Helautomatiserad pannsvetsning

Värmespecialisten Windhagers varumärke har i över 100 år varit förknippat med perfekt kvalitet ”Made in Austria” och en stark innovationsanda. Därför har företaget i Salzburg nu investerat i en av de mest moderna pannsvetsningsanläggningarna i Europa. I den helautomatiserade svetslinjen från ism-technic ser arbetar 13 robotar från KUKA och säkerställer maximal produktivitet, flexibilitet och precision in i minsta detalj.

Det Windhager tror på satsar Windhager också på

Just på värmemarknaden är trenden mot långsiktigt värdetänkande oöverskådlig. Ekonomi och hållbarhet tillhör nu de viktigaste kriterierna vid nyanskaffning inom värme. ”Denna trend med värme från biomassa upptäckte vi redan i ett tidigt skede och vi har därför specialiserat oss på att tillverka miljövänliga ved- och flisbrännare och effektiva pelletspannor”, berättar Stefan Gubi, VD för Windhager Zentralheizung GmbH.

Idag är familjeföretaget i Seekirchen med cirka 650 medarbetare en av de ledande tillverkarna av värmepannor för förnybar energi. För att verksamheten ska få ytterligare ett stadigt ben att stå på bygger det traditionsrika företaget i Pinsdorf nära Gmunden ett 27 000 m² stort produktions- och utvecklingscentrum för värmepumpar. Från och med 2024 kommer företaget tillsammans med värmepumpspecialisten M-Tec att tillverka upp till 20 000 värmepumpar per år. Men även i värmepanneproduktionen i fabriken i Zaisberg/Seekirchen investeras det kontinuerligt i innovativ produktionsteknik, och då framför allt i pannsvetsningen. Framför allt satsar företaget på att öka den vertikala integrationen. ”Det Windhager tror på satsar Windhager också på. Därför strävar vi också efter att producera så mycket som möjligt i egen regi”, försäkrar VD.

”Förutom en omfattande maskinpark inom plåttillverkning för laserskärning, stansning och bockning har vi även en pulverlackeringsanläggning. Patrick Heitzinger, produktionschef hos Windhager, tillägger: Även processer som trovalisering, vibrations- och ytslipning utför vi inhouse, och vi tillverkar elutrustning och slutmonterar”.

Kapacitetsutbyggnad genom svetsningsautomation

För att uppfylla de strängaste kriterierna i fråga om värmepannornas tillförlitlighet, säkerhet och livslängd är pannsvetsningen en av kärnkompetenserna hos det traditionsrika företaget i Salzburg. På grund av den kraftigt ökade efterfrågan under de senaste åren har företaget i allt högre grad nått gränsen för sin kapacitet.

Helautomatiserad pannsvetsning med KUKA-tekniker.

”För att kunna hantera dessa ökade kvantiteter och samtidigt uppfylla de ständigt ökande kvalitetskraven, och även hantera den akuta bristen på kompetent arbetskraft, har en ökning av vår automationsgrad inom svetstillverkningen blivit oundviklig”, förklarar Stefan Gubi. Därför bestämde sig Windhager för att ersätta de befintliga och ålderstigna robotsvetsningsanläggningarna med en svetslinje av senaste slag där pannsvetsningen utförs helt automatiserat.

I de båda häftsvetsningscellerna svetsas den mest efterfrågade Windhager-pannserien BioWIN och det helt automatiserat med hjälp av KUKA:s produktionsteknik.

Den största fördelen med den nya svetslinjen är den ökade kapaciteten och produktiviteten. En planerad ökning av produktionen på upp till 40 procent är därför helt realistisk.

Stefan Gubi, VD för Windhager

En av Europas modernaste pannsvetsningslinjer

Uppdraget att realisera automationslösningen gick till ism-technic GmbH. KUKA:s systempartner från Münchendorf i Niederösterreich är specialist på skräddarsydda, nyckelfärdiga robotceller och kompletta produktionssystem för svetsning och skärning inklusive materialhantering. ”Projektet var mycket komplext. Som systempartner till KUKA hade tillgång till deras breda produktutbud, med vars hjälp vi automatiserade både svetsprocessen samt komponentbetjäningen vid de enskilda robotcellerna liksom hela komponentlogistiken”, berättar Andreas Stremitzer, VD för ism-technic. Han är mycket stolt över resultatet: ”Att dra det längsta strået med så många välkända leverantörer av automationslösningar på marknaden kändes som en olympisk seger. Men jag är säker på att vi här i Zaisberg, i ett mycket nära samarbete med KUKA och Windhager, har byggt en av de modernaste helautomatiserade pannsvetsningslinjerna, vars like knappast finns i Europa.”

