镀锌厂完成钢铁件的焊接本身就是一件不寻常的事情。因为镀锌厂的核心业务是热镀锌或者离心镀锌，以保护镀锌层内的钢铁材质免受腐蚀。Lichtgitter公司下属的Sulz有限公司凭借购置的库卡焊接机器人能够为其客户提供更多的服务。Sulz公司购买的KR Cybertech nano焊接机器人将八面棱柱体焊接在一块结构紧凑的钢板上，只需短短的90 s就能完成这两个零件的焊接。此时，一名员工将焊接好的成品取走，再放入两个待焊接的零件。Sulz公司的总经理Bernd D. Euschen先生对机器人焊接技术方案和KR Cybertech nano焊接机器人的质量非常满意，并表示：“焊缝质量无可挑剔。”

图1  镀锌厂的核心业务就是为防止钢铁零件生锈而镀锌吗？镀锌厂Sulz公司表示，利用库卡焊接机器人可以带来更多的效益

稳定的高质量 更少的运输成本

用库卡KR Cybertech nano焊接机器人完成的焊接件是一个将适配器与钢梁、焊接板或者其他固定物固定到一起的连接件，适用于建筑物内和施工现场制作悬挂、桁架和其他结构的悬吊装置。Euschen先生说：“过去这些焊接件的质量忽高忽低各不相同，但这主要是因为它们的供应商是不同的合同制造商。”有些合同制造商用人工手动焊接来完成八面棱柱体与底板的焊接、有些则是用机器人来焊接的。而且镀锌厂的客户要用载重车将这些半成品运往东欧焊接。完成八面体与底板的焊接之后，再用载重车运到德国黑森林的Sulz镀锌厂进行镀锌、包装和运输。Euschen先生说：“我们的客户不得不每周两次将40 t重的货物运来运去。”面对这种情况客户当然非常不满意，并且一直在寻找新的、合适的供应商，“最好就在附近。”这时，Euschen先生和他的团队突然想到：“为什么我们不在Sulz公司里完成焊接呢？”

图2 根据钢制底座的不同材质，Sulz公司每个月可以焊接5000～10 000个连接件

缺少高技术焊工 机器人挺身而出

Euschen先生也认为在他所从事的镀锌行业中进行焊接是一件非比寻常的事情：“我所知道的德国镀锌厂没有一家有焊接设备。”尽管如此，潜在的生产合同还是有着很强吸引力的，为了节约数千公里的物流运输量、减少大量的CO₂排放的环保好处有着非常大的吸引力。所以，Euschen先生和他的团队决定就这么做。

Euschen先生从下决心在镀锌厂进行焊接之后就非常清楚：这份焊接订单应该是自动化完成的。因为镀锌厂65名员工中没有一人能够承担这份工作。在公司里及以公司所在的整个地区里都找不到一名合格的焊工。当他知道焊接机器人已经掌握了激光焊接、搅拌摩擦焊接和惰性气体保护焊接等技术，而且它们的焊接技术也越来越好时，为了实现距离最近的设想，Euschen先生选择了本地附近一家有能力的系统集成商负责引进焊接技术的项目。就这样，Euschen先生结识了位于巴登州Oberkirch的Kiwi-Automations有限两合公司的总经理Christoph Welle先生。该公司于2006年从一家设计办公室中独立出来，从2016年起就成为了库卡公司的合作伙伴。

图3  镀锌厂Sulz公司已经制定了自动化技术升级计划，再次购买库卡公司研发生产的焊接机器人

结构紧凑、性能可靠、运动快速且使用良好

Welle先生介绍说：“我们的任务就是在相对较快的生产节拍中用非常稳定的焊接质量完成一个产品系列中各种产品的焊接任务。每月手工焊接数量高达10 000个连接件不是问题。其他的要求是：用机器人实现始终一致的焊接质量和高使用灵活性，包括在一台焊接设备上使用不同的夹具焊接不同的连接件。”

