全自動鍋爐焊接

供暖系統專家 Windhager 秉承 100 余年勇于創新的精神，以“奧地利制造”的完美質量引以為傲。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代化鍋爐焊接系統。在 ism-technic 的全自動焊接生產線上共采用 13 臺 KUKA 機器人，肩負實現最大生產率、靈活性和最高精確度的任務，無論多微小的細節都不放過。

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，“經濟效益”和“可持續性”也成為現今購買供暖系統時最重要的考慮因素。“我們很早就意識到生物質供熱這一趨勢，并開始專門生產環保的柴火供暖系統、木屑供暖系統和高效的顆粒燃料供暖系統。”Windhager Zentralheizung GmbH 總經理 Stefan Gubi 表示。?

這個位于奧地利塞基興（Seekirchen）的家族企業目前擁有約 650 名員工，是再生能源鍋爐的領先制造商之一。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）設立一座占地面積 27,000 平方米的熱泵制造和開發中心。他們將自 2024 年開始在此與熱泵專業制造商 M-Tec 合作，預計每年生產多達 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新制造技術，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部生產產品。”公司總經理如此保證。

“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備。或是如滾筒磨光、震動磨光、平面磨光等流程，再到電氣設備制造和最終組裝，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，由于近年來生產數量大幅增加，該公司的產能已日益接近極限。?

“為了因應產量的增加，同時也滿足日益嚴格的質量要求，最重要的是，為了解決專業技術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。因此，Windhager 決定以采用最先進的全自動鍋爐焊接生產線，以取代現有的老舊機器人焊接系統。

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

新焊接生產線最明顯的優勢是使產能和生產率都獲得提升。因此，預計產量提高達 40% 是絕對有可能的。

Stefan Gubi，Windhager 總經理

歐洲其中的一條最現代化鍋爐焊接生產線

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的切割與焊接的整套生產系統。“這個項目的任務非常復雜。但是，作為 KUKA 的系統合作伙伴，我們擁有廣泛的產品組合可供使用。通過這些產品組合，我們不僅能夠實現焊接過程的自動化，而且還能夠讓每個機器人單元的裝卸過程以及整套系統的工件物流自動化。”ism-technic 總經理 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，我們已經實際打造出歐洲其中的一條最現代化全自動鍋爐焊接生產線。”

新的生產線擁有兩個設計結構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了鍋爐焊接的完全自動化，從定位焊接到搬運，再到后續工位，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。”Heitzinger 興致勃勃地說。這個方案經過特別設計，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整生產方式，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，也不會發生生產瓶頸。”制造部門主管滿意地說。?

歸功于 ism-technic 的新生產線，從定位焊接到搬運，再到后續工位，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，并經由滾筒輸送系統送入設備以接受最終焊接，之后再存放在立體貨架上。

“但只針對 BioWIN 鍋爐轉型，我們就能將定位焊接效率提高約 50%。”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，經由滾筒輸送帶送入生產線中，視覺系統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，用于從貨架系統中取出所需的工件，并根據訂單向工作單元中的兩個機器人站提供物料。?

“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焊接站已焊接完成，會被放入定位焊接站的工裝中。”制造部主管詳細介紹，“所采用的自動更換系統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焊接站所需的小型工裝放置在焊接臺上，無需員工參與。”Andreas Stremitzer 繼續說道。

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。“系統配備自動磨損工件更換系統、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，確保絕對自主的定位焊接過程。”ism 總經理補充道。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移入立體貨架上庫存，以便之后接受最終焊接。“這些工作單元經過專門設計，每 30 分鐘就可以定位焊接一個 BioWIN 鍋爐。”Heitzinger 對此印象深刻。

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

Andreas Stremitzer，ism-technic 總經理

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的工裝。“為了確保連續的可追溯性，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焊接的。”Heitzinger 更詳細地解釋道。?

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，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加工和密封性測試，只需按下按鈕，鍋爐就會經由輸送段被自動運送到后續工位。“不過，需要后續焊接的比例已大幅下降。”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。”