基于视觉传感的焊缝跟踪技术具有信息量大、可靠性高、适用性广等特点,因而具有很大的研究和发展空间。本文在前人研究的基础上,进一步探讨了视觉传感技术的优势,并且依据实际生产需要,设计和改进了利用CCD摄像机、图像采集卡和工控机等设备的被动式视觉传感系统,进行了焊接过程中图像信息实时采集的实验和研究。图像处理算法是焊缝跟踪的关键技术。在原有图像处理技术的基础上,提出了焊缝的全图像识别方法。此方法和前人算法最大的区别在于对焊管的焊缝跟踪无需借助激光笔辅助定位。它在分析检测图像的基础上,应用图像增强、边缘检测、图像分割等算法,确定了图像处理的实现算法,根据结果能够得到检测目标的实际位置,以此实现对检测目标的跟踪,保证超声波无损检测的实时性。根据焊缝跟踪的实际特点,针对PID控制参数整定时,单一的参数选取不能适应现场情况变化这一问题,提出了一种新的最优化PID参数自整定方法。该方法在最优值附近进行搜索,收敛速度快,方法简单,抗干扰能力强。仿真和应用结果验证了方法的有效性。