在焊接领域,机器人焊接技术已经逐步取代了手工焊接的位置。随着视觉技术在焊接上的应用,出现了焊缝跟踪技术,使得机器人焊接更加智能,更加高效。在焊缝跟踪系统中,应用最多的是基于线结构光的前置式焊缝跟踪技术,而焊接过程中,焊渣的喷溅、弧光和机械震动都会对视觉传感产生严重的影响,从而造成焊接的误差,且误差难以剔除。本文对前置式焊缝跟踪技术做了初步研究,并在此基础上增加了对熔池的成像。利用数字图像处理技术分别对焊缝以及熔池图像进行处理,得出焊缝中心坐标和熔池中心坐标,从而达到自适应、高精度焊接的目的。本文首先介绍了焊接移动平台的搭建,并根据需要进行了器件的选型。运动控制选用了固高运动控制卡、伺服电机及其驱动器;视觉成像装置选择了CMOS工业相机以及镜头,根据弧光特性选择了650nm波长的线激光器与650nm波长的窄带滤光片;焊接装置选择了MAG高精密焊接设备,并搭建了焊接实验平台。通过对视觉系统进行标定,建立了视觉系统与运动系统之间的坐标转换关系。针对现有的棋盘格标定方法中最外层角点坐标提取误差较大的问题,提出了最外层角点剔除算法,并利用张正友标定算法对标定参数进行求解,得到了相机的内参与外参。通过使用双靶面成像装置对焊缝以及熔池进行成像,对焊缝图像以及熔池图像进行图像处理操作,得出焊缝中心坐标和熔池中心坐标。利用焊缝中心坐标指引焊枪焊接,利用熔池中心坐标对焊枪焊接进行纠偏,焊接精度达到了0.5mm,满足高精度焊接的需求。采用C#与HALCON结合的方式作为软件平台。HALCON是图像处理算法设计平台,在HALCON上对图像处理算法进行设计,并生成C#调用文件。C#作为系统主体平台,可进行页面设计,并通过调用HALCON生成的文件,进而调用图像处理算法。结合C#与HALCON进行软件品台的搭建,验证实验的可靠性与准确性。