在以智能制造为核心的时代背景下，随着中国制造水平的不断提升，示教型机器人完成工件抓取操作时必须要经过逐点的精确示教，其局限性已经十分凸显。针对上述问题，本文引入了机器视觉系统。本文主要结合图像识别与定位、轨迹规划和伺服控制等技术，对基于视觉的机械臂伺服控制系统进行研究和开发。　　首先，根据DH参数表示法建立了连杆坐标系，以此为基础得出了六自由度机械臂的变换矩阵，从而推导出六自由度机械臂的运动学方程，进而得到了运动学方程的正解，并利用左乘变换矩阵的逆变换的方法，得到了运动学方程的逆解。　　其次，基于圆弧过渡、梯形波和姿态插值等轨迹规划的基本原理，推理出了姿态插补中的直线插补与圆弧插补。同时引入了标准RRT算法，依据节点扩展的原理，通过调整偏置值和随机数的方法，以时间最优为原则，对偏置RRT算法进行了改进，改进后的方法可以引导节点向目标点扩展，加快RRT算法的扩展速度。最后对规划后的路径进行缩短与平滑处理，保证机械臂平稳地运行。　　然后，根据坐标系转换的基本原理，得到了像素坐标系、图像坐标系、摄像机坐标系和世界坐标系的变换关系。采用张正友相机标定法，完成对相机的标定。同时，对提取的图像依次进行了灰度化处理、中值滤波、边缘检测、物体中心计算、模板匹配等方法完成被检测物图像的处理与识别。采用标定板方法，完成了手眼标定与图像定位工作，得到了被测物体的三维坐标值。　　最后，依据面阵工业相机和ROS机械臂搭建了视觉伺服系统硬件平台，以此为基础完成串口指令通信程序设计与伺服控制实验。通过对以ROS为平台的六自由度机械臂的控制实验，验证了本文所采用的视觉伺服控制系统的可行性与可靠性。