)打造了鍋爐焊接的全自動焊接生產(chǎn)線。

“但只針對 BioWIN 鍋爐轉(zhuǎn)型，我們就能將定位焊接效率提高約 50%?！?/strong>Heitzinger 如此報告。定位焊接單元中配備了兩臺 KUKA 焊接機器人 KR CYBERTECH ARC，一臺用于焊接預(yù)組件，一臺用于定位焊接整個鍋爐。其中所需的各種鈑金工件將由員工放在工件托盤中，經(jīng)由滾筒輸送帶送入生產(chǎn)線中，視覺系統(tǒng)檢查工件是否正確地放置在托盤上。每個定位焊接單元都配備有 KUKA 的搬運機器人 KR QUANTEC，用于從貨架系統(tǒng)中取出所需的工件，并根據(jù)訂單向工作單元中的兩個機器人站提供物料。?

KUKA 搬運機器人從貨架系統(tǒng)中取出定位焊接單元所需的工件。

“一個待定位焊接的 BioWIN 鍋爐總共由 18 個組件組成，這些單獨鈑金工件或組件在之前的預(yù)焊接站已焊接完成，會被放入定位焊接站的工裝中?！敝圃觳恐鞴茉敿毥榻B，“所采用的自動更換系統(tǒng)配備六個不同的抓手，因此搬運機器人可以非常確實地為工作單元上料。機器人還會自動將預(yù)焊接站所需的小型工裝放置在焊接臺上，無需員工參與?！盇ndreas Stremitzer 繼續(xù)說道。

KUKA 重載型機器人負責六個焊接單元的上下料工作。

為了能夠以最佳方式放入工件并確保機器人隨時都處于理想的定位焊接位置，定位焊接站還配備了 KUKA 的雙軸變位機 KP2-HV HW。“系統(tǒng)配備自動磨損工件更換系統(tǒng)、自動 TCP 校正和機械式焊槍清潔功能，因此不需要人員從外部干預(yù)，確保絕對自主的定位焊接過程?！?/strong>ism 總經(jīng)理補充道。搬運機器人 KR QUANTEC?將定位焊接完成的鍋爐從工作單元中取出并移到移交站，然后再通過自動化倉儲系統(tǒng)移入立體貨架上庫存，以便之后接受最終焊接?！斑@些工作單元經(jīng)過專門設(shè)計，每 30 分鐘就可以定位焊接一個 BioWIN 鍋爐?！?/strong>Heitzinger 對此印象深刻。

作為 KUKA 的系統(tǒng)合作伙伴，我們擁有廣泛的產(chǎn)品組合可供使用。通過這些產(chǎn)品組合，我們不僅能夠?qū)崿F(xiàn)焊接過程的自動化，而且還能夠讓每個機器人單元的裝卸過程以及整套系統(tǒng)的工件物流自動化。

Andreas Stremitzer，ism-technic 總經(jīng)理

所有焊接單元皆由 KUKA 搬運機器人 KR QUANTEC 上下料。安裝在地面運行軌道上的 KUKA 重載型機器人 KR 600 FORTEC 為所選的焊接單元裝上相應(yīng)的工裝。“為了確保連續(xù)的可追溯性，每個鍋爐上都有 QR 碼。因此，就可以隨時跟蹤鍋爐是在何時、在哪個工作單元以及使用什么焊接參數(shù)焊接的。”Heitzinger 更詳細地解釋道。?

KUKA 搬運機器人將待焊接的鍋爐精準地放置在已夾緊的工裝上。

然后，搬運機器人將鍋爐帶到所選的工作單元，并將鍋爐精確放置在已夾緊的工裝上。為確保焊接機器人隨時都位于最理想的焊接位置，焊接單元中也裝備了 KUKA 的雙軸變位機 KP2-HV HW，且配備焊槍頸自動更換系統(tǒng)?！巴ㄟ^使用不同的焊槍長度，鍋爐的可接近性幾乎不受任何限制。與以前相比，我們現(xiàn)在可以自動化焊接更多的焊縫?！?/strong>制造部門主管 Stremitzer 非常高興，并指出：“在焊接之前會使用激光傳感器測量每個供暖鍋爐，以便與編程設(shè)定的參考鍋爐進行比較。如果有任何偏差，就會將鍋爐對準到正確位置?！?

此外，與定位焊接單元一樣，還使用了磨損工件自動更換系統(tǒng)，可以及時自動更換氣流噴嘴。如果僅要讓焊接完成的鍋爐接受后續(xù)加工和密封性測試，只需按下按鈕，鍋爐就會經(jīng)由輸送段被自動運送到后續(xù)工位。“不過，需要后續(xù)焊接的比例已大幅下降?！?/strong>Heitzinger 說道，并也指出：“新的自動化焊接過程也明顯減輕了員工的負擔?！?/strong>

為了讓機器人隨時處于最佳焊接位置，這些工作單元配備了 KUKA 雙軸變位機。

合作實現(xiàn)最先進的焊接自動化技術(shù)：Andreas Stremitzer（ism-technic）和 Patrick Heitzinger（Windhager）。

良好的合作伙伴關(guān)系

Windhager 總經(jīng)理 Stefan Gubi 認為新焊接生產(chǎn)線的主要優(yōu)勢在于可提高產(chǎn)能和生產(chǎn)率。“預(yù)計通過新的生產(chǎn)線將產(chǎn)量提高達 40% 是絕對有可能的。此外，我們可以非常靈活、快速地因應(yīng)市場變化，必要時還可在夜間進行無人值班的班次?！?/strong>

最后，ism 的總經(jīng)理 Andreas Stremitzer 不忘提到，他總是很珍視能夠在大型項目中有像 KUKA 這樣的強大合作伙伴：“作為像我們這種小規(guī)模的系統(tǒng)集成商，如果沒有 KUKA 這樣強大的機器人合作伙伴的支持，很難實現(xiàn)如此復(fù)雜的自動化解決方案?！?/strong>

Stefan Gubi 也在一個平起平坐的合作關(guān)系中看到了一個重要成功因素：“一貫以客戶為導(dǎo)向是 Windhager 的理念之一。我們也對我們的合作伙伴提出同樣的要求。他們處理我們的愿望、要求和問題的方式堪稱典范。我向 ism 和 KUKA 這樣的合作伙伴致敬，并期待共同創(chuàng)造成功的未來。”

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