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Saldatura completamente automatizzata delle caldaie
Da oltre 100 anni, lo specialista degli impianti di riscaldamento Windhager si distingue per la perfetta qualità “Made in Austria” e per il forte impulso innovativo. In quest’ottica, l'azienda di Salisburgo ha investito in uno dei più moderni impianti per la saldatura delle caldaie in Europa. Nella linea di saldatura completamente automatizzata realizzata da ism-technic, 13 robot KUKA assicurano la massima produttività, flessibilità e precisione fin nei minimi dettagli.
Se fuori c'è scritto Windhager, dentro c'è Windhager
In particolare nel mercato degli impianti di riscaldamento, si nota la tendenza a privilegiare gli investimenti a lungo termine. Oggi, l’economicità e la sostenibilità sono tra i criteri più importanti per la scelta di un impianto di riscaldamento. “Abbiamo riconosciuto precocemente questa tendenza verso il riscaldamento a biomassa e ci siamo specializzati nella produzione di sistemi di riscaldamento ecologici ed efficienti con legna a ciocchi, a cippato e a pellet”, spiega Stefan Gubi, amministratore delegato di Windhager Zentralheizung GmbH.
Oggi l'azienda familiare di Seekirchen, che conta circa 650 dipendenti, è uno dei principali produttori di caldaie per le energie rinnovabili. Per rafforzarsi ulteriormente, la storica azienda salisburghese sta costruendo un centro di produzione e sviluppo di pompe di calore a Pinsdorf, vicino a Gmunden, che si estenderà su 27.000 m2. A partire dal 2024, insieme allo specialista di pompe di calore M-Tec, in questo stabilimento verranno prodotte fino a 20.000 pompe di calore all'anno. Tuttavia, anche nello stabilimento produttivo a Zaisberg/Seekirchen, l'azienda investe continuamente in tecnologie di produzione innovative, in particolare nella saldatura delle caldaie. L'azienda punta su un elevato livello di integrazione verticale.“Se fuori c'è scritto Windhager, dentro c'è Windhager. Per questo ci siamo posti l'obiettivo di produrre il più possibile in casa”, assicura l'amministratore delegato.
“Oltre a una vasta gamma di macchinari per il taglio laser, la punzonatura e la piegatura nella produzione di lamiere, abbiamo anche un impianto di verniciatura a polvere. Inoltre, padroneggiamo processi come la vibrofinitura e la rettifica delle superfici, senza dimenticare i componenti elettrici e l'assemblaggio finale”, afferma Patrick Heitzinger, responsabile della produzione presso Windhager.
Ampliamento della capacità produttiva attraverso l'automazione della saldatura
Per soddisfare i criteri più severi in termini di affidabilità, sicurezza e durata delle caldaie, anche la saldatura delle caldaie rientra tra le competenze chiave della storica azienda di Salisburgo. Tuttavia, a causa del massiccio aumento del numero di unità da produrre negli ultimi anni, sempre più spesso l'azienda è arrivata ai limiti delle proprie capacità.
Saldatura completamente automatizzata delle caldaie con le tecnologie KUKA.
“Abbiamo dovuto incrementare il grado di automazione nel processo di saldatura per far fronte a questi aumenti di volume, ma anche per soddisfare i sempre più stringenti requisiti qualitativi e, soprattutto, per contrastare la forte carenza di lavoratori qualificati”, sottolinea Gubi. Perciò Windhager ha deciso di sostituire gli impianti di saldatura robotizzati esistenti, ormai obsoleti, con una linea di saldatura all’avanguardia, in cui la saldatura delle caldaie avviene in modo completamente automatico.
Attualmente, le due celle di imbastitura vengono utilizzate per i processi di imbastitura automatica sulla famiglia di caldaie Windhager BioWIN, quella con i volumi più elevati, utilizzando le tecnologie KUKA.
Il principale vantaggio della nuova linea di saldatura è l'aumento della capacità e della produttività. Un aumento programmato della produzione fino al 40 % appare quindi assolutamente realistico.
Una delle più moderne linee per la saldatura di caldaie in Europa
L’implementazione della soluzione di automazione è stata affidata alla ism-technic GmbH. Questo system partner KUKA di Münchendorf, nella Bassa Austria, è specializzato in celle robotiche personalizzate e pronte all’uso, nonché in sistemi di produzione completi per la saldatura e il taglio, compresa la movimentazione dei materiali. “Gli obiettivi di questo progetto erano particolarmente complessi. Tuttavia, in qualità di system partner KUKA, abbiamo a disposizione un ampio portafoglio di prodotti, che ci ha permesso di automatizzare non solo il processo di saldatura, ma anche il carico e lo scarico delle singole celle robotizzate e tutta la logistica dei pezzi”, dichiara Andreas Stremitzer, amministratore delegato di ism-technic. È estremamente orgoglioso dei risultati ottenuti: “Uscire vincitori da un confronto con rinomati fornitori di soluzioni di automazione è stato come vincere le Olimpiadi. Tuttavia, qui a Zaisberg, lavorando fianco a fianco con KUKA e Windhager, abbiamo realizzato una linea di saldatura per caldaie completamente automatizzata estremamente moderna, che non ha eguali in Europa”.
