焊缝自动跟踪是焊接自动化的前沿课题,也是焊接生产中为提高焊接质量、改善劳动条件、提高生产率而需要解决的重大实际问题。随着生产自动化和智能化的发展,各种新技术在焊接自动跟踪成为一个热点研究课题,视觉传感器焊接跟踪技术也备受人们关注。本文根据焊缝自动跟踪传感器系统的发展现状研究,提出了独创性的图像采集技术,此技术可实现焊缝位置的自动检测。研究的内容主要包括三部分。第一部分是在分析FPGA强大的数字信号处理能力以及具有的系统级特性的基础上,提出了基于FPGA的图像采集系统整体设计,以及基于NIOSⅡ的焊缝图像处理系统的设计。将NIOSⅡCPU软核及图像采集所需要的接口逻辑电路嵌入到FPGA芯片中,构成图像预处理CPU,实现焊缝位置的视觉检测,并达到高速、小型和大容量图像采集和存储的要求;第二部分是关于焊缝视觉传感器的设计,其中包括CMOS图像传感单元的设计和图像传感器接口电路设计。利用ov7620芯片可以按照像素的传输速率的要求以及此芯片自身的多功能模块架构的特点,进行了基于OV7620图像接口电路结构的设计、地址发生器电路的设计、总线切换电路的设计以及帧脉冲提取与转换电路设计,实现了在独立的芯片上完成整幅图像捕捉;文章得最后部分是介绍所设计的图像采集的实验装置,分析了像素脉冲的工作时序,确定了采集图像的工作时序要求,最终实现了帧脉冲信号的获取和图像帧脉冲的信号转换。