3D视觉助力焊接机器人智能化发展

“编程两小时，焊接五分钟。”——一句行业俗语道破了传统焊接机器人的核心痛点。

在传统模式下，机器人焊接依赖人工示教点位与程序编写，一旦工件装夹偏移、存在装配误差或类型变更，就必须重新示教编程，过程复杂且耗时，严重制约生产效率。

而智能焊接机器人的出现成为破解行业困境的关键。相较于传统焊接机器人，智能焊接机器人通过集成先进感知、决策与控制技术，能够从根本上打破对人工干预的过度依赖，提高生产效率、减少人为误差、应对劳动力短缺、提升焊接质量和一致性等。

从具体场景来看，智能焊接机器人不仅可以解决钢结构、船舶、金属加工等非标场景焊接难点，随着制造业向更高水平的数字化和智能化转型，还将在汽车制造、航空航天、重型机械等领域发挥更大的作用。

值得注意的是，在智能焊接机器人实现“智能化”的诸多技术中，3D视觉技术无疑扮演着核心角色，堪称机器人的“智慧之眼”与“决策中枢”。高工机器人产业研究所（GGII）数据也显示，机器人本体和视觉/激光跟踪系统在焊接机器人中成本比重较大的两个部分，2023年合计占比超过60%。

机器人+3D视觉

焊接机器人通往智能的必经之路

从技术发展历程来看，焊接机器人的发展经历了两次技术迭代，分别为焊接机器人装上“大脑”和“眼睛”。

第一次迭代，由示教型焊接机器人向离线编程焊接机器人进步，为焊接机器人装上了“大脑”，用于自主描述焊缝并生成焊接指令，而非人工识别焊缝亲自操作机器人焊接，但离线编程的问题在于需要对每个工件重复编程，效率低。

第二次迭代，是由离线编程焊接机器人升级至免示教智能焊接，免示教焊接机器人是通过机器视觉和路径规划控制系统，实现焊接路径的自动识别和规划，无需人工操作引导，适用于小批量、非标工件的焊接，有望解决当前焊接非标化困境。

某种程度来看，模型作为“大脑”，3D视觉作为“眼睛”，二者作为智能焊接的核心，缺一不可。

焊接机器人在面对复杂工件和高精度焊接任务时，时常面临焊缝识别难、焊接一致性差、实时适应性不足等痛点。而3D视觉的引入，能够使焊接机器人真正具备“智能”属性。

在焊接作业中，工件的装配误差、热变形等因素会导致焊缝位置不断变化，传统示教型机器人难以适应。而3D觉系统通过结构光或激光传感技术，能实时捕捉焊缝的三维特征，实现亚毫米级的精准定位。

焊接场景还往往伴随着强弧光、高反光、高温烟尘等极端条件，普通视觉设备难以稳定成像。而焊接机器人通过搭载3D视觉，能够解决反光敏感、易受弧光干扰等问题，以便在恶劣环境下也能输出清晰稳定的图像数据。

当前，船舶、建筑、路桥等制造业正从大批量标准化生产向小批量定制化转型，焊接工件的种类繁多、形状各异，传统机器人需要反复示教编程，换产效率极低。焊接机器人通过“3D视觉+模型导入”或“纯视觉驱动”等方式，可实现工件的自动识别与路径规划，无需人工干预即可快速适应不同工件的焊接需求。

除此之外，焊接的质量检测、数据追溯等环节也需要3D视觉的参与。例如，在焊接完成后，视觉系统可自动检测焊缝的平整度、尺寸偏差等指标，及时发现气孔、未熔合等缺陷，形成“定位-焊接-检测”的全流程质量控制闭环。

智能焊接机器人

机器视觉产业链企业的“淘金池”

搭载3D视觉的焊接机器人，不仅提高了机器人焊接的精度和效率，还降低了对工件特征和编程的要求，为机器人进军更多焊接场景开创新的可能。

为此，国内机器视觉企业纷纷涌入焊接领域进行布局，业务涵盖从核心传感器到完整解决方案的全产业链。

据高工机器人不完全统计，知象光电、如本科技、明图智能、伟景智能、新维焊接、汇萃智能、埃科光电、知芯传感、中集飞秒、昇视唯盛、敏越科技、海康机器人、梅卡曼德、视比特机器人等企业均已涉足，且部分厂商的相关产品已与多个焊接机器人品牌成功配套。

