随着微机电产品在各个工程领域得到广泛应用,对其精度也提出了更高要求。目前,微机电产品大多依靠经验丰富的技术人员在显微镜的辅助下完成装配,产品质量的一致性差且装配效率不高。针对以上问题,微小器件装配系统应运而生,国内外众多科研机构对其展开深入的研究。为了缩短微小惯性器件装配系统的开发周期,节约研制和使用成本,设计了模块化结构的装配系统,主要包括视觉测量模块、装配作业模块和装配作业工作台模块。本文主要研究视觉测量模块,视觉测量是微小惯性器件装配系统获取待装配零件位姿信息的主要手段,对其测量精度有较高的要求。本文主要从模块的结构与控制、误差补偿模型、模块参数标定、驱动控制软件等方面对视觉测量模块展开研究。视觉测量模块的机械结构主要包括三轴精密运动平台和机器视觉装置。为了解决机器视觉装置拍摄视场有限和较大的装配工作区域之间的矛盾,设计了由三轴精密运动平台搭载机器视觉装置的结构,三轴精密运动平台的运动带动机器视觉装置在装配工作区域内移动,实现在不同位置获取零件图像。为了提高视觉测量模块的测量精度,从三轴精密运动平台和机器视觉装置两个角度出发,分析模块的误差来源,确定主要的模块误差参数。通过建立三轴精密运动平台的运动学模型和机器视觉装置的坐标转换模型,得到模块的误差补偿模型。同时,设计了模块参数的标定方案,定制高精度的标定模板和选取相关的实验器材,对各参数进行标定实验。为了能够更好的实现模块化和通用化,设计了模块的驱动控制软件,包括模块控制类和功能函数库,目的是为了方便用户编写零件的装配程序,减少装配程序的开发时间。其中,模块控制类主要是依据面向对象的编程思想,对视觉测量模块的功能进行分类,形成针对单一功能的控制类；功能函数库主要提供针对视觉测量模块的功能函数。最后,将所研究的视觉测量模块集成到多种微小惯性器件装配系统中,装配结果表明视觉测量模块的精度满足器件的装配要求。