搅拌摩擦焊作为一种新型的固相焊接技术,目前已广泛应用于航空航天领域的高强度铝合金焊接中。然而,由于搅拌摩擦焊焊接过程中顶锻力及轴肩旋转摩擦力的存在,在焊接时需要对待焊件进行装夹,而夹具对工件产生的装夹力通常都比较大,很容易导致待焊工件变形,使实际焊缝偏离理论位置,所以在搅拌摩擦焊中进行焊缝跟踪非常必要。同时,随着智能制造理念的提出,基于焊缝跟踪技术的搅拌摩擦焊自动化与智能化也将成为未来的发展趋势。基于此,本文开发了一套适用于搅拌摩擦焊的焊缝跟踪系统。首先针对搅拌摩擦焊焊缝检测对于传感模块测量精度的要求,本文选用CMOS面阵传感器和650nm半导体激光器组成结构光视觉传感模块,测量模型为传感器轴线垂直于待焊件而激光结构光发生器斜置,经过与其他测量模型对比分析得出,该测量模型中传感器的高度方向分辨率最高且整体结构较紧凑,测量结果表明,当传感模块处于工作位置时高度方向分辨率可达0.0781 mm/pixel。分析了标定尺标定法的基本原理,并利用该标定方法对视觉传感模块进行了实际标定,得到了视觉传感模块的初始标定参数,最后利用非线性最小化模型对初始标定参数进行了优化,提高了标定参数的精度。设计了基于OPC技术的通讯模块,实现了上位机应用软件和机床数控系统之间的数据交换,该种通讯模式无需通讯板卡,使用方便而且抗干扰能力强。利用LabVIEW 2011实现了系统软件主程序的编程,对于软件中前置距离的处理,本文采用了“坐标存储-坐标读取-坐标对比”的方法,而对于软件中焊缝图像的处理,本文详细研究了图像处理流程中的处理算法,设计出了具有图像预处理、图像二值化、焊缝骨架提取以及焊缝特征提取等功能的图像处理模块,同时软件还具有焊缝跟踪轨迹平滑功能。最后设计了基于所开发系统的焊缝跟踪实验并提出了一种焊缝跟踪效果评估方法,在设定的试验参数下分别进行了斜直线焊缝跟踪实验、折线焊缝跟踪实验以及曲线焊缝跟踪实验,通过对实验结果进行分析,以最大偏差值评估系统的焊缝跟踪效果,则斜直线焊缝跟踪实验中的跟踪效果为±0.741mm,折线焊缝跟踪实验中的跟踪效果为±0.853mm,曲线焊缝跟踪实验中的跟踪效果为±1.086mm,实验结果表明,对于一般搅拌摩擦焊焊接而言,所开发焊缝跟踪系统的焊缝跟踪效果能够满足要求,具有一定的实际应用意义。本文主要研究工作在上海好耐电子科技有限公司完成,并得到了公司的大力支持和指导。