Nella stazione di pre-saldatura vengono saldati in modo completamente automatico i gruppi, che poi verranno utilizzati nella stazione di imbastitura.
La nuova linea di produzione, dotata di due celle di imbastitura identiche, di sei celle di saldatura identiche e di un magazzino a scaffali verticali, è entrata in funzione alla fine dello scorso anno. “Grazie alla soluzione di ism-technic, abbiamo completamente automatizzato la saldatura delle caldaie a garantito la massima sicurezza di processo, dall’imbastitura al trasporto fino alle stazioni di rilavorazione, dove i dipendenti applicano i cordoni di saldatura finali e verificano la tenuta delle caldaie”, afferma Heitzinger con entusiasmo. Il concetto è stato sviluppato in modo da permettere la saldatura di tutti gli attuali 19 tipi di caldaie di Windhager nelle sei celle di saldatura.“Questo ci consente di adattare la produzione in modo estremamente flessibile alla variabile domanda delle diverse caldaie. Inoltre, anche in caso di malfunzionamento di una cella, non ci sono colli di bottiglia nella produzione”, afferma soddisfatto il responsabile della produzione.
La nuova linea di produzione di ism-technic ha permesso di automatizzare completamente la saldatura delle nostre caldaie, dall’imbastitura al trasporto alle stazioni di rilavorazione, e di garantire la massima affidabilità del processo.
Elevata produttività grazie all’imbastitura automatizzata
Attualmente, nelle due celle di imbastitura vengono unite solo i due modelli delle caldaie BioWIN di Windhager, quelle con i maggiori volumi di vendita. Gli altri tipi di caldaia, per i quali non avrebbe senso automatizzare il processo di imbastitura a causa delle numerose varianti, vengono ancora uniti manualmente in un dispositivo di imbastitura separato e immessi nell’impianto per la saldatura finale tramite un sistema a rulliere, per poi essere stoccati nel magazzino a scaffali verticali.
La linea di saldatura completamente automatizzata per la saldatura delle caldaie è stata realizzata da ism-technic con le tecnologie KUKA.
“Comunque, solo con la riorganizzazione legata alla caldaia BioWIN, siamo stati in grado di aumentare la produttività del processo d’imbastitura di circa il 50%”, riferisce Heitzinger. Una cella di imbastitura è dotata di due robot di saldatura KR CYBERTECH ARC di KUKA: uno per saldare i gruppi preassemblati e uno per unire tutta la caldaia. Durante il processo, un addetto deposita i singoli pezzi di lamiera necessari sui pallet di trasporto dei componenti, che vengono immessi nella linea tramite un nastro trasportatore a rulli, dove un sistema di telecamere controlla il corretto posizionamento dei pezzi sul pallet. Ogni cella di imbastitura è dotata di un robot di movimentazione KUKA KR QUANTEC, che preleva i componenti necessari dal sistema di scaffalature e rifornisce di materiale una delle due stazioni robot della cella, a seconda del lavoro da svolgere.
Un robot di movimentazione KUKA rimuove i componenti necessari per la cella di imbastitura dal sistema di scaffalature.
“Una caldaia BioWIN da imbastire è composta da un totale di 18 componenti, che possono essere immessi nella stazione di imbastitura sia singolarmente, come parti di lamiera, che sotto forma di un gruppo di lamiere precedentemente saldate nella stazione di pre-saldatura”, spiega in dettaglio il responsabile della produzione. “Grazie a un sistema di attrezzaggio automatico con sei pinze diverse, il robot di movimentazione carica la cella rispettando sempre i parametri del processo. Inoltre, posiziona in modo completamente automatico sul tavolo di saldatura anche i piccoli dispositivi necessari nella stazione di pre-saldatura, senza l'intervento di un addetto”, continua Andreas Stremitzer.
Il robot KUKA per impieghi gravosi si occupa di caricare e scaricare le sei celle di saldatura.