I cellens försvetsningsstation svetsas de komponenter som behövs i häftsvetsningsstationen helt automatiserat.

Sedan slutet av förra året är den nya produktionslinjen med två identiska häftsvetsningsceller och sex identiska svetsceller samt ett höglager i drift. ”Tack vare lösningen från ism-technic kunde vi automatisera hela pannsvetsningen med högsta processäkerhet – från själva häftsvetsningen till transporten till efterbearbetningsplatserna, där personal svetsar de sista svetsfogarna och kontrollerar att pannorna är täta”, berättar Patrick Heitzinger entusiastiskt. Konceptet har utformats så att samtliga 19 Windhager-panntyper kan svetsas i var och en av de sex svetscellerna. ”Tack vare det kan vi på ett mycket flexibelt sätt anpassa produktionen till den ständigt föränderliga efterfrågan på enskilda värmepannor. Om det skulle uppstå en driftstörning i en av cellerna får vi alltså inga produktionsflaskhalsar”, berättar produktionschefen nöjt.

Tack vare den nya produktionslinjen från ism-technic kunde vi automatisera hela vår pannsvetsning – från själva häftsvetsningen till transporten till efterbearbetningsplatserna – och det med högsta processäkerhet.

Patrick Heitzinger, produktionschef på Windhager

Maximal produktivitet med automatiserad häftsvetsning

I de båda häftsvetsningscellerna svetsas för närvarande endast de två mest efterfrågade panntyperna i Windhagers pannserie BioWIN. Övriga panntyper, för vilka det inte lämpar sig att automatisera häftsvetsningsprocessen eftersom pannvarianterna är så många, sker svetsningen alltjämt manuellt i en separat häftsvets. Dessa pannor slussas sedan in i anläggningen för slutgiltig svetsning via en rulltransportör och buffras i ett höglager.

Den helautomatiserade svetslinjen för pannsvetsning realiserades av ism-technic med hjälp av KUKA:s produktionsteknik.

”Men enbart tack vare produktionsomställningen för våra BioWIN-pannor kunde vi öka produktiviteten vid häftsvetsningen med cirka 50 procent”, berättar Patrick Heitzinger. En häftsvetsningscell är utrustad med två svetsrobotar KUKA-robotar av typen KR CYBERTECH ARC – en för svetsning av insatskomponenter och en för häftsvetsning av hela värmepannan. De enskilda plåtdelarna som behövs för detta läggs på paletter av en medarbetare och matas in i linjen via ett rulltransportband samt kontrolleras av ett kamerasystem för att säkerställa att delarna har lagts i paletten i rätt position. I varje häftsvetsningscell finns även en hanteringsrobot av typen KR QUANTEC från KUKA. Denna robot tar ut de nödvändiga komponenterna ur hyllsystemet och tillför material, enligt det aktuella svetsjobbet, till någon av de båda robotstationerna i cellen.

En hanteringsrobot från KUKA hämtar de komponenter som behövs i häftsvetsningscellen från ett hyllsystem.

”En BioWIN-behållare som ska häftsvetsas består av totalt 18 komponenter som antingen läggs in i häftsvetsningsstationens fixtur som en enskild plåtdel eller som en plåtkomponent som redan har svetsats i anläggningens försvetsningsstation”, förklarar produktionschefen. ”Tack vare ett automatiskt gripperväxlingssystem med sex olika grippers kan hanteringsroboten betjäna cellen helt processäkert. Även när små fixturer behövs i försvetsningsstationen positionerar roboten dessa helt automatiskt på svetsbordet utan att en medarbetare behöver ingripa” fortsätter Andreas Stremitzer.

KUKA:s tunglastrobot betjänar totalt sex svetsceller genom att sätta in och ta ut komponenter.

