全自動鍋爐焊接

供暖系統專家 Windhager 秉承 100 餘年勇於創新的精神，以「奧地利製造」的完美品質引以為傲。這家薩爾斯堡公司日前投資打造了歐洲最現代化的鍋爐焊接系統之一，ism-technic 替品牌打造全自動焊接生產線上，共採用 13 架 KUKA 機器人，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「永續性」也成為現今購買供暖系統時最重要的考量因素。「我們很早就意識到生物質供熱這一趨勢，並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。

這個位於奧地利塞基興（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製造商之一。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）設立一座佔地 27,000 平方公尺熱泵製造和開發中心。他們將自 2024 年開始在此與熱泵專業製造商 M-Tec 合作，預計每年生產多達 20,000 台熱泵。然而，另外位於札斯貝格（Zaisberg/Seekirchen）的製造廠也不斷投資創新製造技術，特別是就鍋爐焊接方面，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自家內部生產產品。」公司總經理如此保證。

「除了用來對大型鈑金進行雷射切割、沖裁和折彎的工具機區之外，我們還擁有粉末鋪粉設備。或是例如滾筒打磨、震動拋光、平面拋光等製程，再到電氣設備製造和最終組裝，我們都能自行處理。」Windhager 製造部門主管 Patrick Heitzinger 也補充。

焊接自動化擴大產能

由於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，由於近年來生產數量大幅增加，該公司的產能已近趨極限。

「為了因應產量的增加，同時也滿足日益嚴格的品質要求，最重要的是，為了解決專業技工的嚴重短缺問題，提高焊接製程的自動化程度已是無法避免了。」Gubi 強調。因此，Windhager 決定以採用最先進的全自動鍋爐焊接生產線來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產能和生產率都獲得提升。因此，產量預計提高達 40% 是絕對有可能的。

Stefan Gubi，Windhager 總經理

歐洲最現代化的鍋爐焊接生產線

受委託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 系統合作夥伴，專門供應客製化統包機器人單元，以及包括物料搬運在內的焊接與切割技術的完整生產系統。「這個專案的任務非常複雜。但是，作為 KUKA 的系統合作夥伴，我們擁有廣泛的產品組合可供使用。透過這些產品組合，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，並表示：「獲得如此知名的自動化解決方案供應商的青睞，感覺就像是贏得了奧運金牌。但我確信，在扎斯貝格，透過與 KUKA 和 Windhager 的密切合作，我們已經實際打造出歐洲最現代化的全自動鍋爐焊接生產線之一。」

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，再到後續工位，在那裡由員工完成最後的焊縫並檢查鍋爐是否完全密封防漏。」Heitzinger 興奮地說。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，以滿足市場對於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。」製造部門主管滿意地說。

歸功於 ism-technic 的新生產線，從定位焊接到搬運，再到後續工位，整個鍋爐焊接過程都可以完全自動化，且具有最高水準的製程可靠性。

Patrick Heitzinger，Windhager 製造部門

自動定位焊接帶來高生產力

兩個定位焊接單元目前僅用於自動定位焊接 Windhager 鍋爐 BioWIN 系列中數量最大的兩種鍋爐尺寸。其他類型的鍋爐由於有許多不同的型號，因此不適合自動化定位焊接，仍然採用獨立的定位焊接設備以人工方式製作，並經由滾筒輸送系統送入設備以接受最終焊接，之後再存放在立體貨架上。

「但光是只針對 BioWIN 鍋爐採用新系統，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架 KUKA 焊接機器人 KR CYBERTECH ARC——一架用於焊接預組件，一架用於定位焊接整個鍋爐。其中所需的各種鈑金工件會由員工放在工件棧板中，經由滾筒輸送帶送入生產線中，視覺攝影系統會檢查工件是否正確地放置在棧板上。每個定位焊接單元都配備有 KUKA 的搬運機械手臂 KR QUANTEC，用來從貨架系統中取出所需的工件，並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裝置裡。」製造部主管詳細介紹，「所採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替工作單元上料。機器人還會自動將預焊接站所需的小型裝置放置在焊接台上，不需員工參與。」Andreas Stremitzer 繼續說道。

為了能夠以最佳方式放入工件並確保機器人隨時都處於理想的定位焊接位置，定位焊接站還配備了 KUKA 的兩軸變位機 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介入，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 將完成定位焊接的鍋爐從工作單元中取出並移到移交站，然後再透過自動化倉儲系統移入立體貨架上庫存，以便之後接受最終焊接。「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 的系統合作夥伴，我們擁有廣泛的產品組合可供使用。透過這些產品組合，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。安裝在地面車道上的 KUKA 重負載機器人 KR 600 FORTEC 為選定的焊接單元裝上相應的工裝。「為了確保完整的可追溯性，每個鍋爐上都有 QR 碼。如此就可以隨時追蹤鍋爐是在何時、在哪個工作單元以及使用什麼焊接參數焊接的。」Heitzinger 更詳細地解釋道。

然後，搬運機器人將鍋爐帶到選定的工作單元，並將鍋爐精確放置在已夾緊的裝置裡。為確保焊接機器人隨時都位於最理想的焊接位置，焊接單元中也裝備了 KUKA 的雙軸變位機 KP2-HV HW，且配備焊槍頸自動更換系統。「透過使用不同的焊槍長度，鍋爐的可接近性幾乎不受任何限制。與以前相比，我們現在可以自動化焊接更多的焊縫。」製造部門主管 Stremitzer 非常高興，並指出：「在焊接之前會使用雷射感應器測量每個供暖鍋爐，以便與程式設計的參考鍋爐進行比較。如果有任何偏差，就會將鍋爐對準到正確位置。」

此外，與定位焊接單元一樣，也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。若僅要讓焊接完成的鍋爐接受後續加工和密封性測試，只需按下按鈕，鍋爐就會經由輸送帶被自動運送到後續工位。「不過，需要後續焊接的比例已大幅下降。」Heitzinger 說道，並也指出：「新的自動化焊接過程也明顯減輕了員工的負擔。」

合作實現最先進的焊接自動化技術：Andreas Stremitzer（ism-technic）和 Patrick Heitzinger（Windhager）。

良好的合作夥伴關係

Windhager 總經理 Stefan Gubi 認為新焊接生產線的主要優勢在於可提高產能和生產率。「預計透過新的生產線將產量提高達 40% 是絕對有可能的。此外，我們可以非常靈活、快速地因應市場變化，必要時還可在夜間進行無人值班的班次。」

最後，ism 的總經理 Andreas Stremitzer 不忘提到，他總是很珍惜能夠在大型專案中有像 KUKA 這樣的強大合作夥伴：「作為像我們這種小規模的系統整合商，如果沒有 KUKA 這樣強大的機器人合作夥伴的支持，很難實現如此複雜的自動化解決方案。」

Stefan Gubi 也在一個平起平坐的合作關係中看到了一個重要成功因素：「一貫以客戶為出發點是 Windhager 的理念之一。我們也對我們的合作夥伴提出同樣的要求。他們處理我們的願望、要求和問題的方式堪稱典範。我向 ism 和 KUKA 這樣的合作夥伴致敬，並期待共同創造成功的未來。」

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