本文为满足大型整体结构件制孔精度的要求,以Tri Mule机器人移动工作站为研究对象,结合Coppelia Sim虚拟仿真实验平台,搭建可视化机器人加工虚拟仿真环境,并结合人机交互技术,集成三维鼠标进行视觉引导;以机器人工件定位基准的视觉测量为目标,研究工件定位基准的位姿测量和定位方法及Tri Mule机器人末端位姿误差补偿方法等。主要研究结果如下:在人机交互方面,搭建一种可视化机器人加工虚拟仿真环境,包括移动机器人工作站、三维鼠标、视觉测量系统和平面标靶四部分,在Coppelia Sim仿真软件中搭建了该环境,集成三维鼠标对机器人末端进行视觉引导,并通过实验对其有效性进行了验证。在测量原理方面,搭建一种基于双目视觉的机器人测量系统,完成了双目成像系统的参数标定和手眼标定等内容,并在虚拟仿真环境中建立该系统,通过三维鼠标完成了视觉引导实验。在机器人定位基准测量方面,提出一种基于同心圆标靶的工件位姿测量方法。该方法用双目视觉技术获取同心圆标靶标记物轮廓,依次获取其中心位置坐标及平面法向量,从而得到同心圆标靶的位姿信息。并以Tri Mule机器人为载体,针对机器人末端位姿误差补偿的问题,提出一种基于视觉的末端位姿误差补偿方法。在实验方面,本文以搭建的可视化机器人加工虚拟仿真环境为平台,通过设计相关实验验证所提出的研究内容,分别完成了双目立体成像系统的标定实验、工件位姿测量和定位实验以及Tri Mule机器人末端位姿误差补偿实验。实验结果证明,提出的双目视觉机器人测量系统的测量精度满足制孔精度要求,提出的Tri Mule机器人末端位姿误差补偿流程可有效减少机器人的累计误差。