Häftsvetsningsstationen är även utrustad med en dubbelaxlad lägesställare av typen KP2-HV HW från KUKA. Tack vare lägesställaren kan delarna läggas in optimalt och roboten står alltid i optimal position vid häftsvetsningen. ”Ett automatiskt växlingssystem för slitdelar, automatisk TCP-korrigering samt mekanisk brännarrengöring säkerställer en helt autonom häftsvetsning utan att medarbetare behöver ingripa”, tillägger VD:n för ism. Hanteringsroboten KR QUANTEC tar ut de färdigsvetsade pannorna från cellen och lägger dem på en överlämningsplats där en lagrings- och hämtningsmaskin transporterar dem till ett höglager för senare slutsvetsning. ”Cellerna är designade så att en BioWIN-panna kan svetsas var 30:e minut”, berättar Patrick Heitzinger imponerad.

Som systempartner till KUKA har tillgång till deras breda produktutbud, med vars hjälp vi automatiserade både svetsprocessen samt komponentbetjäningen vid de enskilda robotcellerna liksom hela komponentlogistiken

Andreas Stremitzer, VD för ism-technic

Samtliga svetsceller betjänas av KUKA:s hanteringsrobot KR QUANTEC. En tunglastrobot av typen KR 600 FORTEC från KUKA är monterad på en körbana på golvet och förser den valda svetscellen med rätt fixtur. ”För att säkerställa universell spårbarhet anbringas en QR-kod på varje panna. Patrick Heitzinger förtydligar: Då vet man alltid när, i vilken cell och med vilka svetsparametrar en panna har svetsats”.

KUKA:s hanteringsrobot positionerar pannan som ska svetsas exakt i den redan fastspända fixturen.

Därefter transporterar hanteringsroboten värmepannan till den valda cellen och positionerar den exakt i den redan fastspända fixturen. Även svetscellerna är utrustade med en dubbelaxlad lägesställare av typen KP2-HV HW från KUKA och de har ett automatiskt brännarhalsväxlingssystem. Tack vare lägesställaren står roboten alltid i optimal svetsposition. ”Tack vare att vi använder olika brännarlängder kommer vi åt i princip hela pannan. Idag kan vi alltså svetsa betydligt fler fogar än tidigare helt automatiserat”, förklarar produktionschefen nöjt. ”Före svetsningen mäts dessutom varje värmepanna med en lasersensor och jämförs med en programmerad referenspanna; vid avvikelser riktas pannan”, tillägger Andreas Stremitzer.

Dessutom finns det även, precis som i häftsvetsningscellerna, ett automatiskt växlingssystem för slitdelar som ser till att strömmunstycket byts i tid och det helt automatiskt. När en färdigsvetsad panna slutligen hämtas med en knapptryckning för avslutande bearbetning och täthetsprovning, då transporteras den automatiskt på en transportsträcka till efterbearbetningsplatsen. ”Mängden avslutande eftersvetsningar vi måste utföra har sjunkit markant”, konstaterar Patrick Heitzinger och tillägger: ”Den nya svetsautomationen har även inneburit en stor avlastning för våra medarbetare.”

För att roboten alltid ska stå i optimal svetsposition är cellerna utrustade med dubbelaxlade lägesställare från KUKA.

Samarbete med partner

Den största fördelen med den nya svetslinjen ligger enligt Windhagers VD Stefan Gubi i den ökade kapaciteten och produktiviteten. ”En planerad ökning av produktionen på upp till 40 procent är helt realistisk med vår nya produktionslinje. Dessutom kan vi reagera mycket flexibelt och snabbt på marknadsförändringar och vid behov även köra skift nattetid med låg bemanning.”

Avslutningsvis vill VD för ism-technic Andreas Stremitzer poängtera att han i så här stora projekt alltid uppskattar att kunna förlita sig på en stark partner som KUKA: ”För en systemintegratör av vår storlek vore det hart när omöjligt att realisera en så pass komplex automationslösning utan stöd från en stark robotpartner som KUKA.”

Även Stefan Gubi konstaterar att framgången med projektet i hög grad berodde på det goda samarbetet med jämlika partner: ”Konsekvent kundorientering är ett av Windhagers varumärken. Det förväntar vi oss också av våra partner. Det sätt på vilket våra önskemål, krav och problem hanterades var exemplariskt. Jag känner tacksamhet för våra partner ism och KUKA och ser fram emot ett fortsatt framgångsrikt samarbete.”

KUKA systempartner finns över hela världen

Här hittar du rätt partner för din bransch eller ditt problem.