Plně automatizované svařování kotle

Charakteristickými znaky společnosti Windhager specializované na vytápění jsou dokonalá kvalita „Made in Austria“ a silný duch inovace již více než 100 let. Proto společnost se sídlem v Salcburku nyní investovala do jednoho z nejmodernějších systémů pro svařování kotlů v Evropě. V plně automatizované svařovací lince od ism-technic zajišťuje celkem 13 robotů KUKA maximální produktivitu, flexibilitu a přesnost do nejmenších detailů.

Když na štítku stojí Windhager, je to Windhager uvnitř

Trend k dlouhodobému hodnotovému myšlení je patrný zejména na trhu vytápění. Ekonomika a udržitelnost nyní patří mezi nejdůležitější kritéria při nákupu topných systémů. „Tento trend směrem k vytápění biomasou jsme brzy rozpoznali a specializovali jsme se na výrobu ekologických topných systémů na dřevo, topných systémů na dřevní štěpku a účinných systémů vytápění peletami,“ vysvětluje Stefan Gubi, manažer ředitel společnosti Windhager Zentralheiz GmbH.

Dnes je rodinný podnik se sídlem v Seekirchenu s přibližně 650 zaměstnanci jedním z předních výrobců kotlů na obnovitelné zdroje energie. Tradiční salcburská společnost staví v Pinsdorfu u Gmundenu výrobní a vývojové centrum pro tepelná čerpadla o velikosti 27 000 m² pro tepelná čerpadla. Od roku 2024 se zde bude společně se specialistou na tepelná čerpadla M-Tec vyrábět až 20 000 tepelných čerpadel ročně. Neustále se však investuje do inovativních výrobních technologií, zejména svařování kotlů, pro výrobu kotlů ve výrobním závodě v Zaisbergu/Seekirchenu. Důraz je kladen na vysoký stupeň vertikální integrace. „Když na štítku stojí Windhager, je to Windhager i uvnitř. Proto jsme si dali za cíl vyrábět co nejvíce ve vlastní režii,“ ujišťuje generální ředitel.

„Kromě rozsáhlého portfolia strojů na výrobu plechů pro laserové řezání, děrování a ohýbání máme také zařízení na nanášení práškových barev. Sami také zvládáme procesy, jako je povrchová úprava sudů, vibrační úprava a broušení povrchu, až po výrobu elektrických zařízení a konečnou montáž,“ říká Patrick Heitzinger, vedoucí výroby ve společnosti Windhager.

Rozšíření kapacity díky automatizaci svařování

Za účelem splnění nejpřísnějších kritérií z hlediska spolehlivosti, bezpečnosti a životnosti kotlů, je svařování kotlů rovněž jednou z ústředních klíčových odborných způsobilostí této tradiční salcburské společnosti. Vzhledem k masivnímu nárůstu počtu vyrobených kusů v posledních letech však společnost stále více narážela na omezení své kapacity.

Plně automatizované svařování kotlů technologiemi KUKA.

„Abychom se vyrovnali s těmito nárůsty objemu, ale také abychom splnili stále se zvyšující požadavky na kvalitu a především čelili akutnímu nedostatku kvalifikovaných pracovníků, je nevyhnutelné zvýšení úrovně automatizace ve svařovací výrobě,“ zdůrazňuje Gubi. Společnost Windhager se proto rozhodla nahradit stávající zastaralé robotické svařovací systémy svařovací linkou s plně automatizovaným svařováním kotlů s využitím nejnovější technologie.

Typ kotlů Windhager BioWIN s nejvyšším objemem se aktuálně automaticky spojuje ve dvou stehovacích buňkách pomocí technologií KUKA.

Nejvýznamnějším přínosem nové svařovací linky je zvýšení kapacity a produktivity. Plánované zvýšení výroby až o 40 procent je tedy naprosto reálné.

Stefan Gubi, generální ředitel Windhager

Jedna z nejmodernějších svařovacích linek kotlů v Evropě

Zavedením automatizačního řešení byla pověřena společnost ism-technic GmbH. Systémový partner KUKA z Münchendorfu v Dolním Rakousku je společnost specializující se na zakázkové robotické buňky na klíč a kompletní výrobní systémy pro svařování a řezání, včetně manipulace s materiálem. „Úkoly v tomto projektu byly velmi složité. Jako systémový partner KUKA však máme k dispozici rozsáhlé produktové portfolio, se kterým jsme dokázali automatizovat nejen svařovací proces, ale také nakládání a vykládání jednotlivých robotických buněk i celého logistika dílů,“ uvádí Andreas Stremitzer, výkonný ředitel společnosti ism-technic. S nesmírnou hrdostí na to, čeho dosáhl, říká: „Zvítězit nad tak známými poskytovateli automatizačních řešení bylo jako vyhrát olympiádu. Ale jsem si jistý, že zde v Zaisbergu jsme ve velmi kooperativní spolupráci se společnostmi KUKA a Windhager zavedli jednu z nejmodernějších, plně automatizovaných svařovacích linek kotlů, která nemá v Evropě obdoby.“

