工业机器人作为现代生产制造领域重要的自动化装备,已被广泛应用于搬运、喷涂、焊接、装配等生产任务中。随着现代生产对机器人智能性和自主性要求的提高,工业机器人智能化应用已经成为当下机器人技术的研究热点。零件装配是生产过程中常见且重要的生产任务,研究一种适用于柔性生产单元轴孔自动化装配过程中的目标识别和视觉定位方法对提高工业机器人的智能化应用水平和生产效率等方面具有重要意义。因此,本文以一台六轴串联关节型工业机器人为研究对象,搭建了工业机器人目标识别和视觉定位实验平台,对工业机器人轴孔自动化装配过程中的视觉定位和自动控制问题进行了深入探讨。对六轴串联关节型工业机器人进行了运动学分析和奇异规避轨迹规划。基于D-H(Denavit-Hartenberg)法建立了SR10C六轴工业机器人运动学模型,对该机器人的正、逆运动学和Jacobian矩阵进行了深入分析和求解,并通过仿真实验验证了该封闭解的正确性。在此基础上,研究了六轴串联关节型工业机器人出现运动学奇异的原因,完成了SR10C工业机器人奇异参数的分离和提取,并对带有阻尼系数的各关节微分运动公式进行了推导。设计了面向视觉定位过程的工业机器人奇异规避轨迹规划仿真实验,避免了后续定位过程中因机器人运动学奇异而出现的运动位置不可达的情况。提出了一种工业机器人轴孔装配视觉定位方法。通过设计图像处理和特征识别算法以及工业机器人伺服控制方法完成整个视觉定位过程。首先基于深度图像完成粗定位以快速识别目标,然后基于彩色图像完成二次定位以保证精度。该方法不仅可以避免目标物体的颜色、纹理等外观特征对图像处理结果的干扰,而且不受外界光线和复杂环境背景的影响。在此基础上开发了集图像处理与机器人控制为一体的上位机软件,建立机器人视觉系统和控制系统之间的联系,将机器人视觉系统获取的数据经上位机处理后直接生成控制命令,以便实现整个定位过程的自动化控制和系统运行状态的实时监控。在机器人运动学奇异规避仿真实验和图像采集与目标特征提取实验效果良好的基础上,进行了工业机器人轴孔装配视觉定位实验。实验结果表明本文提出的视觉定位方法解决了柔性生产单元工业机器人轴孔自动化装配过程中目标的识别和定位问题,避免了环境噪声对视觉系统的干扰,定位精度稳定,满足后续轴孔装配过程对定位误差的要求,在实际应用中具有更好的灵活性和适应性。