【目的】针对焊接空心球半自动焊接系统中人工调整焊缝中心平面与焊枪对准过程存在的误差大、精度不一致等问题，本研究提出并实现了一种焊接空心球自动对中结构及控制方法，为实现焊接空心球的全自动焊接奠定了基础。【方法】在原有半自动焊接系统中增设旋转运动机构及相应驱动控制系统，实现焊缝中心平面的精确旋转控制。；通过前端监看相机图像的霍夫圆检测、掩膜法、最小二乘拟合等处理，实现焊接空心球焊缝中心提取和位置粗调；通过线激光相机图像灰度化、高斯模糊、阈值截断等处理，去除图像干扰。消除干扰后进行图像裁剪、细化和卷积，精确定位焊缝中心坐标，从而实现精确调整。【结果】测试表明，该方法能在55s内自动将焊缝中心平面与焊枪调整至同一平面。相较于人工调整，焊缝最大偏差值的准确度提高68.1%；与机器学习图像识别算法相比，焊缝平均偏差值的准确度提高12%，在树莓派等边缘计算设备上调节时间领先275%。该方法显著提高了焊接空心球的生产效率，展现出明显的优势。

1自动对中装置设计
1.1自动对中旋转机构及控制系统设计
1.2自动对中图像处理系统设计
2自动对中理论算法及流程
2.1自动对中流程
2.2监看相机下焊缝位置处理算法
2.3线激光相机下焊缝特征定位算法
3试验结果与分析
3.1焊缝最大偏差值对比
3.2焊缝平均偏移量对比
3.3运行总时长对比
3.4综合实验结果
4结论与展望

高明昊,陈燕生,张添玮,等.焊接空心球焊缝自动对中系统及控制算法设计[J/OL].太原理工大学学报,1-12[2025-01-13].http://kns.cnki.net/kcms/detail/14.1220.N.20250113.1155.002.html.