目前,对于焊缝的打磨抛光,主要依赖工人通过眼睛观察焊缝外观以及经验判断磨抛参数的方式来进行磨抛作业。这种依靠人眼识别以及人工磨抛的方式不仅会对工人的身体造成极大的伤害,而且其磨抛后焊缝表面质量难以得到保障。近些年机器人自动磨抛技术和机器人视觉测量技术的迅速发展,为解决焊缝磨抛提供了新的技术方案。本文对基于视觉引导的焊缝磨抛机器人所涉及到的关键技术进行了研究。在实际的焊缝磨抛过程中,由于焊缝高度与宽度会出现不规则变化,需要实时调整机器人位置与姿态,使磨抛轮在焊缝高度与宽度方向实时变化来保证磨抛后的焊缝表面质量。因此本文首先确定了基于视觉引导的焊缝磨抛机器人工作的总体方案与总体磨抛流程,研发了以机器人机械本体为主体,集成了视觉系统与磨抛系统的焊缝磨抛机器人。该焊缝磨抛机器人主要通过视觉系统的在线测量来引导机器人以正确的位置和姿态对焊缝进行磨抛作业;分别从系统层面设计与介绍了磨抛系统与视觉系统的构成以及其原理。根据实际加工需求,对基于视觉引导的焊缝磨抛机器人平台各个系统的硬件进行设计研发。通过以上对磨抛系统、机器人本体以及视觉系统中各硬件与软件的具体设计与集成,最终研发了基于视觉引导的焊缝磨抛机器人实验平台。然后分析了焊缝磨抛机器人视觉系统建模的理论基础及其数学描述。构建了基于单目激光立体视觉系统数学模型。通过此模型得到了摄像机坐标系、图像坐标系以及世界坐标系之间的转换关系模型,建立了焊缝磨抛机器人视觉系统数学模型;分析了线结构光标定的理论基础并利用平面棋盘作为标定靶物,在MATLAB实验平台上进行了线结构光的标定,得到了线结构光光平面方程;分析并比较了手眼标定方法的不同形式与方法。利用陶瓷标准球完成了视觉系统与机器人之间的手眼标定。最后为实现视觉系统与机器人之间的信息交互,开发了视觉系统焊缝磨抛软件。软件系统采用模块式开发的方法,分别对系统通讯、视觉测量模块进行了开发;为了验证本文研发的焊缝智能磨抛机器人实验平台的可行性,进行了机器人磨抛焊缝作业实验。通过对视觉系统引导机器人实时磨抛与传统示教磨抛的对比,验证了视觉系统引导机器人在机器人磨抛中的优势。对焊缝某一截面上的点进行了视觉系统重复测量精度实验,结果证明了本文采用的视觉系统具有高的稳定性。对焊缝磨抛的起始点进行了宽度方向的偏移,研究了在此情况下视觉系统引导机器人磨抛的纠偏能力。