随着制造业高端化、深层次的转型发展,具备高效益、高质量的激光焊接系统愈发得到重视。传统的激光焊接系统仅在焊接后进行人工观测,无法对焊接过程实时监测,其未将“焊接”与“视觉”统筹考虑,缺乏信息获取和视觉感知能力。此外,对于目标工件的定位,仅通过人工放置或制作特定的夹具进行操作,效率低下且准确性差。同时,满足工业化应用且功能完备的配套软件较少。针对以上问题,本文设计并实现了一种激光焊接系统,集成了视觉定位算法与焊接全过程可控的视觉控制软件,主要研究内容如下:首先,对激光焊接系统进行整体设计。以系统需求分析为基础,将系统整体结构划分为四部分,阐明了系统业务的执行流程。对工控机、激光器、工业相机和运动控制器等核心硬件进行选型。对软件进行总体设计,根据加工需求设计了功能模块,并给出了软件工作流程。同时,对系统的视觉定位模块开展设计。其次,设计了一种融合ORB与FMT的视觉定位算法。在预处理阶段对图像进行加权灰度处理、双边滤波和大津阈值处理。对图像进行ORB特征检测与特征描述,使用Hamming距离筛选匹配点,再由街区距离筛选匹配中心点,得到粗略匹配结果。为进一步提升匹配的准确性,通过FMT确定图像的位置信息,以获取精细匹配结果。从匹配精度、计算效率的角度对ORB、FMT与本文算法进行对比分析,结果表明本文算法可准确获取待匹配对象的位置信息,综合性能较优。然后,开发了一款激光焊接视觉控制软件。基于VS 2010平台和MFC框架,利用模块化思想,以提升系统作业的连贯性和过程性为目标设计控制软件。针对各功能合理布局,设计了软件主界面。实现了运动控制、示教绘图、对象管理和图像处理四个功能模块。最后,对系统进行软件和视觉定位测试。分别进行功能性和非功能性测试,结果表明软件运行稳定流畅,功能实现正常,满足设计要求。同时,将ORB算法与本文算法在加工平台X和Y方向进行实际的视觉定位测试,结果表明本文算法的定位精度较高,误差率较小,实现了待加工件的精确定位,适用于实际工业生产。