最近几年,随着智能制造的不断深入,工业生产逐渐由自动化向智能化发展,而视觉系统在工业机器人中的应用就是向智能化转变的一个重要方面。就工业机器人上料而言,传统的做法就是采取人工示教的方式进行上料,当上料物体的位置和形状都固定不变时,可以实现一定的自动化,也可以达到很高的效率;但前期的示教准备工作,不仅费时费力,而且示教的精确度与工人的技术水平有很大关系;另外,当上料物体的位置和形状发生变化时,还需要重新示教,这样就影响生产效率,也增加了人工成本。将双目视觉系统与工业机器人相结合是解决该问题的一种有效的方法,双目视觉系统可以实时的将上料物体的位置和形状识别出来,经过相关的图像处理和定位算法的处理,可以获得上料物体在空间的三维坐标,将该坐标值发送给机器人控制系统,就可以指导机器人进行智能上料。该方法具有上料速度快、精度高、人工成本低等优点。根据盘类零件上料系统要求及总体功能组成,确定了总体方案,主要包括上料机器人、双目视觉控制系统、摄像机固定方式、抓取方案等的设计。完成了基于双目视觉的上料机器人系统的硬件选型,主要有上料机器人、摄像机和镜头的选型;引出了摄像机标定、图像处理、手眼关系标定、目标三维定位算法的关键技术。分析了视觉系统中各坐标系之间的关系,通过摄像机标定,确定了他们之间的关系;并对图像处理的方法进行了研究,根据盘类零件的实际情况对不同的图像处理算法进行比较,选出合适的算法,完成了盘类零件的圆心提取;在现有算法基础上,优化了一种特征提取与匹配算法,提高了匹配的精度;对手眼关系进行标定,确定了手眼关系矩阵;通过第目标三维定位算法的研究,完成了对盘类零件的空间三维定位。使用VS2012和OpenCV2.4.9完成了上料机器人双目视觉定位系统测试软件的设计,完成了对盘类零件的空间三维定位和上料实验,验证了算法的可行性,对实验测量数据进行分析,得出了产生误差的原因。