为了满足智能制造发展需求,工业机器人被广泛应用于切割、装配、喷涂、码垛等智能制造生产环节,机器人自身的智能化控制水平在一定程度上对制造业的智能化发展起着关键作用。本文基于工业机器人手眼协调控制理论,通过自行设计的高精度双目激光三维成像工业机器人视觉伺服引导系统,以工业机器人激光切割为应用背景,理论和实验研究了工业机器人工具坐标系的三维曲面空间连续运动轨迹控制。首先,本文在基于机器人手眼协调控制理论基础上,针对机器人激光切割技术,设计了机器人切割路径引导的总体方案。其中,为保证视觉检测精度,自行设计开发了双目CCD激光三维扫描成像系统,用于视觉伺服闭环信息反馈,采用双目激光三维扫描系统为激光切割机器人提供精确的三维信息,为后续的机器人连续运动控制提供支撑。其次,对基于图像清晰度评价的空间点云提取进行研究。针对工业机器人激光切割应用领域中环境因素对视觉成像清晰度的影响,本文选用了Tenengrad图像清晰度评价函数,在此应用研究背景下设计了CCD图像清晰度自适应控制方法,获取在动态环境下最佳的激光条纹图像。由于激光条纹的宽度是影响视觉成像与空间点云精确提取的重要因素,为提高系统测量的精度,本文对激光条纹的中心进行提取,针对不同激光条纹中心提取算法进行对比分析,本文采用基于改进的自适应灰度重心算法提取激光条纹中心,该算法能够适应特定环境的变化,提取的激光条纹平顺性好,系统测量精度较高,并在Dobot机器人上验证了三维空间点到点的引导抓取。最后,构建了双目CCD三维扫描成像的激光切割机器人路径引导系统,并且完成系统的软硬件设计。在VS2013环境下结合Opencv库和MATLAB实现上位机图像处理软件设计和逆运动学求解,结合实验室6R工业机器人平台上实现了加工轨迹仿真和实验平台测试。实验结果表明,本系统可以精确提取目标工件的三维信息,并引导机器人完成切割任务。