弧焊跟踪控制系统是广州电视塔自动焊接机器人的前期研究工作。本系统主要有三个组成部分:图像采集系统、图像处理系统和运动控制系统。图像采集系统采用激光结构光作为主动光源,有效地提高了图像采集的信噪比。在综合比较处理效果和速度后,选用高斯滤波减弱噪声的影响。另外,通过镜头前放置窄带滤光片,焊炬与摄像机之间放置遮光板,在削弱弧光影响的同时可以很好保留激光条纹的信息。本文还通过彩色摄像机和彩色图像卡采集图像,在把24位彩色图像转化为8位灰度图像时,只提取红色分量,进一步把特定波长的光放大,削弱其它波长的光。图像处理系统的流程为:阈值变换,边缘提取,提取特征点位置。通过阈值变换,在把信号不太强的噪声彻底消除,同时保留激光条纹信息。在比较几种常见边缘检测算子后,对其效果和实时性做了实验,选定数学形态学方法为本系统的边缘检测算法。提取特征点时,进一步加强系统的容错能力,提取水平段位置信息时,采用黑色像素行累加值的办法,准确定位条纹位置。运动控制系统采用技术成熟的运动控制卡为主要控制部件,可以达到系统的精度要求,同时加快了系统的开发速度。选用运动控制卡的直线插补模式,用直线段来拟合焊缝轨迹。在获取焊接点前方一定距离全部的位置信息后,用直线插补的方法实现跟踪。此弧焊跟踪控制系统以工控机为核心,以图像采集及处理为手段,用交流伺服电机来控制焊炬与焊缝的相对位置。本系统可以准确地识别焊缝特征并提取足够的信息,实时跟踪焊缝。