焊接是关键的工业制造环节。由于人工焊接存在劳动强度大、危险性高以及效率低、一致性差等问题,机器人焊接已成为越来越多企业的选择。然而,传统的机器人示教焊接方式,虽然在一定程度上提升了自动化水平,但其需要人工进行示教编程,调试过程耗时耗力,仅适用于产品种类少的标准化生产模式,难以满足现代制造业“多品种、小批量”的柔性生产需求。在此背景下,融合3D视觉、AI感知等工业具身智能技术的机器人免示教智能焊接方案成为行业新选择。作为梅卡曼德专为焊接场景推出的自研高精度3D相机,Mech-Eye Welding如同焊接机器人的“智慧3D眼睛”,能够给予机器人类人的视觉感知能力,让机器人灵活应对多重反射焊缝/薄板搭接焊缝等复杂多样的焊接场景,大幅提升焊接精度、效率及质量。
凭借优异的成像能力、超强的环境适应能力以及高度的灵活性与兼容性,Mech-Eye Welding已批量应用于船舶、钢结构、工程机械、集装箱等众多领域的免示教焊接场景,累计部署超过1000台。Mech-Eye Welding已广泛应用于钢结构、船舶、工程机械等众多领域的免示教焊接场景
焊接工件材质种类繁多,其中金属材料是焊接加工的主要对象。经过人工打磨等处理后,金属表面的反光特性会更加明显。同时,工件存在角接、对接、薄板搭接等多种接合方式。这使得机器人常常要面对角焊缝、对接焊缝、弧形焊缝等复杂多样的焊缝类型。由于独特的几何结构和金属表面的高反光特性,光线会在焊缝内部的多个平面之间来回反射,形成多重反射现象。
工件表面材质的高亮反光叠加多重反射等多重干扰为3D相机成像带来极大挑战,也进一步影响了焊接机器人对焊缝的精准识别和焊接轨迹的规划。
梅卡曼德自主研发的Mech-Eye Welding焊接专用3D相机,采用高亮度DLP投影机、高分辨率CMOS传感器等先进光学器件,像素数高达4.3MP,扫描速度快至0.5s,可对焊接工件及焊缝快速生成高分辨3D点云数据。即使面对毫米级薄板及薄板搭接焊缝,Mech-Eye Welding也能清晰、精确成像。
结合双目结构光专利成像算法,Mech-Eye Welding 具备优异的抗反光性能,可有效抑制高亮反光与多重反射干扰,相当于为焊接机器人配备了一双“智慧3D眼睛”,帮助机器人精确定位焊缝,稳定应对多重反射焊缝、薄板搭接焊缝等复杂焊接任务。

薄板搭接焊缝钢板件,点云由Mech-Eye Welding采集(点云颜色按高度渲染)
高反光V型坡口/焊缝工件,点云由Mech-Eye Welding采集(点云颜色按高度渲染)
此外,通过优化拍照角度与点云拼接等技术,可以进一步减少因高亮反光等光学干扰导致的点云缺失与波动,提升点云的完整度和准确度。高精度的3D点云数据为整个机器人系统的作业精度提供了保障,使得最终的焊接精度可以达到不低于±0.5mm的严苛要求。
在船舶、集装箱、钢结构等行业中,焊接工件往往尺寸庞大且结构复杂,箱体、管架等型材相互交错,易形成视觉遮挡与成像死角。Mech-Eye Welding相机兼具小体积与大视野,可以轻松满足大尺寸、结构复杂工件的焊接需求。
Mech-Eye Welding的硬件高度集成,机身设计紧凑,整机尺寸仅为125×67×87mm,重量仅为1.0kg(含防护罩),轻巧便携,非常适合安装在机械臂、协作臂上进行移动作业。在复杂交错的工件结构和狭窄空间中,相机能够灵活调整位置和拍摄角度,清晰捕捉被遮挡的焊缝,同时有效避开工件型材及周边干涉,提升作业稳定性,降低设备碰撞风险。项目现场图:Mech-Eye Welding随机械臂灵活移动作业,高效完成大尺寸船舶组立件焊接任务在保持小体积的同时,Mech-Eye Welding远端视场可达770×550mm@0.8m,视野范围是行业同类产品的2倍。结合移动拍照的作业方式,Mech-Eye Welding可以实现对大尺寸工件的完整视野覆盖,满足船舶分段焊接、大型箱体焊接、大型钢结构焊接等大范围焊接场景的视野需求。
相比一般工业场景,焊接现场环境更为恶劣。持续的高温会导致电子元件过热宕机,四处飞溅的焊渣会灼伤相机镜头,弥漫的金属粉尘会侵入设备内部,强烈的弧光会干扰正常的成像。这些因素共同作用必然会严重影响3D相机的稳定性和使用寿命。Mech-Eye Welding相机采用工业级设计,具备IP65防护等级,同时还配备了镜头防护及主动散热组件,可以在高温、焊渣飞溅、弧光、金属粉尘等恶劣焊接环境中长期稳定运行,有效延长相机使用寿命、降低维护成本。作为梅卡曼德旗舰机型,Mech-Eye Welding已经通过MTBF(平均无故障运行时间)≥100,000小时的国际权威认证。相机具备极高的稳定性和可靠性,能够有效减少客户现场因设备故障而发生停机停产风险。
在实际焊接方案的部署过程中,视觉系统与机器人、焊接软件及工艺包的集成效率极为关键。Mech-Eye Welding兼容GenICam、GigE Vision等国际通用视觉协议,可以被任何支持这些标准协议的软件平台(如:Halcon、VisionPro)轻松识别和调用,无缝接入客户现有的视觉处理流程。同时,梅卡曼德还提供功能强大、文档完善的多语言SDK(支持C++, C#, Python等),并针对不同集成商的技术栈偏好,提供了与多种机器人原生开发环境的深度适配示例。这种开放的设计,使得集成商能够灵活选择最熟悉、最高效的工具链,将主要精力专注于焊接工艺本身的优化,而非底层视觉的打通。这种高度的兼容性与灵活性,使得Mech-Eye Welding可以快速接入集成商自主开发的焊接软件平台,或与其他第三方焊接系统进行对接。集成商伙伴无需在视觉部署环节耗费大量时间与试错成本,就可以快速构建起稳定、可靠的智能焊接工作站,大幅缩短从方案设计到投产验收的时间周期。凭借强劲的硬件性能以及易于集成等特点,梅卡曼德自研Mech-Eye Welding焊接专用3D相机目前已实现跨行业、跨场景、大规模落地,已批量交付钢结构焊接、船舶组立焊接、集装箱焊接等应用。通过超千台的相机交付,梅卡曼德在焊接领域积累了深厚的行业经验和项目经验,能够为集成商伙伴提供更成熟的技术、产品、交付及售后支持,共同助力船舶、钢结构、工程机械、集装箱等行业实现免示教智能焊接,持续提升焊接效率及质量。