目前机械炒茶是茶叶炒制的主要手段,其中炒茶筒是炒茶机的核心部件。而大多数炒茶机制造商依旧采用人工焊接炒茶筒螺旋筋板的方式。人工焊接具有对人体伤害大、效率低、焊接质量不稳定等缺点。除此之外,管内焊接的局限性给人工焊接造成更大的阻力,始终制约着炒茶筒的生产质量与生产效率。因此,为了提高炒茶筒内螺旋焊缝的焊接质量与焊接效率,提高炒茶机整体质量,本文提出了一种基于激光视觉引导的螺旋线焊缝跟踪的焊接制造方案,能够通过视觉引导自动进行螺旋焊缝的查找焊接。首先,针对炒茶筒的成型特点进行分析,了解炒茶筒的各构成部分。在掌握炒茶筒的基本特征后进行焊缝工艺设计,确定焊缝的焊接顺序与焊接方式,确定焊接的基本流程方案。根据焊缝形式与焊缝特征确定二氧化碳保护焊的焊接方式,并根据炒茶筒的类型进行各焊接工艺参数的确定。为了解决由加工误差引起的焊缝偏移问题,采用激光视觉进行位置指引。由于是管内的螺旋焊接,采用主动视觉法进行焊缝引导,增强图像对比度。确定主动视觉法之后对视觉传感器的结构、安装以及遮光问题进行研究,使视觉系统能够得到清晰、稳定且无弧光干涉的视场图片。将得到的视场图像进行焊缝特征点提取,并进一步进行焊缝特征点的坐标系转化。同时完成焊枪的标定,建立焊枪与焊缝特征点的关系。通过分析螺旋焊缝以及螺旋线的合成方式,确定螺旋曲线是由平移运动与旋转运动合成而来。确定运动方式之后进行机械系统设计,旋转运动由A轴托轮机构实现,平移运动由X轴、Y轴、Z轴、B轴以及W轴构成的十字架结构实现。通过两者的同步运动实现螺旋线的拟合。在机械结构确定的基础上,建立以松下PLC为核心的硬件控制框架。实现伺服控制系统、视觉系统和焊接工艺系统的信息交换和数据传输。在控制系统搭建完成的基础上对焊接系统的软件部分进行设计开发,首先对PLC的运动控制功能进行研究,在此基础上进行控制流程分析。在建立型号管理数据库的基础上对控制过程中的自动寻找起点、自动寻找下一条焊缝以及焊缝纠偏进行详细阐述。为了验证自动化焊接设备的可靠性与设备的焊接效果,设计焊接实验。通过空载运动与焊接运动进行实验设计对比,分析实验数据,观察焊接效果。最终可以确定该设计方案能够实现炒茶筒螺旋焊缝的自动查找焊接,且焊接效果良好。