有源相控阵天线(Active Phased Array Antenna,APAA)作为有源相控阵雷达的眼睛,在战争中扮演着重要角色。辐射单元作为APAA最关键的基本单元,为摆脱人工安装几万个辐射单元费时费力且装配质量和精度都不尽如人意的困局,本文提出通过机器视觉引导Staubli机器人实现辐射单元至APAA的自动化装配。为提高安装效率,本文构建了先将8个辐射单元及其附件自动化装配为1个辐射单元组件,再以辐射单元组件为单位实现APAA的自动化装配。首先,在满足APAA电性能要求的基础上,对辐射单元、安装底板和射频连接器的接头SMA(Sub-Miniature-A,SMA)和其他关键零部件进行了装配精度要求的分析,并确定了APAA的装配参数。其次,根据APAA的装配参数,为APAA自动化装配设备设计了总体方案,此设计方案包括:设备机械结构的设计、设备数学模型的建立、设备控制系统的确定和装配过程智能决策系统。通过图像处理技术,对辐射单元和辐射单元组件的关键参数进行提取,并将其存储至产品数据管理(Product Data Management,PDM)系统为装配过程的最优化决策系统提供数据支持。然后,为实现总体设计方案至APAA自动化装配设备,本文完成了如下关键技术,它们是:基于Halcon标定板的相机畸变矫正、基于图像处理的关键特征提取、基于机器视觉的九点标定模型、基于机器视觉伺服系统的姿态调整、基于雷尼绍测头的姿态获取、Staubli机器人与伺服电机控制的导轨的七轴协动、基于辐射单元关键点和面距离的最优化装配决策系统。最后,在完成APAA自动化设备的整体装配和控制程序后,对其进行了辐射单元至辐射单元组件和辐射单元组件至APAA阵面上的实验装配,测试结果显示此装配满足APAA的电性能要求。