在现代工业自动化生产中，自动灌装机械是其重要的组成部分，然而目前许多企业的灌装机械多采用人工灌装或半自动灌装，尤其是偏心桶的灌装，应用更加稀少。对于长期操作灌装有毒或者是腐蚀性和渗透性较强的液体的工人的身体健康带来极大的伤害。因此，本课题研究开发出基于机器视觉的自动灌装系统极其有应用价值。本文简要的概述了机器视觉技术的发展历程、虚拟仪器概念、LabVIEW和图像处理包IMAQ Vision以及基于PC的机器视觉系统的体系结构，详细介绍了图像的预处理、图像识别和定位。并且对图像识别和定位进行了详细的分析：包括利用模板匹配对灌装桶桶口进行粗定位；直接在灰度图像中利用圆检测对桶口进行二次精确定位；利用信号控制步进电机带动相机沿着载物台上下移动固定距离，经过成像模型透视投影，再通过几何运算得到灌装桶的高度，从而得到桶口的三维坐标；在伺服运动模块中能够在步进电机出现失步的情况下通过对加注枪的识别与定位，对系统的进行微调，最终实现灌装桶的正常加注，增加了系统的可控性。本文根据系统的开发过程把系统分为总体方案设计、算法设计以及系统软件实现等几部分。结合虚拟仪器的特点和软件设计的要求，采用模块化的思想设计软件，可以把软件划分为用户登陆管理、摄像机标定、图像采集和处理、图像识别与定位、注射枪微调处理、伺服运动控制、数据库等模块，并对每个模块一一进行了介绍。详细的介绍了LabVIEW与数据库连接方法、LabVIEW和西门子S7-200PLC的通讯及PPI协议等系统实现的方法。在自动灌装系统开发过程中，利用LabVIEW、Vision assistant进行编程，实现了图像的采集、分析、识别与定位；对测量结果进行存储。通过实验表明，所设计系统完全可以实现具体的灌装任务，取得了满意的结果。