Welle先生和他领导的团队设计制造了合适的夹具，编写了各种连接件的焊接加工程序，确保了快速调整夹具、选择焊接程序，从而在最短的时间内完成新产品焊接的所有准备工作。

“我们对库卡焊接单元的要求是结构要足够紧凑。我们机器人焊接的第一步就是学习焊接技术知识、积累焊接技术经验。对我们来讲，全面考虑到所有的安全问题也是非常重要的。”Welle先生补充说道。事实也证明，在项目实施过程中，将具有焊接应用知识的库卡技术专家也纳入项目团队是非常有帮助的。Kiwi公司与钣金加工领域的许多企业合作，深刻了解钣金行业的情况，也使自身受益匪浅。

图4 在焊接设备和焊接机器人的帮助下，只需不到90s的时间就能成功地将八面棱柱体与钢制底座焊接到一起

大小合适的库卡焊接机器人

采用结构紧凑的焊接机器人单元的决策是非常正确的。焊接单元的长度尺寸为3980 mm、宽度为2365 mm、高度为2445 mm，用较小的占地面积提供了很高的焊接加工性能。库卡公司表示：焊接机器人是机器人类别中较小的机械手，具备极高的重复定位精度和使用灵活性。Euschen先生和Welle先生选择了Fronius公司具有通讯能力的TPS 400i焊接系统。Euschen先生对焊接设备选用的手动回转工作台和小尺寸的KR C4机器人控制器也非常满意。

利用库卡公司开发的软件Kuka Sim可以事先检查焊缝的设置和焊接工作的节拍。然后Euschen先生在公司里找到了一名员工从事焊接机器人的上下料任务，雇佣了一名具有机器人编程知识的新员工，一切就绪，进行稳定生产。

库卡公司开发的Kuka Arctech软件用直观命令、结构化的菜单和使用时的状态按钮对库卡机器人系统起到了很好的补偿作用，简简单单地实现了高精度的惰性气体保护焊。

Euschen先生说道：“每个连接件的焊接时间不超过1 min。”根据连接件底座材质的不同，我们每月可以完成5000～10 000个连接件的焊接。每年可以焊接的连接件将高达六位数。我们做了成本核算，只需两年半的时间就能收回焊接机器人的所有投资。但我们有信心在1.5～2年的时间里收回投资。我们会因为具有焊接能力而得到更多的合同，同时也加强了自己的核心能力。”

Euschen先生发现：在缺少技术工人的时代，自动化是中小型企业绕不开的必经之路。他在鼓励其他企业家时表示：“可以清楚地告诉你们：投资成本是可以控制的。但迈出了第一步之后就是积累专业技术知识和经验，吸引下一批客户的大好时机。”

Welle先生也对焊接机器人项目的成功非常满意，他说：“我们作为一家设备制造商来讲，这一项目就是一个很好的样板项目。它清楚地告诉其他企业：迈出自动化的第一步并不困难。不必因自己是一个小企业而感到有压力，即使是一家小企业也会慢慢成长起来的。”

图5 在整个地区都找不到合格的焊工时，激光焊接机器人、搅拌摩擦焊接机器人和惰性气体保护焊接机器人就是最佳选择

劳动力的整合：自动化的下一步工作

Sulz镀锌厂的员工相信引进焊接机器人之后并不会有人被裁掉。完全相反，Euschen先生报告称：“我们不但没有裁员相反还招聘了新的员工。因为我们意识到需要积累这方面的专业技术知识。总的来讲，我们的员工对自动化技术解决方案非常感兴趣，他们也看到了引进的新项目开辟了新的营业领域、巩固了自己的饭碗。”

有需要焊接机器人焊接零部件的镀锌大客户都承诺加大订单。其他一些潜在客户也已经前来咨询。Euschen先生和他领导的团队也正在筹备引进库卡自动化焊接机器人的新计划。