实现焊接过程自动化与质量控制是一个世界性的技术难题。伴随国民经济的发展,石化、核电、医药等行业的管道预制对焊接质量与效率提出了非常高的要求。打底焊是管道焊接中的一个重要步骤,近年来MIG(惰性气体保护电弧焊)焊凭借其生产效率高、便于操作等特点受到了焊接工作者的重视。如今在焊接过程中单纯依赖焊接电源、工艺,已经不能很好地解决管道焊接中的坡口宽度变化等问题,因此本课题开展了基于CCD(电荷耦合元件)被动光的管道MIG打底焊监控系统的研究。论文是在江苏省重大科技成果转化专项资金项目焊接机器人成套装备的资助下,于华恒公司原有设备上进行开发的,主要研究了影响系统性能的关键技术,对其中基于CCD摄像机的视觉感知系统、有效的图像处理算法以及基于多线程的实时采集与控制进行了深入研究。针对MIG焊噪声大的特点,构造了基于CCD的视觉感知系统;通过对获取图像的分析,提出了基于自适应阈值分割和直线拟合的焊前校准方法;数学形态学和Chan-Vese主动轮廓模型的熔池边缘提取算法;以及基于熔池定位与Sobel变换的焊缝位置提取方法,并利用加权平均思想,定位了焊缝位置,实验结果表明,本文图像处理算法有效提高了目标定位的准确性;根据提取的焊缝位置,提出了基于PID控制器的实时控制方法,实现了自动横摆纠偏;将上述关键技术融合到系统软件的开发中,开发出了基于CCD被动光的管道MIG打底焊监控系统,使用该系统进行若干管件的焊接实验,均获取了良好的焊缝成型,满足焊接过程的要求。