焊缝自动跟踪是实现焊接自动化的关键。相比传统的以电磁学、声学技术为基础的焊缝检测方法,结构光视觉检测技术因其信息量大、灵敏度和测量精度高、抗电磁干扰强、与工件无接触等特点备受焊缝跟踪研究者的重视。本文分析了焊缝视觉跟踪技术的现状,设计了以线阵CCD为传感器、半导体激光器作为辅助光源、FPGA作为控制器的激光焊接视觉焊缝跟踪系统,包括光路系统、传感器系统及预处理电路、图像采集存储与处理系统三大部分。其中光路系统、传感器系统构成了焊缝信息的采集模块,预处理电路和图像处理系统构成了焊缝信息的处理模块,进一步完善后可用于激光焊接过程中对焊缝的实时跟踪。光路系统利用线型结构光获取焊缝光学信息,传感器系统将焊缝光学信号转化为电信号。图像处理系统运用滤波去噪、阈值检测和二值化等图像处理算法提取焊缝中心位置。半导体激光器发出的激光经过柱面镜后汇聚成宽度很窄的光带,成一定倾斜角度投射到工件表面,线阵CCD在驱动脉冲作用下将含有焊缝信息的光学图象转换成电压大小对应光强变化的视频像元信号,经放大、滤波、采样、A/D转换后, FPGA进行阈值确定和二值化处理后得到焊缝左右边缘特征点,并进而确定焊缝中心位置。本文采用所设计的视觉焊缝跟踪系统对激光焊接进行了初步实验,结果表明,设计的焊缝跟踪系统结构简单实用,能有效减少干扰,能实时采集激光焊接过程中焊缝图像,并检测出相应的焊缝形状及相对位置信息。