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Fully automated boiler welding
Premium ‘Made in Austria’ quality and a strong innovative spirit have been the hallmarks of the heating specialist Windhager for over a century. Against this backdrop, the Salzburg-based firm recently invested in one of the most innovative boiler welding systems in Europe. A total of 13 robots from KUKA ensure maximum productivity and flexibility in the fully automated welding line system provided by ism-technic.
Con Windhager, lo que obtienes es lo que ves
La tendencia a dar prioridad al valor a largo plazo frente a las ganancias a corto plazo está ganando adeptos, sobre todo en el sector de la calefacción. Los factores económicos y de sostenibilidad figuran ahora entre los criterios más importantes a la hora de adquirir una calefacción.
«Reconocimos muy pronto esta tendencia hacia la calefacción de biomasa y nos especializamos en la fabricación de sistemas de calefacción de leña respetuosos con el medio ambiente, sistemas de calefacción de astillas de madera y sistemas eficientes de calefacción de pellets», explica Stefan Gubi, administrador de Windhager Zentralheizung GmbH.
En la actualidad, la empresa familiar Seekirchner, con unos 650 empleados, es uno de los principales fabricantes de calderas de energías renovables. Para crear un pilar adicional, la tradicional empresa de Salzburgo está construyendo un centro de producción y desarrollo de bombas de calor de 27 000 m2 en Pinsdorf, cerca de Gmunden. A partir de 2024, se fabricarán allí hasta 20 000 bombas de calor al año junto con el especialista en bombas de calor M-Tec. No obstante, la empresa también invierte continuamente en tecnologías de producción innovadoras, en particular la soldadura de calderas, para la fabricación de calderas en la planta de producción de Zaisberg/Seekirchen. Para ello, apuestan por un alto nivel de fabricación en la propia empresa. «Si pone Windhager, lo que obtienes es lo que ves. Por eso también aspiramos a fabricar internamente todo lo posible», asegura el administrador.
«Además de una amplia gama de maquinaria en la producción de chapa para corte por láser, punzonado y plegado, también disponemos de un sistema de recubrimiento en polvo. Además dominamos nosotros mismos procesos como el acabado en tambor, el acabado por vibración y el rectificado de superficies, hasta la producción eléctrica y el montaje final», afirma Patrick Heitzinger, jefe de producción de Windhager.
Ampliación de la capacidad mediante la automatización de la soldadura
Para cumplir los criterios más estrictos en cuanto a fiabilidad, seguridad y vida útil de las calderas, la soldadura de calderas es también una de las competencias básicas de la tradicional empresa de Salzburgo. Sin embargo, debido al aumento masivo del número de unidades a producir en los últimos años, la empresa ha llegado cada vez más al límite de su capacidad.
Soldadura de calderas totalmente automatizada con tecnologías KUKA.
«Es inevitable aumentar el grado de automatización de la producción de soldaduras para hacer frente a estos incrementos de volumen, pero también para cumplir los requisitos de calidad en constante aumento y, sobre todo, para contrarrestar la grave escasez de trabajadores cualificados», subraya Gubi. Por ello, Windhager decidió sustituir los anticuados sistemas de soldadura robotizada existentes por una línea de soldadura con soldadura de calderas totalmente automatizada y de última generación.
Las dos células de cosido se utilizan ahora para soldar automáticamente por cosido la familia de calderas BioWIN con mayor número de unidades de Windhager utilizando tecnologías de KUKA.
La principal ventaja de la nueva línea de soldadura es el aumento de la capacidad y la productividad. Por tanto, el aumento previsto de la producción de hasta un 40 % es absolutamente realista.
Una de las líneas de soldadura de calderas más modernas de Europa
ism-technic GmbH recibió el encargo de implementar la solución de automatización. La empresa de Münchendorf (Austria), que colabora con KUKA, está especializada en celdas robotizadas a medida y llave en mano, así como en sistemas de producción completos para soldadura y corte, incluida la manipulación de materiales. «Las tareas de este proyecto eran muy complejas. Sin embargo, como System Partner de KUKA, disponemos de una amplia cartera de productos con la que pudimos automatizar no sólo el proceso de soldadura, sino también la carga y descarga de las celdas robóticas individuales y toda la logística de piezas», informa Andreas Stremitzer, administrador de ism-technic. Está muy orgulloso de lo que han conseguido: «Poder competir a proveedores de soluciones de automatización tan conocidos fue como ganar las Olimpiadas. Sin embargo, estoy seguro que en Zaisberg, en estrecha colaboración con KUKA y Windhager, hemos realizado una de las líneas de soldadura de calderas más modernas y totalmente automatizadas de Europa».
En la estación de presoldadura de la celda de cosido se sueldan de forma totalmente automática los conjuntos que posteriormente se requieren en la estación de cosido.
La nueva línea de producción, con dos celdas de cosido iguales, seis celdas de soldadura idénticas y un almacén de estanterías elevadas, está en funcionamiento desde finales del año pasado. «Gracias a la solución de ism-technic, la soldadura de calderas pudo automatizarse por completo con la máxima fiabilidad del proceso, desde la soldadura por cosido hasta el transporte a las estaciones en las que se continúa el trabajo, donde los empleados realizan los últimos cordones de soldadura y comprueban que no haya fugas en las calderas», comenta Heitzinger. El concepto está diseñado de tal manera que los 19 tipos de calderas actuales de Windhager pueden soldarse en cada una de las seis celdas de soldadura. «Esto nos permite adaptar la producción de forma muy flexible a la demanda, en constante cambio, de las distintas calderas. Además, si se produce una avería en una celda, no hay cuellos de botella en la producción», afirma satisfecho el jefe de producción.
