焊接机器人对于焊接工艺过程的自动化具有重要价值。现有的焊接机器人可实现直线焊缝的自动化焊接,但对于曲线焊缝仍存在一定困难。针对上述问题,论文引入机器视觉技术,提出一种可识别跟踪曲线焊缝的焊接机器人系统方案。系统首先利用图像处理算法识别出特征像素坐标,进而通过视觉引导实现曲线焊缝的自动焊接和焊接质量评估。论文工作对提升我国制造业焊接装备水平具有积极意义,论文的主要研究内容如下:(1)系统方案设计:针对视觉引导的焊接机器人实际需求,确定了系统总体方案。论文细化了视觉引导和无损探伤方案,并对相关硬件设备进行了选型。视觉引导采用单目视觉检测焊缝,焊接质量评估采用电磁传感器进行无损探伤。(2)图像处理:对焊接过程中采集的图像进行图像处理,采用中值滤波对图像平滑处理,Deriche算子提取图像边缘特征,接着利用高速面积滤波算法进一步去除干扰,最后利用直方图分割和伽马校正进行图像增强。(3)焊缝路径规划:在像素坐标系内,利用Opencv识别处理图像像素点,得到焊缝上下线坐标,进一步提取焊缝中心线条的像素坐标。利用Hermite插值算法求得初始点的坐标。焊接位姿采用焊枪与焊缝平面呈75?,焊枪与焊点法线呈90?经验方式,利用调整坐标系和期望坐标系转换算法求得焊接机器人关节转换角度,得到保证焊姿的焊接坐标。通过相机标定、工具坐标系标定和手眼标定等步骤,完成二维像素特征点到三维实体坐标的映射。(4)软件设计:开发焊接机器人焊缝识别与跟踪系统应用软件,包括硬件通信界面、标定界面、手动焊接界面、自动焊接界面和焊接评估界面等。焊接评估界面以实时数据曲线的方式,更直观的展现焊接质量检测过程,软件给出评估结果供操作者分析处理。(5)系统实验:通过分别对不规则曲线钢板和直线钢板进行焊接实验,获得曲线焊缝中心线与焊接熔池中心线偏离平均误差为0.6mm,焊缝曲线圆滑,符合焊接误差要求,实验证明该系统对不规则焊缝和直线焊缝都有精度很高的响应能力,具有很强的应用性。