焊接是關鍵的工業制造環節。由于人工焊接存在勞動強度大、危險性高以及效率低、一致性差等問題,機器人焊接已成為越來越多企業的選擇。然而,傳統的機器人示教焊接方式,雖然在一定程度上提升了自動化水平,但其需要人工進行示教編程,調試過程耗時耗力,僅適用于產品種類少的標準化生產模式,難以滿足現代制造業“多品種、小批量”的柔性生產需求。在此背景下,融合3D視覺、AI感知等工業具身智能技術的機器人免示教智能焊接方案成為行業新選擇。作為梅卡曼德專為焊接場景推出的自研高精度3D相機,Mech-Eye Welding如同焊接機器人的“智慧3D眼睛”,能夠給予機器人類人的視覺感知能力,讓機器人靈活應對多重反射焊縫/薄板搭接焊縫等復雜多樣的焊接場景,大幅提升焊接精度、效率及質量。
憑借優異的成像能力、超強的環境適應能力以及高度的靈活性與兼容性,Mech-Eye Welding已批量應用于船舶、鋼結構、工程機械、集裝箱等眾多領域的免示教焊接場景,累計部署超過1000臺。Mech-Eye Welding已廣泛應用于鋼結構、船舶、工程機械等眾多領域的免示教焊接場景
焊接工件材質種類繁多,其中金屬材料是焊接加工的主要對象。經過人工打磨等處理后,金屬表面的反光特性會更加明顯。同時,工件存在角接、對接、薄板搭接等多種接合方式。這使得機器人常常要面對角焊縫、對接焊縫、弧形焊縫等復雜多樣的焊縫類型。由于獨特的幾何結構和金屬表面的高反光特性,光線會在焊縫內部的多個平面之間來回反射,形成多重反射現象。
工件表面材質的高亮反光疊加多重反射等多重干擾為3D相機成像帶來極大挑戰,也進一步影響了焊接機器人對焊縫的精準識別和焊接軌跡的規劃。
梅卡曼德自主研發的Mech-Eye Welding焊接專用3D相機,采用高亮度DLP投影機、高分辨率CMOS傳感器等先進光學器件,像素數高達4.3MP,掃描速度快至0.5s,可對焊接工件及焊縫快速生成高分辨3D點云數據。即使面對毫米級薄板及薄板搭接焊縫,Mech-Eye Welding也能清晰、精確成像。
結合雙目結構光專利成像算法,Mech-Eye Welding 具備優異的抗反光性能,可有效抑制高亮反光與多重反射干擾,相當于為焊接機器人配備了一雙“智慧3D眼睛”,幫助機器人精確定位焊縫,穩定應對多重反射焊縫、薄板搭接焊縫等復雜焊接任務。

薄板搭接焊縫鋼板件,點云由Mech-Eye Welding采集(點云顏色按高度渲染)
高反光V型坡口/焊縫工件,點云由Mech-Eye Welding采集(點云顏色按高度渲染)
此外,通過優化拍照角度與點云拼接等技術,可以進一步減少因高亮反光等光學干擾導致的點云缺失與波動,提升點云的完整度和準確度。高精度的3D點云數據為整個機器人系統的作業精度提供了保障,使得最終的焊接精度可以達到不低于±0.5mm的嚴苛要求。
在船舶、集裝箱、鋼結構等行業中,焊接工件往往尺寸龐大且結構復雜,箱體、管架等型材相互交錯,易形成視覺遮擋與成像死角。Mech-Eye Welding相機兼具小體積與大視野,可以輕松滿足大尺寸、結構復雜工件的焊接需求。
Mech-Eye Welding的硬件高度集成,機身設計緊湊,整機尺寸僅為125×67×87mm,重量僅為1.0kg(含防護罩),輕巧便攜,非常適合安裝在機械臂、協作臂上進行移動作業。在復雜交錯的工件結構和狹窄空間中,相機能夠靈活調整位置和拍攝角度,清晰捕捉被遮擋的焊縫,同時有效避開工件型材及周邊干涉,提升作業穩定性,降低設備碰撞風險。項目現場圖:Mech-Eye Welding隨機械臂靈活移動作業,高效完成大尺寸船舶組立件焊接任務在保持小體積的同時,Mech-Eye Welding遠端視場可達770×550mm@0.8m,視野范圍是行業同類產品的2倍。結合移動拍照的作業方式,Mech-Eye Welding可以實現對大尺寸工件的完整視野覆蓋,滿足船舶分段焊接、大型箱體焊接、大型鋼結構焊接等大范圍焊接場景的視野需求。
相比一般工業場景,焊接現場環境更為惡劣。持續的高溫會導致電子元件過熱宕機,四處飛濺的焊渣會灼傷相機鏡頭,彌漫的金屬粉塵會侵入設備內部,強烈的弧光會干擾正常的成像。這些因素共同作用必然會嚴重影響3D相機的穩定性和使用壽命。Mech-Eye Welding相機采用工業級設計,具備IP65防護等級,同時還配備了鏡頭防護及主動散熱組件,可以在高溫、焊渣飛濺、弧光、金屬粉塵等惡劣焊接環境中長期穩定運行,有效延長相機使用壽命、降低維護成本。作為梅卡曼德旗艦機型,Mech-Eye Welding已經通過MTBF(平均無故障運行時間)≥100,000小時的國際權威認證。相機具備極高的穩定性和可靠性,能夠有效減少客戶現場因設備故障而發生停機停產風險。
在實際焊接方案的部署過程中,視覺系統與機器人、焊接軟件及工藝包的集成效率極為關鍵。Mech-Eye Welding兼容GenICam、GigE Vision等國際通用視覺協議,可以被任何支持這些標準協議的軟件平臺(如:Halcon、VisionPro)輕松識別和調用,無縫接入客戶現有的視覺處理流程。同時,梅卡曼德還提供功能強大、文檔完善的多語言SDK(支持C++, C#, Python等),并針對不同集成商的技術棧偏好,提供了與多種機器人原生開發環境的深度適配示例。這種開放的設計,使得集成商能夠靈活選擇最熟悉、最高效的工具鏈,將主要精力專注于焊接工藝本身的優化,而非底層視覺的打通。這種高度的兼容性與靈活性,使得Mech-Eye Welding可以快速接入集成商自主開發的焊接軟件平臺,或與其他第三方焊接系統進行對接。集成商伙伴無需在視覺部署環節耗費大量時間與試錯成本,就可以快速構建起穩定、可靠的智能焊接工作站,大幅縮短從方案設計到投產驗收的時間周期。憑借強勁的硬件性能以及易于集成等特點,梅卡曼德自研Mech-Eye Welding焊接專用3D相機目前已實現跨行業、跨場景、大規模落地,已批量交付鋼結構焊接、船舶組立焊接、集裝箱焊接等應用。通過超千臺的相機交付,梅卡曼德在焊接領域積累了深厚的行業經驗和項目經驗,能夠為集成商伙伴提供更成熟的技術、產品、交付及售后支持,共同助力船舶、鋼結構、工程機械、集裝箱等行業實現免示教智能焊接,持續提升焊接效率及質量。