焊接是现代加工制造业的重要技术,是仅次于装配与机械加工的第三大产业。焊接技术被广泛应用于国民经济的各个方面,尤其在航空航天、微电子封装技术等高科技领域,焊接技术几乎成为了关键核心技术。随着工业化生产步伐的不断加快,制造业产能不断提高,各种结构复杂、体积巨大的结构件拼接都对焊接技术提出了更高的要求。因此,积极探索实现焊接过程自动化及提高焊接设备智能化的途径,对提高焊接效率、降低生产能耗有重要的意义。本文以图像传感技术为研究对象,分析了钨极惰性气体保护焊中焊接弧光的形态变化与焊炬空间位置的关系,并在此基础上设计了智能化不锈钢阀球气体保护焊接试验装置。数字图像预处理技术主要包括图像平滑、二值化、数学形态学处理等。通过比较均值滤波器和中值滤波器对焊接弧光图像进行平滑处理的效果,证明了中值滤波器对图像具有较好的平滑图像能力。之后使用图像二值化处理使图像中目标区域与背景有效分离,通过级联形态学处理技术的开、闭运算,进一步消除图像中噪点,使目标区域边界清晰。利用图像分割技术主要研究了图像分割中轮廓跟踪技术,并使用8连通链码对图像轮廓进行了量化跟踪。利用模式识别技术对焊接弧光的面积、形态以及边缘所成夹角三个方面的特征进行了分析。二值图像中目标区域的面积,使用线段表对目标区域面积进行统计,可对样本进行初步分类;计算目标区域的7个Hu不变矩,建立了目标区域形状的模式分类方法;量化电弧光边缘所成夹角,建立了目标区域夹角的特征分类方法,尽管上述模式分类方法都可以对样本进行分类,但都存在一定的识别盲区。焊接弧光面积的特征判别方法不能对目标区域面积相同而形状不同的图像加以正确分类识别;焊接弧光形状的特征判别方法不能对目标区域形状相同而面积不同的图像加以正确分类识别;根据电弧光区域边缘所成夹角的特征判别方法不能对形态相同的电弧光加以分类。因此需要将上述三种方法综合使用,克服不同判别方法存在的不足之处,对焊接弧光的特征进行有效的分类,并在此基础上构造分类器。本文使用开源图像函数库OpenCV并借助于Visual C++程序设计软件完成了上述图像处理技术的研究工作,实现了上述焊接弧光的图像处理功能。为实现主机与执行机构核心PLC的通信,可将主机与PLC内置的RS422编程接口连接,使用编程口通信指令实现通信链接功能。本文根据编程口通信指令集的通信格式,使用Visual Basic 6.0软件开发工具设计了用于实现主机与三菱PLC通信的程序。