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中型企業的新路徑:鍍鋅廠使用焊接工作單元,藉以擴展產品組合

為客戶提供更廣泛的支援、取得新訂單並促進公司發展:隸屬於 Lichtgitter 集團的施瓦本 Sulz 鍍鋅廠,在焊接機械手臂的協助下實現目標。歸功於 KUKA 的系統合作夥伴 KIWI-Automations GmbH 和 KUKA 的小型焊接工作單元。


焊接機器人高速完成令人滿意的接縫品質

一家鍍鋅廠能夠焊接鋼製零件,是很少見的。畢竟鍍鋅廠的核心技術通常在於熱浸鍍鋅或離心鍍鋅,表面處理的目的是保護鋼製零件受鏽蝕影響。位於黑森林內卡河畔蘇爾茨的鍍鋅廠 Verzinkerei Sulz GmbH 本事不僅限於此,因為他們還擁有焊接機器人和焊接工作單元。任何看到現場 KR CYBERTECH nano 工作的人,都不會認為這家公司最近才開始承接這種作業的訂單。焊接機械手臂連接著焊接設備,自信而精確地將八角棱柱與精實的鋼板連接在一起,一名員工取出成品,再放入兩個新工件,90 秒就能完成兩個焊接步驟。「焊接品質非常好」,Sulz 鍍鋅廠總經理 Bernd D. Euschen 談到採用 KR CYBERTECH nano 焊接機器人的解決方案時說道。

中型企業採用自動化焊接

在贏得客戶訂單方面,焊接機器人為 Sulz 鍍鋅廠帶來了顯著優勢。

遙遠路途成為自動化生產的推手

KR CYBERTECH nano 需處理的焊接組件非常多樣化,且可承受高負載,主要是用於焊接鋼樑、焊接板或其他連接點的接合件。這些接合件適合用於在建築物和建築工地上建造懸架、桁架和其他結構。Euschen 表示,在過去,這些組件在交貨時的焊縫品質參差不齊;但這也得歸咎於不斷更換的合約製造商,有時是手工焊接,有時又是用機器人焊接。
Sulz 鍍鋅廠意識到:機器人可以在短時間內推動德國中型企業實現自動化。

優勢:品質穩定,減少運輸路程

以前,客戶必須以卡車將焊接組件運送到東歐進行焊接。焊接完成後,卡車再將焊接好的組件送至位於黑森林的 Sulz 鍍鋅廠進行鍍鋅,然後再包裝出貨。「因此,我們的客戶每週必須將 40 公噸的貨物運送上路兩次」,Euschen 說。這名客戶對這種方式一點也不滿意,因此開始為這項任務尋找新的供應商,而且「最好就在附近」。Euschen 和他的團隊想出了一個方法:「我們為什麼不就在內卡河畔蘇爾茨這裡解決呢?」
完美搭配:工作單元執行焊接,員工檢查客戶的焊接組件,然後再加以鍍鋅。
精實的焊接工作單元也是小批量的理想選擇。

自動化焊接對傳統企業來說是新事物

Euschen 承認,這個方式在他身處的產業來說並不尋常:「至少我們沒聽說過德國其他鍍鋅廠也擁有焊接機器人。」儘管如此,潛在訂單聽起來很有吸引力,未來也能節省數千公里的運輸距離,進而減少大量二氧化碳排放——一切都令人心動。因此 Euschen 和他的團隊決定:「就這麼辦!」——為了幫助他們的好客戶,並致力於成為一家以節約資源為取向的加工企業,這家在鍍鋅領域擁有近 50 年經驗的公司,迎來了全新挑戰。
高速焊接和多年經驗:KR CYBERTECH nano 焊接機器人。

焊接機械手臂與生產過程整合

從一開始就很清楚:這份訂單應該以自動化技術完成。原因無他:原本希望將焊接任務指派給鍍鋅廠 65 名員工中其中一人進行,但已宣告失敗——無論在公司內部或整個地區,都找不到任何焊接技工。但 Bernd D. Euschen 知道,機器人可以執行雷射焊接、摩擦攪拌焊接和氣體保護焊等作業,並且還在不斷改進。為了堅持短路程原則,Euschen 開始在附近尋找經驗豐富的整合商。就這樣,他認識了位於巴登奧伯基希的 KIWI-Automations GmbH 總經理 Christoph Welle,該公司於 2006 年從一個設計工作室發展而來,自 2016 年以來一直是 KUKA 的系統合作夥伴。Christoph Welle 和他的團隊立即熱情加入。
精簡紮實且經過深思熟慮:Bernd D. Euschen(左)和 Christoph Welle 達成一致,決定採用易於快速整合的 KUKA 焊接工作單元。

