随着《中国制造2025》进程的不断推进,制造业正向着智能化的方向飞速发展。焊接技术在现代制造业中占据着十分重要的地位,焊接过程的智能化是焊接技术未来发展的方向。目前,焊接机器人大多采用人工示教的方式进行焊接作业,这种作业方式效率低、自适应能力弱、焊接质量无法保证。针对此问题,本文对基于机器视觉的焊缝识别与轨迹规划进行研究。具体研究工作概述如下:(1)系统的整体框架设计。结合系统的自身特点与设计需求,分析研究了相机、镜头、光源工作原理并对其进行了选型。接着对选取的ABB IBR1410机器人本体、控制柜、示教器做了简单介绍。随后探讨了焊接工艺参数与焊缝质量的关系。最后配置了Visual Studio2019+Open CV4.1.0的图像处理环境,在MATLAB中导入了轨迹规划分析的机器人工具箱Robotics Toolbox。(2)视觉系统的标定。推导了相机成像过程的模型,对相机标定的方法进行了介绍,选取了张正友棋盘标定的方法并对该方法求解原理进行了推导;通过相机标定实验得到了相机的内参数及畸变系数,并根据标定结果计算出了整体平均重投影误差为0.19pixels;通过手眼标定实验求得了手眼关系矩阵。(3)焊缝中心线的检测。首先对焊缝图像进行了灰度化、增强、去噪的预处理,通过对比不同方法的处理结果,得出灰度拉伸算法和中值滤波算法针对本文的焊缝图像有比较好的增强和去噪效果;然后针对焊缝与背景分割问题,提出了二值化与形态学操作中的闭运算相结合的处理方式,将焊缝从背景区域完整分割了出来;最后提出了自适应焊缝宽度的逐行灰度重心算法,找取了连续的焊缝中心线。(4)焊接机器人运动轨迹规划的研究。建立了ABB IBR1410焊接机器人D-H参数模型,得到了其正、逆运动学方程以及工作空间;为了保证机器人焊接过程中的连续性问题,在笛卡尔工作空间下,针对折线焊缝提出了抛物线过度拐点尖角的规划方法,针对曲线焊缝采用了三次样条曲线规划的方法,两种方法规划的轨迹平均误差分别为0.16mm和0.14mm,满足焊接要求;对其分别进行运动仿真,验证了两种方法均能保证机器人在空间运动中轨迹的连续性。