随着焊接自动化和智能化的不断发展,焊缝跟踪系统的应用显得越来越重要。焊接生产中工件的加工误差,焊接过程中的热变形以及装卡具的不精确等各种因素影响的存在,使焊缝的实时自动跟踪成为当今国内外十分重视的课题。本文采用CCD摄像头作为焊缝跟踪传感器,设计了以PLC(Programmable Logic Controller)为核心的跟踪系统,重点研究了用于埋弧焊指示部件的几种形式,给出了各种指示部件设置位置与指示效果的规律,深入探讨了应用于不同情况下的图像处理的算法。本文采用的焊缝跟踪系统的原理是:通过CCD采集埋弧焊焊剂覆盖区的前端焊缝及指针图像,把图像信号通过同轴电缆传到图像采集卡上,在图像采集卡中进行必要的处理(如量化);然后通过软件驱动,在工控机中进一步分析图像、提取焊缝的位置等,再利用自由口通讯方式把焊缝位置信息实时传给PLC,以S7-214为核心的PLC控制系统控制两个步进电机带动焊枪运动,消除焊枪与焊缝的偏差,形成一个闭环的控制系统,达到埋弧焊焊缝跟踪的目的。本文通过添加辅助光源及滤镜,研究分析了各种情况下图像变化的规律,最终确定了适合于埋弧焊理想的焊缝跟踪状态。在图像处理技术上使用了处理各种噪音的非线性的中值滤波方法、分割图像技术的改进的Oust自动阈值法;在边缘检测技术中采用了掏空目标内部获得良好边缘的细化算法,利用逐行搜索法和投影法有效的提取了焊缝的中心位置。上述提到的各种算法的原理及实现过程,在本文中都进行了详细的介绍。通过对不同图像处理算法效果的试验、比较,得到了一个比较合理和符合实际的图像处理方法,利用VB编程设计了采集、处理图像、传输数据的控制软件系统,最终实现在不引弧的情况下良好跟踪焊件坡口的效果。