弧焊机器人的智能化离不开传感信息,其自适应能力主要包含两个方面的含义,一方面是对焊枪的位置和姿态的控制,另一方面是在焊接过程中对焊接规范参数的实时控制.高性能视觉系统是提高弧焊机器人适应复杂焊接环境最重要的手段之一.该文设计与研制了针对焊接应用的运动灵活、工作可靠、调节方便、高精度激光扫描视觉传感器,其主要性能与以前型号传感器相比有了很多提高.改进并实现了一种基于光强分布特征和CCD感光器饱和特性的距离点处理算法,使得传感器的动态范围加宽,而又能够保证检测结果的精度,能够适应各种工件表面状况.采用计算机图像处理的各类算法以及设计研究的接缝识别算法,完成了主动式的接缝视觉检测与识别的软件系统,用于对接、搭接、角接、V型坡口等接头特征参数识别,结果可靠、精度高,能够满足高级焊缝跟踪的精度和实时控制要求.传感器的综合测距精度优于0.2mm.软件处理图像的速度最大达到每秒20幅.在具有强烈弧光干扰的焊接环境中应用视觉传感器需要考虑工件本身的反光特性,为了提高检测精度、适应各种材料的工件增加了对激光光源的调节控制功能.为了适应检测超宽焊缝和细小焊缝,增加了扫描范围调整功能,还增加了方便的偏转扫描中心的功能.这些努力大大扩展了传感器的适用范围.