近年来随着工业机器人的发展,机器人在产业领域得到了广泛的应用,对机器人智能化的需求也逐渐增加,而结合了机器视觉的工业机器人显著的提高了智能化水平,因而视觉和机器人的结合成为了研究领域的重要方向。姿态估计常用的方法是通过提取特征点进行三维重构,但表面光滑,没有明显纹理的工件难以由特征点提取实现姿态估计。本文针对表面光滑的伞盖工件的装配进行了研究和实验,使用新松SR4C工业机械臂,在建立的双目视觉系统基础上结合椭圆拟合并利用双目视觉定位,对基于双目视觉的伞盖工件进行位姿估计,并对休闲伞伞盖工件的抓取和装配任务需求做出分析,并进行轨迹规划和优化,解决了伞盖装配的自动化问题。本文的主要工作如下:设计了依靠双目视觉识别伞盖工件并使用机械臂进行伞盖抓取和旋拧操作的装配系统,根据机械臂的特征建立D-H模型,由机械臂的参数和关节运动范围画出工作空间,并推算运动学正解和逆解。使用建立的双目视觉系统采集标定板的图像,进行参数标定,在机械臂上增加标定标记,将机械臂移动到一组预定位置拍摄图像,并进行手眼标定计算,从而得到双目视觉系统的参数。对拍摄的目标图像使用Canny边缘检测和中值滤波进行处理,得到二值图像。由标定得到的相机参数识别使用最小二乘法拟合工件的椭圆边缘。建立相机观测光锥的模型,依靠椭圆投影的几何性质,提出了一种工件相机坐标系下的伞盖三维位置姿态估计的方法。以得到的工件位姿为抓取位置,从运行快速平稳的需求出发对伞盖工件包括夹取操作和旋拧操作的装配任务进行轨迹规划和优化,并根据机械臂运行过程中的电机反馈的信息判断伞盖是否旋拧装配到位。