自動化焊接鈑金、不鏽鋼等產品

「當時的任務是:以高速和穩定的品質焊接整個產品系列的各種產品」,Christoph Welle 回憶道。「每個月手工焊接多達 10,000 個部件,其實從來都不是問題。但還有其他的規定:品質穩定一致——這一點機器人可以協助我達成——以及靈活性,也就是可以在機器上更換設備。我們將其設計為一個套件,以便可以快速改裝設備,並選擇不同的程式。如此一來,只需短時間的裝配,就可以開始加工新產品。」
手工焊接的焊縫品質有好有壞,但焊接機器人不會有這種情況。

與中型企業和工業 4.0 緊密相連

Bernd D. Euschen 繼續補充道:「我們對系統的要求是體積精簡。我們想朝機械手臂焊接邁出第一步,從中學習並積累專業知識。對我們來說,考慮到所有與安全相關的事宜,也很重要。」事實證明,負責這個計劃的 KUKA 團隊擁有焊接應用方面的專業知識,這一點非常有幫助。而系統整合商也與鈑金加工業的許多公司合作,對該產業瞭如指掌,這也非常有利。就這樣,Sulz 鍍鋅廠和其客戶都找到了合適的解決方案。
透過自動化焊接,機器人顯著改善了鈑金加工製程。

我們現在也有焊接能力的事實,為我們帶來了更多的鍍鋅訂單。我們能夠加強我們的核心技術。

Sulz 鍍鋅廠總經理 Bernd D. Euschen

尺寸合宜的最小焊接工作單元

最後決定採用精實的小型工作單元。長 3,980 mm,寬 2,365 mm,高 2,445 mm,佔地面積小,卻擁有極高性能。所採用的的是 KR CYBERTECH nano。瘦長的機器人干擾半徑極小,且具有同類機器人中最小的機器人手腕,高重複精度和出色的靈活性令人印象深刻。而在焊接系統方面,Euschen 和 Welle 選擇了 Fronius 可靠且具有通訊功能的 TPS 400i。用於承載焊接設備的手動轉檯也作為定位器,機器人控制器 KR C4 小巧精緻,Euschen 對此甚感滿意。焊縫定位和循環時間則可以使用軟體 KUKA.Sim 事先檢查。然後 Euschen 在他的員工中找到了一名能夠負責裝卸工作單元的專員,並新僱用了一名具有程式設計知識的員工,然後就動工了。

數位產品與焊接機器人相輔相成

軟體 KUKA.ArcTech 為機器人系統提供了直覺化的指令、結構化的選單和實用的狀態按鈕,可簡單實現高精度氣體保護焊。成績斐然:「不到一分鐘就可以完成焊接過程」,Bernd D. Euschen 高興地說。視鋼基板的類型而定,Euschen 計算出每個月可以備製 5,000 到 10,000 個用於鍍鋅的組件。他說:「每年件數將近六位數。」 
合適的軟體可以高效促進中型企業的數位化轉型。
九個月之後,收支結果也相當正面:「我們計算過,投資回報需要兩年半,但我們有信心在一年半到兩年後實現。因為我們現在也有焊接能力的事實,為我們帶來了更多的鍍鋅訂單。我們能夠加強我們的核心流程。」

完美的焊縫與易於掌握的投資

Euschen 認為,在技術工人短缺的時代,對於許多中小型公司而言,自動化是無可避免的。他鼓勵其他企業家:「坦白來說:投資成本是可以掌握的;但你將有很大的機會藉此邁出第一步、累積專業知識並獲得第一批豐碩的客戶訂單。」Christoph Welle 也很滿意:「對於我們設備製造商而言,這個專案是一個非常好的前導示範,可以向其他公司展示,進入自動化世界並不一定很困難。你不必有任何顧慮,可以慢慢成長,即使是一家小公司也一樣。」 
焊接工作單元使得鍍鋅廠的核心業務更多樣化。
他補充說,兩家公司都認為 KUKA 是「自動化技術和焊接資格」方面可靠、稱職的合作夥伴。在焊接程式設計和最佳化方面,這個團隊為我們提供了非常好的支援。」所以才能夠讓人在看到焊接機器人時,會以為這家公司已經有很久的焊接經驗。

更多關於自動化和數位化的構想

Sulz 鍍鋅廠的員工很樂於見到整合焊接機器人的決定——畢竟,並沒有任何人因此被解僱。完全相反。「由於這套系統和焊接機器人,我們僱用了新員工,因為我們意識到我們必須在這裡提昇專業技能」,Euschen 說。「總而言之,我們的員工對自動化解決方案很感興趣,並且持有非常正面的態度。您可以看到新的出路,因此確保生產基地能夠繼續營運。」而那位因他而廣泛採用焊接機器人的大客戶,也預告了多張新訂單。其他潛在客戶也來敲門了。Bernd D. Euschen 和他的團隊已經與 KUKA 和 KIWI-Automations 著手共同規劃更多的自動化解決方案。

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