Ve stanici pro předběžné svařování stehovací buňky se plně automaticky svařují montážní celky, které jsou následně potřebné ve stehovací stanici.

Nová výrobní linka se dvěma identickými stehovacími buňkami, šesti identickými svařovacími buňkami a vysokoregálovým skladem je v provozu od konce loňského roku. „Díky řešení společnosti ism-technic mohlo být svařování kotlů plně automatizováno s maximální spolehlivostí procesu, a to od přivařování až po přepravu do zpracovatelských stanic, kde zaměstnanci provádí konečné svary a kontrolují těsnost kotlů,“ říká nadšeně Heitzinger. Koncepce je navržena tak, aby všech současných 19 typů kotlů Windhager bylo možné svařovat v každé ze šesti svařovacích buněk. „To nám umožňuje velmi flexibilně přizpůsobovat výrobu neustále se měnící poptávce jednotlivých kotlů. Pokud dojde v buňce k poruše, nevzniknou ve výrobě žádná omezení,“ říká spokojeně vedoucí výroby.

Díky nové výrobní lince od společnosti ism-technic mohlo být svařování našich kotlů plně automatizováno s nejvyšší úrovní procesní spolehlivosti, od stehování až po přepravu do přepracovacích stanic.

Patrick Heitzinger, vedoucí výroby ve společnosti Windhager

Vysoce produktivní díky automatickému sešívání

V současné době se ve dvou sešívacích buňkách automaticky sešívají pouze dvě velikosti kotlů v nejobjemnější řadě kotlů BioWIN společnosti Windhager. Ostatní typy kotlů, u nichž by nemělo smysl proces stehování automatizovat kvůli mnoha různým variantám, se stále sešívají ručně v samostatném stehovacím zařízení a do systému se ke konečnému svaření přivádějí pomocí válečkového dopravníku a skladují se ve vysokoregálovém skladu.

Plně automatizovaná svařovací linka pro svařování kotlů byla realizována ism-technic s využitím technologií KUKA.

„Ale pouhou změnou kotle BioWIN jsme byli schopni zvýšit produktivitu šití o přibližně 50 procent,“ uvádí Heitzinger. Stehovací buňka je vybavena dvěma svařovacími roboty KR CYBERTECH ARC od společnosti KUKA – jedním pro svařování předmontážních celků a jedním pro stehování celého kotle. Jednotlivé plechové díly k tomu potřebné jsou pracovnníkem umístěny do palet nosičů komponentů a přiváděny do linky přes válečkový dopravníkový pás a kamerový systém kontroluje, zda jsou díly umístěny na paletě ve správné poloze. Pro každou sešívací buňku je k dispozici manipulační robot KR QUANTEC od KUKA, který odebere potřebné komponenty z regálového systému a v závislosti na objednávce zásobí materiálem jednu ze dvou robotických stanic v buňce.

Manipulační robot KUKA odebírá komponenty potřebné ve stehovací buňce z regálového systému.

„Svařovaný kotel BioWIN se skládá z celkem 18 komponentů, které se do svařovací stanice vkládají buď jako jednotlivé plechové díly, nebo jako sestava plechů, které byly předtím svařeny v předsvařovací stanici,“ podrobně vysvětluje vedoucí výroby. „Díky automatickému výměnnému systému se šesti různými chapadly manipulační robot nakládá buňku s naprostou procesní spolehlivostí. Na svařovací stůl také zcela automaticky a bez zásahu zaměstnance umisťuje malé přípravky, které jsou potřebné v předsvařovací stanici,“ pokračuje Andreas Stremitzer.

Těžký robot KUKA je zodpovědný za nakládání a vykládání šesti svařovacích buněk.

