随着现代焊接技术的发展,焊接生产的自动化程度越来越高,为了保证焊接过程的精度,提高焊接工件的质量,对焊接的自动化、智能化提出了新的要求。机器人技术、电子技术、计算机网络技术等的兴起和广泛应用,以及模糊数学和神经网络在焊接领域的成功应用,为焊缝视觉跟踪技术的实现提供了可能。本焊缝跟踪系统针对平板对接直焊缝进行设计。通过面阵CCD工业相机采集焊枪附近焊缝图像,并将图像传输到触摸工业平板电脑中,通过C++程序开发,工业电脑对采集到的图像进行单通道处理、二值化、加窗处理、hough变换及最小二乘法拟合直线等图像处理方法,最终确定焊缝的中心位置。根据焊枪中心与摄像头中心的距离及焊接速度确定图像处理的延时时间,以保证实现“真正的焊缝跟踪”。通过对延时记录检测直线位置做统计,使得检测的直线位置固定,最终计算出实时偏差大小,继而控制执行机构,达到对中焊缝的目的。考虑到长直对接焊缝,为了提高生产效率,系统设计控制两套完全相同的跟踪设备,可以单独或同时在被焊工件的一端或两端施焊,能够很大程度上缩短焊接生产周期,同时能够提高系统的柔性。在工业平板电脑作为唯一控制核心的设计理念下,本文对焊缝跟踪系统的机械结构、电气系统、图像处理及执行机构控制等几个方面进行了设计。在机械设计方面,采用LED灯套装在摄像头端部作为采集图像的外部光源,为避免弧光干扰和飞溅对工业摄像机的干扰和损坏,设计了防护装置；在电气系统设计方面,本文完成了外围电路及扩展PCI端口控制线路的设计；在图像处理方面,本文采用单通道处理、二值化、加窗处理、hough变换及最小二乘法拟合直线等图像处理方法处理焊缝附近图像,并从中提取焊缝路径,计算出焊枪与焊缝中心线之间的位置偏差；执行机构中的行走和跟踪装置采用RS485串口驱动控制步进电机的方式,通过工业电脑上程序设计编写好的集成“软按钮”进行手动或自动控制。本文通过系统机械结构设计、电气系统设计和程序编写等工作,实现了以工业平板电脑为核心的焊缝视觉跟踪系统的实验平台的搭建,以及薄碳钢和薄铝板对接直焊缝的高度自动化的焊接。