La stazione di imbastitura è dotata anche di un posizionatore a due assi KUKA KP2-HV HW, per poter inserire in modo ottimale i pezzi e garantire che il robot sia sempre nella posizione perfetta per l’imbastitura. “Un sistema automatico di sostituzione delle parti soggette a usura, la correzione automatica del TCP e la pulizia meccanica della torcia rendono superflui gli interventi esterni, garantendo così un’imbastitura assolutamente autonoma”, aggiunge l'amministratore delegato di ism. Il robot di movimentazione KR QUANTEC preleva la caldaia finita dalla cella e la trasferisce sulla stazione di trasferimento, dove la caldaia viene prelevata e stoccata nel magazzino a scaffalature verticali da un trasloelevatore, in attesa della successiva saldatura finale. “Le celle sono progettate in modo tale da permettere di imbastire una caldaia BioWIN ogni 30 minuti”, rimarca Heitzinger.
In qualità di system partner KUKA, abbiamo a disposizione un ampio portafoglio di prodotti, che ci ha permesso di automatizzare non solo il processo di saldatura, ma anche il carico e lo scarico delle singole celle robot e tutta la logistica dei pezzi.
Il robot di movimentazione KUKA KR QUANTEC si occupa di caricare e scaricare tutte le celle di saldatura. Un robot per carichi elevati KUKA KR 600 FORTEC, montato su un binario a terra, equipaggia la relativa cella di saldatura con la necessaria attrezzatura. “Per garantire una tracciabilità continua, ogni caldaia è dotata di un codice QR. Ciò permette di poter sempre determinare quando, in quale cella e con quali parametri è avvenuto il processo di saldatura”, spiega Heitzinger.
Con grande precisione, il robot di movimentazione KUKA posiziona la caldaia da saldare nell'attrezzatura precedentemente bloccata.
Successivamente, il robot di movimentazione trasporta la caldaia nella cella selezionata e la posiziona con precisione nell'attrezzatura precedentemente bloccata. Per garantire al robot una posizione di saldatura sempre ottimale, le celle di saldatura sono dotate anche di un posizionatore a due assi KUKA KP2-HV HW, nonché di un sistema di cambio automatico del collo della torcia. “Grazie all'utilizzo di bruciatori di diverse lunghezze, non ci sono praticamente restrizioni relative all'accessibilità della caldaia. Ora siamo in grado di effettuare automaticamente un numero significativamente maggiore di saldature rispetto a prima”, afferma con soddisfazione il responsabile della produzione. “Prima della saldatura, ogni caldaia viene misurata con un sensore laser, confrontata con la caldaia di riferimento programmata e, se ci sono scostamenti, orientata nella posizione corretta”, aggiunge Stremitzer.
Inoltre, come nelle celle di imbastitura, viene utilizzato un sistema di cambio automatico dei componenti soggetti a usura, che sostituisce automaticamente e tempestivamente la punta di contatto. Infine, quando, dopo aver semplicemente premuto un pulsante, una caldaia saldata viene prelevata per la lavorazione finale e il controllo della tenuta, un trasportatore sopraelevato si occupa del trasporto automatico fino alla stazione di rilavorazione.“La necessità di dover effettuare saldature successive è diminuita in modo massiccio”, aggiunge Heitzinger:“La nuova automazione della saldatura comporta anche un carico di lavoro molto minore per i dipendenti”.
Le celle sono dotate di un posizionatore a due assi di KUKA, in modo da permettere al robot di assumere sempre una posizione ottimale per la saldatura.
La partnership che ha realizzato l’automazione all’avanguardia del processo di saldatura: Andreas Stremitzer (ism-technic) e Patrick Heitzinger (Windhager).
Collaborazione in partnership
Per l'amministratore delegato di Windhager, Stefan Gubi, il vantaggio più significativo della nuova linea di saldatura consiste nell'aumento della capacità e della produttività. “Con la nuova linea di produzione, è possibile un incremento programmato della produzione fino al 40 %. La linea ci permette anche di reagire in modo molto flessibile e rapido ai cambiamenti del mercato e, se necessario, di lavorare di notte con turni fantasma non presidiati”.
Infine, il CEO di ism Andreas Stremitzer sottolinea che è contento di poter contare su un partner forte come KUKA per progetti di questa portata: “Per un integratore di sistemi come noi, una soluzione di automazione così complessa sarebbe molto difficile da realizzare senza il supporto di un partner robotico forte come KUKA”.
Anche Stefan Gubi considera la collaborazione nell’ambito della partnership un fattore chiave del successo: “Il costante orientamento al cliente è una delle caratteristiche principali di Windhager. È una qualità che richiediamo anche ai nostri partner. Le nostre richieste, le nostre esigenze e i nostri problemi sono stati gestiti in modo esemplare.Ho il massimo rispetto per i partner come ism e KUKA e mi auguro di continuare insieme sulla strada per il successo”.
