等离子熔积直接制造成形件质量控制是通过控制熔积过程工艺参数来实现的。其中等离子熔积过程熔池形貌及熔宽(焊道宽度)的检测是工艺参数控制的关键,通过检测熔池形貌及熔宽,调整堆焊工艺参数,保证熔积层组织质量和形貌,从而达到堆焊参数预测反馈自动化。在本研究课题组前期研究的基础上,本文研究了各种熔池形貌跟踪系统,对比多种传感器的优缺点,设计和建立了一套能初步满足等离子堆焊熔池形貌及熔宽检测要求的视觉系统。该系统采用被动式视觉传感方式,设计满足要求的外加滤光系统,获得比较好的滤光效果;分析和验证了焊接过程中不同拍摄角度对熔池区图像成像的影响,确定了相关的拍摄参数;通过图像采集卡将图像送入计算机,通过比较各种图像处理算法,结合等离子堆焊熔池区形貌的具体特点,分别对图象进行了中值滤波、邻域平滑滤波,LOG算子、高斯-拉普拉斯算子处理,提出了最大方差自动取阈值和特殊的轮廓提取算法获得熔池区图象轮廓。通过一种简单的系统定标方法,得出了标度图象距离与实际物体尺寸之间的关系,并对图像进行焊道端部和焊道中部宽度检测,得出焊道宽度信息。为了解在不同参数条件下焊道宽度的变化情况及本系统的检测精度,本文进行了堆焊电流40A～55A、堆焊行进速度150～330mm/min条件下的等离子堆焊实验。并分别对焊道宽度进行了计算,并与实际焊道宽度进行比较,得出各自的绝对误差和相对误差,并分析了误差产生的可能原因。结果表明:从图象上获得的宽度值和实际测得的宽度值大体相同,该系统初步符合焊道宽度检测要求。