航天零部件的内螺纹加工通常采用手动攻丝的方式,智能化程度低、加工速度慢,高强度作业下攻丝合格率不高。因此设计出一种基于视觉技术的自动攻丝设备,旨在提升智能化加工水平,降低劳动强度,提升高强度作业下的攻丝合格率。首先确定了自动攻丝设备的总体布局,选择了合适的传动方案,按模块化对视觉相机、光源、电机等做了选型设计,并根据作业要求设计了平台底座及相关的工装夹具,最后利用三维建模软件完成了基于视觉技术的自动攻丝设备的模型装配,并对自动攻丝设备的相关零部件进行了组装调试。自动攻丝设备的实现需要用到视觉技术,本文围绕视觉装置的标定和图像的识别与定位方面展开研究。通过对视觉相机的建模,给出了物体的空间坐标与对应像素坐标的位姿变换关系,详细论述了张正友标定法,提出了适合本课题的标定步骤,进行了标定试验进而得到了视觉相机的内外参。同时完成了整机设备的手眼标定工作,求解了相机坐标系与末端执行机构坐标系的转换矩阵。在图像处理章节,首先对工件图像做了预处理工作,利用标定的相机参数对图像进行了畸变校正,采用了双边滤波算子有效抑制了图像噪声,对比分析了不同边缘检测算法,并对螺纹底孔的轮廓进行了跟踪,使用基于最小二乘法原理的圆拟合和霍夫圆检测的方法实现了对目标螺纹孔的识别。给出了整机设备在攻丝时的工件像素坐标到末端执行机构坐标的转换。最后完成了自动攻丝设备的控制系统总体方案,阐述了控制系统的基础架构。描述了上位机与PLC的通讯流程,并设计了上位机图形界面。最终对自动攻丝设备进行了攻丝试验,验证了基于视觉技术的自动攻丝设备的螺纹加工能力。