随着中国电力建设的不断发展,作为电力建设领域承载电力输送的铁塔生产领域也得到了快速的发展,但是在输电铁塔行业钢管纵缝的焊接效率和质量一直是制约钢管塔上产能、提质量的瓶颈,因此开发一种实时的焊缝纠偏自动化焊接控制系统非常有必要。本文是从在输电线路钢管生产加工过程中出现的问题和瓶颈作为输入的需求,展开输电线路钢管塔纵缝自动化焊接的研究。本文以钢管塔纵缝的焊接为背景,针对本企业原有焊接系统的不足以及提升效率和质量的需求,提出了改进方案,增加了激光视觉传感器、数据采集卡,将原有焊枪移动装置通过工控机进行控制,完成了对原有系统硬件的改进。传感系统的标定是激光视觉跟踪系统跟踪的关键,本文对激光视觉传感系统的摄像机、激光平面分别进行了标定,获取了激光平面与图像像素坐标的对应关系。对标定结果进行了验证,x,y,z方向的均值误差分别为0.0298mm、0.1807mm、0.1042mm,可以满足钢管纵缝焊接的精度需求。在焊接和不焊接的情况下,获取了经试件调制的激光图像,对这些图像进行了分析,根据图像特征,设计了包含滤波、锐化、Hough直线变换、直线拟合、和链码边界搜索等的图像处理算法。该算法在有弧光、飞溅干扰及坡口质量不佳的情况下能够较好的提取激光线。根据V型坡口的特征,设计了坡口中心的提取算法,计算出了坡口的中心坐标。本文设计了经典P控制算法与模糊控制算法相结合的控制器,在焊缝跟踪偏差≤ 2mm时,为提高系统稳态精度采用模糊控制器,在焊缝跟踪偏差>2mm时为尽快消除偏差采用P控制器。采用模拟焊接试件和实际产品进行了焊缝跟踪实验验证,实验结果表明,焊缝跟踪系统的检测和控制精度较高,跟踪误差≥0.5mm。使用本焊缝跟踪系统对钢管纵缝进行跟踪焊接后,焊缝的成型质量要比未采用焊缝跟踪系统时好,并且在使用的过程中弥补了原焊接系统的不足,操作更简单,自动化程度更高,占用焊工的数量从2-3人减少为1-2人,生产效率提高了一倍。同时,降低了焊接工人的劳动强度,在很大程度上节约了资源,降低了成本。