基于工业机器人的自动焊接技术是工业自动化的重要研究方向之一。目前大部分焊接机器人采用传统的示教再现方式获取焊缝位置信息,受人为因素影响较大,在复杂的焊接环境中易出现实际焊接轨迹与示教路线有较大偏差的情况,焊缝定位检测技术可有效解决这一问题。基于激光视觉系统的焊缝定位检测技术以其非接触、高精度、高效率等优点,具有重要研究价值。本文在对国内外焊缝检测技术做了详细分析的基础上,设计出一套基于激光视觉传感器的焊缝定位检测系统。(1)激光视觉传感器是系统的核心部分。在进行分析研究后,完成基于激光光源、工业相机、镜头、滤光片等器件的激光视觉传感器搭建,选择适当的光路结构并设计软件平台,在复杂环境中获取清晰、稳定的焊缝图像信息。(2)针对传感器获取的图像,对图像处理算法进行了研究。包括通过一系列预处理方法减小噪声数据,抽象出激光条纹骨架提取的数学模型,在此基础上采用遗传算法提高提取效率,最后,对提取出的数据迭代剔除噪声后进行直线拟合,获得激光条纹骨架的准确位置数据以及焊缝特征点的坐标信息。(3)相关标定理论与方法的应用。采用相机标定、激光平面标定与机器人手眼标定,获得焊缝特征点从二维图像坐标系到三维空间坐标系的转换关系。(4)对基于激光视觉传感器的焊缝定位检测系统进行了功能测试实验和精度评价实验。对图像处理、系统标定等模块分别进行实验,并采用标定好的系统对已知的含有直线与曲线的通用型平面搭接焊缝进行检测,系统整体平均偏差小于0.50 mm,平均检测时间为0.46 s。实验结果表明,该系统能够克服焊接环境的干扰,对焊缝进行准确识别,满足实际应用的要求。