弧焊熔池信息能直接反映焊缝外观、外部缺陷以及判断内部成形情况,因此熔池信息的传感在现代弧焊成形控制中意义重大。由于熔池是动态的,且在焊接过程中存在强烈的弧光、高温以及熔池表面的类镜面反射等特性,使得实时获取熔池信息比较困难。　　 本文设计并制作了一套基于主动光学视觉传感的熔池三维面形测量系统。介绍了该系统的传感原理:投影系统将一束条纹结构光照射熔池,在其表面形成变形光栅条纹,用CCD摄像机对其拍摄获得携带熔池信息的变形条纹图像。　　 该系统有两个可以活动的装载臂,把投影系统和拍摄系统的各个元件安装在臂上,可以方便移动调节角度、距离以及在试验不同拍摄方法时方便更换器件。通过分析激光和弧光对熔池表面的反射特性以及空间滤波系统函数,给出了系统光学成像数学模型,并对其进行讨论,为熔池图像采集试验作参考。　　 在304不锈钢弧焊过程中,采用4f空间滤波系统,在分别改变焊接电流大小,激光功率,投影角度,焊接方向的情况下进行大量熔池表面反射激光条纹图像采集试验,分析它们对熔池表面反射图像获取的影响,得出合适的投影角度、拍摄系统参数以达到最好的拍摄效果。同时本文还采用摄像机直接拍摄熔池和截屏式拍摄熔池的方法进行了试验。对上述不同方法拍摄图像的特点以及试验结果作了对比分析。选择4f空间滤波系统,在一定参数下拍摄到了比较清晰的熔池反射变形激光条纹图像。对获取的图像进行计算机处理,经过系统标定,计算出熔池表面高度值,初步恢复出熔池表面三维形貌。