如本科技以创新的“一机多模”技术打破传统相机的功能局限，其RVC-M2600相机集成面阵结构光、摆动线扫、固定线扫三种成像模式，一台设备即可覆盖焊接全流程。目前，该产品已在船舶制造、车辆制造等领域成功落地。

伟景智能的星光眼系列智能焊接专用3D相机以“动静态一体”为核心优势，静态模式可完成工件扫描、焊缝提取与路径规划，动态模式实现实时跟踪，焊接后还能进行质量检测。目前，星光眼已广泛应用于钢结构、造船、桥梁等领域，还在新能源汽车电池焊接、飞机发动机叶片精密焊接等高端场景展现出潜力。

今年5月，知芯传感对外宣布自主研发的蓝光M050系列小型化产品已成功实现量产。据知芯传感介绍，这是一款专为焊接导航应用打造的高精度扫描模组，凭借体积更小、精度更高、抗干扰能力更强等优势，能够适应更多复杂、狭小的焊接场景，广泛应用于航空航天、汽车制造、轨道交通等多个领域。

此外，明图智能、新维焊接等企业也各有侧重。比如，明图智能的弧焊跟踪激光传感器系列覆盖多种坡口形式，其中MP系列为免示教应用提供定制化方案；新维焊接聚焦极端空间焊接需求，推出的Nano系列内窥式焊接视觉相机，摄像头头部直径仅4.8mm、长16mm，是一款小体积的激光主动照明焊接相机。

集成化、智能化、小型化

3D视觉逐一攻破机器人焊接痛点

结合以上各家机器视觉企业推出的产品特点来看，呈现出功能集成化、环境适应性强化、智能化与小型化并行的鲜明趋势，且这些趋势直指焊接机器人面临的核心痛点。

从功能集成化趋势来看，单一设备逐渐承担多工序任务，解决了传统系统设备冗余、成本高昂的问题。比如，如本科技RVC-M2600的“一机三模”设计，省去了传统方案中粗定位相机、跟踪相机等多设备的部署，解决了焊接系统开发成本高、维护难度大等难题。再比如伟景智能的星光眼，以动静态一体的强大功能，全面覆盖焊接全流程，避免了焊接过程中设备切换的时间损耗。

环境适应能力的突破，有效解决了焊接场景中的强干扰问题。伟景智能的星光眼、如本科技的RVC-M2600等产品通过光学设计与算法优化，将抗环境光能力提升至48万-60万Lux，有效解决了弧光、日光干扰导致的成像失效问题；针对高反光工件，明图智能RP系列采用独家专利技术，可有效消除镜面反光，确保焊缝特征提取准确。

智能化水平提升是解决柔性生产痛点的关键。据高工机器人了解，近期知象光电全新开发出一套由3D视觉和人工智能驱动的机器人焊接系统。该系统通过3D视觉对现实场景进行三维扫描和建模，继而实现焊缝识别、路径规划、虚拟仿真及数字孪生焊接。整个流程无需依赖图纸，也无需大量人工调整，彻底革新了传统的机器人焊接模式，实现了真正意义上的智能、小巧、快速与灵活。

小型化设计则拓展了焊接机器人的应用边界。比如新维焊接推出的Nano系列内窥镜式焊接视觉相机，就是专门为窄间隙焊接或其他空间特别狭窄而研发的创新产品；知芯传感的蓝光M050系列小型化产品体积较上一代产品缩小50%，更易于集成到各种焊接设备中，满足狭小空间作业需求；伟景智能的星光眼90瞳距相机重量仅为900g左右，适应轻量化机械臂安装长度<12cm，适用于狭小空间的焊接场景。

总体而言，国内机器视觉企业正通过不断地对产品创新，并逐一破解焊接机器人的痛点，通过功能集成降低成本与维护难度，通过强环境适应能力保障复杂工况下的稳定性，通过智能化提升柔性生产水平，通过小型化拓展应用场景。

8月27日，由高工机器人、高工机器人产业研究所（GGII），蕴硕物联协办，以“焊启智能新局，应用领航变革”为主题的2025（第四届）高工焊接机器人技术与应用峰会将在上海新华联索菲特大酒店隆重举办。

届时，知象光电、如本科技、明图智能、伟景智能、新维焊接等多家机器视觉企业将携创新产品重磅亮相，与100+上下游企业，500+产业链嘉宾将出席会议，共同探讨机器视觉在焊接领域的应用。

注：本篇文章主要围绕3D视觉在焊接机器人的应用展开，后续高工机器人将持续发布协作焊接机器人在船舶行业的应用、焊接机器人在重工行业的应用等系列专题文章，敬请关注。