随着我国经济的发展和医疗环境的改善,国内医药市场一直保持高速增长趋势。医药工业关乎着医药产品的生产成本和生产质量,是关系国计民生、社会稳定的重要产业。而以医药机器人为代表的高端智能制造装备将改变传统人工作业方式生产效率低、质量差、成本高等问题,也必将成为医药工业发展的新趋势。医药灌封机器人作为医药智能生产线上药液灌装和封口的重要装备,直接决定了医药产品的生产质量和效率。本文以医药灌封机器人为研究对象,针对传统医药生产线灌封工序存在自动化水平低、无菌化程度差等问题,研究并实现了一种基于视觉定位和测量技术的医药灌封机器人系统,实现了全自动智能化药液灌装和药瓶封口工序。论文主要工作如下:首先,介绍了医药市场和医药工业国内外的现状,并从国内外各大制药企业医药生产线视觉技术应用为切入点,总结了机器视觉在医药工业上的应用与研究。其次,针对医药生产中灌装和封口环节存在的问题和研制医药灌封机器人系统的需求,给出了系统总体方案,并详细阐述了视觉系统的设计、器件的选型和电气控制系统的整体方案。然后,针对医药瓶口表面圆润、反光不均匀、虚边界,瓶塞和瓶盖边缘有毛刺,内部表面存在纹理,边缘有粘连等问题,研究并实现了一种基于K-Means++的精确圆定位算法。首先利用重心法粗略估计瓶口、瓶塞、瓶盖的中心,通过径向扫描找到对应的外边缘;然后利用三点圆拟合方法把外边缘点映射到圆心附近,形成圆心点集;再使用K-Means++聚类算法分析圆心点集的分布特征,剔除噪点;真实边缘映射点集合呈二元高斯分布,利用极大似然估计法得到瓶口、瓶塞、瓶盖圆周的中心点。实验结果表明,本文研究的一种基于K-Means++的精确圆定位算法相比于传统圆定位算法定位精度高、拟合效果好,可以很好满足医药生产线上的实际需求。接着,针对工业相机镜头使图像产生畸变的现象,进行了相机标定研究,对图像的畸变进行了校正。研究并实现了一种基于空间坐标转换的视觉测量方法,通过把同一工位的瓶口、瓶塞、瓶盖像素坐标转换到对应的机器人坐标系进行计算,得到了机器人在灌装-加塞和加盖-轧盖工序中的精确移动距离,实验结果表明,研究的视觉测量方法精度达到了亚毫米级,实现了视觉系统对医药灌封机器人精确定位、测量的智能引导。最后,根据医药灌装、封口工序的需求,研究并实现了医药灌封机器人软件系统,详细介绍了软件系统架构和功能,并分析了每个功能模块的具体实现方案。