随着焊接技术在一些狭小空间、水下等环境下的应用,全自动焊接机器人已经成为焊接领域的研究热点。单线激光焊缝跟踪传感器已经大量的应用于自动化焊接,双线激光焊缝跟踪在减小导前误差、高度识别、焊缝轨迹预测等方面明显优于单线激光焊缝跟踪传感器,因此双线激光焊缝跟踪传感器的研究是非常有意义的。本文采用两个波长为650nm的半导体激光二极管作为光源,使用面阵CCD工业相机获取激光二极管在焊缝表面形成的条纹,设计了基于双线激光的焊缝跟踪传感器。设计了传感器的滤光系统,其由偏振片、650nm滤光片和衰减片组成,再结合大恒图像采集卡、高精度双轴机器人、机器人控制器及高性能工控机组成焊缝跟踪试验平台。图像预处理算法采用了开小窗口、LoG算子滤波、图像二值化、孤点滤波、图像细化、去毛刺等操作,其中开小窗口利用到了历史信息；针对焊枪高度识别,本文采用了先对焊枪高度进行标定,获得标定列表,在初始定位的时候对CCD采集到的图像进行处理得到两条纹之间的像间距,用像间距在标定列表中搜索,即可得到对应焊枪高度。焊缝条纹横向偏差提取采用先求上下条纹基线,然后找到距离基线为三组不同高度并符合特定规则的三组交点,根据三组交点即可得到焊缝条纹的特征点位置,通过与标准位置进行对比分别得到上下条纹的偏差。两条纹的偏差可以预测焊缝轨迹及估算焊枪的偏差,本文分析了焊缝轨迹预测及估计焊枪位置的原理。采用VC++结合OpenCV编写了焊缝跟踪软件,焊缝跟踪软件包含了初始定位、焊缝跟踪、跟踪停止、采集图片展示、数据展示、参数设置等功能。机器人的控制部分采用根据偏差距离调节纠偏机器人移动速度的方法。设计了试验,验证了在焊枪没有起弧,焊接速度为9mm/S的条件下,双线焊缝跟踪传感器的高度误差小于0.5mm,横向偏差误差小于0.3mm,符合焊缝跟踪要求。