近年来,随着计算机视觉的不断发展,将视觉引入到机器人上料系统中,对上料物体进行识别定位,能够提高系统的自动化程度和机器人作业的灵活性。本文结合实际的项目开发需求,利用视觉引导机器人上料技术,解决汽车空调轮毂上料问题。针对汽车空调轮毂,论文研发了一套汽车空调轮毂手眼上料系统,系统采用单目视觉定位方法,将图像中的特征点的坐标通过手眼系统的标定参数转换为机器人基坐标系下的坐标,利用计算机实现机器人系统与视觉引导系统的通信,在线引导机器人运动到相应位置,并通过末端执行器完成对汽车空调轮毂的抓取和放置,提高了机器人上下料的柔性和抓取能力,减少故障时间,从而提高生产线的生产效率和经济效益。本文的主要内容如下:首先,分析手眼上料系统的需求,完成了手眼上料系统的方案设计。根据汽车空调轮毂上料的物理环境,完成了机器人、相机、镜头、光源等器件选型,设计了照明系统、机械执行机构和气路系统,完成了手眼上料硬件系统设计。其次,研究了眼在手上的视觉引导方案。建立汽车空调轮毂手眼上料系统的模型,研究了单目视觉机器人定位系统的坐标系变换方法、相机标定算法、手眼标定算法、轮毂零件图像预处理方法、目标识别与定位方法等,形成了轮毂零件由图像坐标系坐标转换到机器人基坐标系坐标的整套算法。再次,设计了手眼上料系统的控制流程,开发了手眼上料的软件系统,包括图像处理模块、机器人控制模块、上料作业模块和系统设置模块等。最后,进行了系统测试,完成了定位精度实验和轮毂上料实验,验证研发的手眼上料系统的可行性和稳定性,表明研发的手眼上料系统满足设计要求。