中国作为制鞋产业重要的生产和出口基地,现在的作业模式普遍以手工为主。鞋底打磨作为其中的工序之一,人工打磨质量不稳定,而且打磨过程中产生的粉尘对工人的健康造成了极大的威胁,亟需改变现状。针对鞋底自动打磨的工业需求,本文对基于双目线结构光三维测量系统的鞋底内立面打磨关键技术展开了研究,主要研究内容如下:研究并设计了一种双目线结构光测量系统。根据鞋底打磨场景所需测量范围的要求,结合线结构光成像原理,进行了三维测量系统的光路设计,确定了双目线结构光测量系统的相关参数;提出了一种改进的光条图像处理算法,实现了光条中心像素的精确提取;研究了双目线结构光测量系统的光平面标定方法,得到了相机图像平面坐标和光平面坐标的单应性映射矩阵,实现了鞋底点云数据的无缺失三维重建。提出了一种基于三维点云的鞋底内立面打磨轨迹规划方法。首先,对采集得到的点云数据进行去噪光顺处理;然后,将点云数据分割为鞋底底面点云和鞋底内立面点云两部分,并分别从中提取出鞋底底面边缘轮廓特征点云和内立面中心边缘轮廓特征点云;最后,对底面边缘轮廓点云进行点位偏置,得到实际的打磨轨迹。由于每只鞋底的打磨轨迹是根据该鞋底装夹位姿实时生成的,无需人工干预,且不受鞋底轻微变形的影响,因此,本文所提出轨迹规划算法具有很强的适用性。提出了一种基于鞋底几何特征的六关节机器人打磨位姿规划方法。分析了鞋底打磨系统中各个坐标系及其转换关系,研究手眼转换矩阵的标定方法,将打磨轨迹点云转换到机器人工件坐标系下。然后,根据鞋底各个部位的特征,采用分块预定义打磨工具姿态、精准偏置打磨工具位置的方式,完成六关节机器人对鞋底内立面的打磨工作。搭建了鞋底打磨系统的软、硬件平台,设计并完成了视觉标定实验和鞋底打磨实验,验证了本文提出的基于三维点云生成打磨轨迹并由机器人进行鞋底内立面轮廓打磨方案的可行性与适用性。