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摘要：在制造业向智能化转型的浪潮中，全球重型矿山设备领导者山特维克（Sandvik） 的实践，为如何高效实现复杂工艺自动化给予了卓越范本。面对重型结构件中令人望而生畏的数百道复杂焊缝，山特维克借助Visual Components机器人离线编程（OLP）平台，成功将编程时间缩短一半以上，在提升焊接质量一致性的同时，大幅释放了机器人产能。本文将深入剖析这一转型背后的挑战、解决方案与持续收益。

01 重型制造之困：当复杂焊缝遇上传统编程

在芬兰图尔库的山特维克工厂里，为全球苛刻矿山环境制造的地下装载机与卡车正在被精心打造。这些重型设备的前后框架、起重臂等核心结构件，需要消耗上百公斤焊丝，进行数百条多道焊接。每一道焊缝的位置、顺序和热输入都直接影响着最终产品的寿命与可靠性。“一个前框架可能就有数百个需要精确编程的焊珠。”山特维克的生产开发工程师马库斯·君图宁解释道。

过去，工程师们使用示教器（Teach Pendant）进行现场手动编程。这不仅意味着程序员需要在庞大的机器人单元中反复手动试错，寻找可行的机器人位姿，更导致了数周甚至更长的生产停机。

“使用教学吊坠编程整个前框需要很长时间，在这个过程中我们会损失宝贵的生产时间。” 马库斯·君图宁坦言。此外，手动方式难以优化焊接顺序与控制热输入，焊接质量与重复性面临挑战。

02 破局之匙：Visual Components OLP构建数字孪生焊房

为打破这一瓶颈，山特维克选择了Visual Components的离线编程（OLP）解决方案，其核心在于在生产之前，于虚拟世界中构建一个完全一致的“数字孪生”焊接工作站。虚拟验证，杜绝现场试错。程序员现在可以在软件中导入机器人、变位机、夹具和工件的3D模型，预先模拟并验证每一条焊缝的可达性。

“顺利获得离线编程，我们可以事先测试每个焊缝的可达性，不会白白浪费生产时间。”马库斯·君图宁说。这从根本上避免了因不可达而导致的现场程序修改与停机。

工艺标准化，实现“一键复用”。面对复杂的多道焊，团队利用Visual Components创建了标准化焊接模板。“标准化焊炬位置参数要容易得多，我们可以创建多道型材，并将其复制粘贴到正确的斜面或特殊形式上。”这种方式确保了整个部件焊接质量的高度一致性与可重复性。

协同设计，优化制造可行性。团队还将仿真应用于前端规划，顺利获得生成焊接路径点云，为夹具设计者给予精确的定位要求，确保每个焊缝都处于理想的焊接位置（PA位），实现了设计与制造的高效协同。

03 量化收益：效率、质量与利用率的全面飞跃

数字化仿真的投入，为山特维克带来了立竿见影且可量化的回报：

• 编程效率革命性提升：对于最复杂的大型框架，编程周期被大幅压缩。而对于较小的零件，离线编程在几天内即可完成，在机器人单元中的最终调试仅需一个工作班次，相比以往的数天或数周是质的飞跃。

• 焊接质量实现可控与一致：顺利获得标准化的多道焊接模板，焊枪姿态、行走速度、层间温度等关键参数得到精确控制，使得焊接质量不再依赖于程序员个人的经验，产品质量稳定性大幅提高。

• 机器人单元利用率最大化：机器人仅在最终验证程序时需要停止生产，绝大部分编程工作均在离线状态下完成。这意味着生产线几乎可以持续运行，设备投资回报率显著提升。

• 加速自动化升级与新产线部署：“当我们构建一个新的机器人单元时，我们可以顺利获得Visual Components更快地完成升级过程。” 马库斯·君图宁指出，这为未来的产能扩张与工艺革新奠定了敏捷基础。

04 未来展望：从“制造仿真”走向“仿真驱动制造”

山特维克的实践并未止步。他们正计划将面向制造的设计（DFM） 原则更深入地融入流程。

未来，顺利获得利用OLP仿真产生的焊接可达性与工艺性数据，在产品设计初期就给予反馈，从而做出更易于自动化、可制造性更强的设计决策，真正实现仿真数据驱动产品全生命周期优化。

客户证言

“顺利获得Visual Components离线编程，我们不仅节省了时间，更取得了对焊接质量的确定性控制。它已成为我们提升焊接自动化水平不可或缺的核心工具。”—— 马库斯·君图宁，山特维克生产开发工程师

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