Gracias a la nueva línea de producción de ism-technic, la soldadura de nuestras calderas, desde el cosido hasta el transporte a las estaciones en las que se continúa el trabajo, se ha automatizado por completo con la máxima seguridad de proceso.
Alta productividad gracias a la soldadura por puntos automatizada
Actualmente, sólo los dos tamaños de caldera de la gama Windhager BioWIN con mayor número de unidades se sueldan por puntos automáticamente en las dos celdas de soldadura por puntos. Los demás tipos de calderas, para los que la automatización del proceso de soldadura por puntos no sería adecuada debido a sus numerosas variantes, se siguen soldando por puntos manualmente en sus propios dispositivos de soldadura por puntos y se introducen en la planta a través de un sistema de transportadores de rodillos para la soldadura final y se almacenan en el almacén de estanterías altas.
La línea de soldadura totalmente automatizada para la soldadura de calderas fue realizada por ism-technic con tecnologías KUKA.
«Sin embargo, sólo con el cambio de la caldera BioWIN hemos podido aumentar la productividad de la soldadura por puntos en un 50 %», afirma Heitzinger. Una de las celdas de soldadura por puntos está equipada con dos robots de soldadura por arco KR CYBERTECH ARC de KUKA: uno para la soldadura de premontajes y otro para la soldadura por puntos de toda la caldera. Las piezas individuales de chapa necesarias para ello son introducidas en palés portadores de componentes por un empleado e introducidas en la línea a través de una cinta transportadora de rodillos y controladas por un sistema de cámaras para garantizar que las piezas se han introducido en el palé en la posición correcta. Cada celda de soldadura por puntos dispone de un robot de manipulación KR QUANTEC de KUKA, que retira los componentes necesarios del sistema de estanterías y suministra material a una de las dos estaciones robotizadas de la celda en función del pedido.
Un robot de manipulación de KUKA retira del sistema de estanterías los componentes necesarios en la celda de soldadura por puntos.
«Una caldera BioWIN que se va a soldar por puntos consta de un total de 18 componentes que se introducen en el dispositivo de la estación de soldadura por puntos como piezas de chapa individuales o como un conjunto de chapa que se ha soldado previamente en la estación de presoldadura», explica detalladamente el jefe de producción. «Gracias a un sistema de cambio automático con seis pinzas diferentes, el robot de manipulación carga la celda con absoluta seguridad del proceso. Además, coloca de forma totalmente automática en la mesa de soldadura las pequeñas fijaciones necesarias en la estación de presoldadura sin la intervención de un empleado», continúa Andreas Stremitzer.
El robot para cargas pesadas KUKA se encarga de cargar y descargar las seis celdas de soldadura.
La estación de soldadura por puntos también está equipada con un posicionador de dos ejes KP2-HV HW de KUKA para poder insertar las piezas de forma óptima y garantizar que el robot se encuentre siempre en la posición ideal para la soldadura por puntos. «Un sistema automático de cambio de piezas de desgaste, la corrección automática del TCP y la limpieza mecánica del soplete hacen innecesaria la intervención externa y garantizan así un cosido absolutamente autónomo», añade el administrador de ism. El robot de manipulación KR QUANTEC retira la caldera ya soldada por cosido de la celda y la transfiere a una estación de transferencia, desde donde se lleva al almacén de estanterías elevadas mediante una unidad de almacenamiento y recuperación para su posterior soldadura final. «Las celdas están diseñadas para que se pueda soldar por cosido una caldera BioWIN cada 30 minutos», se impresiona Heitzinger.
Como System Partner de KUKA, disponemos de una amplia cartera de productos con la que pudimos automatizar no sólo el proceso de soldadura, sino también la carga y descarga de las celdas robóticas individuales y toda la logística de piezas.
El robot de manipulación KR QUANTEC de KUKA carga y descarga todas las celdas de soldadura. Un robot para cargas pesadas KUKA KR 600 FORTEC montado sobre un riel de suelo equipa la celda de soldadura seleccionada con el dispositivo correspondiente. «Para garantizar una trazabilidad continua, se adjunta un código QR a cada caldera. Esto significa que siempre es posible rastrear cuándo, en qué celda y con qué parámetros de soldadura se soldó», explica Heitzinger.
El robot de manipulación KUKA posiciona con precisión la caldera a soldar en el dispositivo ya fijado.
Además, al igual que en las celdas de soldadura por puntos, se utiliza un sistema automático de cambio de las piezas de desgaste que cambia automáticamente y a tiempo la punta de contacto. Por último, cuando se solicita una caldera ya soldada para seguir trabajando en ella y someterla a una prueba de estanqueidad, ésta se transporta automáticamente en una cinta transportadora elevada hasta la estación de trabajos posteriores con sólo pulsar un botón. «Esto ha reducido enormemente la cantidad de soldaduras posteriores», dice Heitzinger. Y añade: «La nueva automatización de la soldadura también supone una enorme reducción de la carga de trabajo de los empleados».
Para que el robot tenga siempre la posición de soldadura óptima, las celdas están equipadas con un posicionador de dos ejes de KUKA.
En estrecha colaboración, se ha realizado la más moderna automatización de soldadura: Andreas Stremitzer (ism-technic) y Patrick Heitzinger (Windhager).