Stehovací stanice je také vybavena dvouosým polohovacím zařízením KP2-HV HW od společnosti KUKA, které optimalizuje vkládání dílů a zajišťuje, že robot je vždy v ideální poloze pro stehování. „Systém automatické výměny opotřebitelných dílů, automatická korekce TCP a mechanické čištění hořáku činí externími zásahy zbytečnými, a zajišťuje tak absolutně autonomní stehování,“ dodává výkonný ředitel společnosti ism. Manipulační robot KR QUANTEC vyjme hotový kotel z buňky a přemístí jej na překládací stanici, odkud je kotel prostřednictvím skladovací a vyhledávací jednotky uložen ve vysokoregálovém skladu pro následné finální svařování.. „Buňky jsou navrženy tak, aby bylo možné kotel BioWIN stehovat každých 30 minut,“ je ohromen Heitzinger.

Jako systémový partner KUKA máme k dispozici rozsáhlé produktové portfolio, se kterým jsme dokázali automatizovat nejen svařovací proces, ale také nakládku a vykládku jednotlivých robotických buněk a také celou logistiku dílů.

Andreas Stremitzer, výkonný ředitel společnosti ism-technic

Všechny svařovací buňky nakládá a vykládá manipulační robot KUKA KR QUANTEC. Těžký robot KUKA KR 600 FORTEC namontovaný na podlahové dráze vybaví vybranou svařovací buňku příslušným přípravkem. „Pro zajištění konzistentní sledovatelnosti je ke každému kotli připojen QR kód. „To znamená, že je vždy možné vysledovat, kdy, v jaké buňce a s jakými svařovacími parametry se svařovalo,“ vysvětluje Heitzinger.

Manipulační robot KUKA přesně umístí svařovaný kotel do již upnutého přípravku.

Manipulační robot pak kotel přiveze ke zvolené buňce a přesně jej umístí do již upnutého přípravku. K tomu, aby robot vždy nabízel optimální svařovací polohu, jsou svařovací buňky vybaveny také dvouosým polohovacím zařízením KP2-HV HW od společnosti KUKA a automatickým systémem výměny hrdla hořáku. „Použitím různých délek hořáků není přístup ke kotli téměř nijak omezen. Nyní můžeme automaticky svařovat podstatně více svarových spojů než dříve,“ říká spokojeně vedoucí výroby. „Před svařováním je každý kotel změřen pomocí laserového senzoru, porovnán s naprogramovaným referenčním kotlem a v případě odchylek je vyrovnán do správné polohy,“ poznamenává Stremitzer.

Kromě toho se stejně jako u šicích buněk používá systém automatické výměny opotřebitelných dílů, který automaticky a včas vymění kontaktní špičku. Nakonec, když je hotový svařený kotel stisknutím tlačítka vyvolán k přepracování a zkoušce těsnosti, je automaticky dopraven po pásové lince k přepracovací stanici. „Podíl dodatečného svařování se masivně snížil“, říká Heitzinger, který také poznamenává: „Nová automatizace svařování znamená také obrovskou úlevu pro zaměstnance.“

Buňky jsou vybaveny dvouosým polohovacím zařízením od společnosti KUKA, které zajišťuje robotu vždy optimální svařovací polohu.

Nejmodernější automatizace svařování realizovaná ve spolupráci: Andreas Stremitzer (ism-technic) a Patrick Heitzinger (Windhager).

Partnerská spolupráce

Generální ředitel společnosti Windhager Stefan Gubi vidí hlavní přínos nové svařovací linky ve zvýšení kapacity a produktivity. „Plánované zvýšení výroby až o 40 procent je s novou výrobní linkou naprosto reálné. Můžeme také velmi pružně a rychle reagovat na změny na trhu a v případě potřeby pracovat na noční směny bez obsluhy.“

Závěrem by generální ředitel společnosti ism Andreas Stremitzer rád zdůraznil, že si vždy váží toho, že se může při tak velkých projektech spolehnout na silného partnera, jako je společnost KUKA: „Pro systémového integrátora naší velikosti by bylo velmi obtížné realizovat tak komplexní automatizační řešení bez podpory silného partnera v oblasti robotiky, jakým je společnost KUKA.“

Stefan Gubi považuje za klíčový faktor úspěchu také partnerskou spolupráci na úrovni očí: „Důsledná orientace na zákazníka je jeden z charakteristických znaků společnosti Windhager. Totéž požadujeme i od našich partnerů. Způsob, jakým byla řešena naše přání, požadavky a problémy, byl příkladný. Smekám před partnery, jako jsou ism a KUKA, a těším se na úspěšnou společnou budoucnost.“

Vyhledat systémového partnera KUKA

Zde si můžete vyhledat vhodného partnera pro své odvětví či řešení problému.