摘 要本文以铝合金大型火箭筒体的焊接为背景，结合视觉传感焊缝跟踪技术、图像处理技术、现代焊接及控制技术设计开发了激光传感焊缝跟踪系统，并在此基础上针对铝合金钢板进行了焊缝跟踪实验的分析和研究工作。通过硬件设计和软件编程构建了一套三维视觉焊缝跟踪与测量系统，基本实现了焊接过程中测量坡口位置和尺寸，并能适应坡口尺寸和坡口走向对焊枪位置进行自动调整。在设计完成的激光传感焊缝跟踪系统基础上，通过提取坡口轮廓信息，完成了坡口定位、坡口搜索、坡口跟踪以及坡口轮廓特征参数的提取工作。针对设计不同走向的坡口，完成了坡口跟踪实验，并对由跟踪方式带来的误差进行了合理分析。在铝合金焊接方面，本系统基本解决了弧光干扰问题、铝合金反光产生的倒影和二次反光问题以及实际焊接过程中垫板散热不良产生的焊缝“下塌”问题。通过对钢板和铝合金板材在不同坡口型式的对比实验发现：对于对接坡口，钢板和铝板都能进行很好的跟踪；对于 V 型坡口，钢板在坡口加工比较好的情况下能正常跟踪，而铝合金板由于反光导致图像处理失真，跟踪效果不很理想。为解决 V 型坡口跟踪不理想问题，本文使用图像采集卡采集 META 激光条纹视频图像，通过对图像的进一步分析和处理，实现轮廓特征参数的精确提取，避免了图像处理失真问题。另外，通过轮廓特征参数的精确提取，计算出了坡口位置、坡口轮廓尺寸及坡口焊丝填充量，为进行焊接参数的在线调整提供了参数依据。