焊接是制造加工业中的重要工艺之一,随着科技水平的进步,人们对焊接质量及焊接过程的要求也越来越高。目前,焊接过程的自动化、机器人化以及智能化已成为焊接行业发展的趋势。视觉传感方式由于其采集信息量大,避免了与工件直接接触,在焊接领域得到了广泛的应用。本课题由软硬件两部分组成。硬件主要包括图像采集设备(摄像机和图像采集卡)、辅助光源、机器人。软件处理程序完成利用图像数据对机器人执行动态控制的功能。系统通过图像采集设备获取图像数据,经图像预处理运算实现原始焊缝图像的特征提取,通过标定程序将图像坐标转换为机器人能读取的世界坐标,最后经机器人逆运算得到机器人运动的关节变量,实现焊缝跟踪。在本课题中,研究了适用于跟踪系统的图像处理方法,其中主要包括图像处理与分析,灰度形态学运算,模式识别等。对焊缝跟踪系统中标定算法模型进行了分析研究,根据光学成像几何原理方法,完成世界坐标、摄像机坐标、像坐标和像素坐标的转换模型。根据焊缝跟踪过程中要求图像处理信息大的具体问题,运用开小窗技术,缩短了用于标定转换和图像处理的时间。开发的系统能够根据一定的传感信息而具有自动调节的功能,这对于完成那些不适合人来参与的焊接工作(如核环境、太空等)具有积极的意义,为今后实现焊接机器人的完全自主焊接提供基础准备。