工业机器人作为智能制造的主要装备之一,对于我国工业现代化、产业转型升级具有重要意义,本文着眼于工业机器人离线编程技术,将基于图像的三维重建技术应用于离线编程中的模型获取环节,可有效减少模型获取成本,提高模型获取效率,降低模型获取难度,从而进一步推动机器人的广泛应用,主要研究内容与所得成果如下:首先对相机模型、对极几何、特征跟踪等基础理论进行研究,通过相机模型可以获得三维空间点与二维图像点之间的映射关系,对极几何可以找到两幅图像之间的对应关系,特征跟踪可得到同一个三维点在不同图像中的位置关系,为三维重建提供理论依据。其次将三维重建过程划分为稀疏点云重建、稠密点云重建、表面重建、纹理映射四部分,重点研究了增量式运动恢复结构算法、基于深度图的稠密点云重建算法、泊松表面重建算法、纹理映射相关理论并对算法细节进行改进。然后开发出端到端的三维重建软件,提供一键式重建及参数定制化重建,输入无序图像集,输出obj格式的三维模型。本文选取斯坦福VSFS数据集、TUM数据集、IVL-SYNTHSFM数据集及Middlebury数据集对该软件进行重建测试,并以参考模型为基准,使用CloudCompare软件对重建结果进行精度分析,结果显示重建模型的点云到网格距离误差为毫米级别,验证了本文重建算法的可行性,同时证明本文开发的三维重建软件可应用于离线编程技术之中。最后将重建模型应用于机器人离线编程之中,分别实现Kuka KR150单机器人石像雕刻仿真及Kawasaki BA006N双机器人协作石像雕刻仿真,成功生成机器人加工代码。为了便于实际的生产加工本文开发了机器人监控系统实现加工过程中的参数读取、状态监控、程序上传下载、三维仿真等功能。