喷砂除锈是大型钢结构工件防腐处理中不可缺少的手段,目前国内对于此类工件的喷砂操作几乎全部为人工作业,存在生产方式落后、操作者劳动强度大、职业病高发等多方面问题。因此智能化的自动喷砂作业设备已成为相关行业的迫切需求。本文针对大型钢结构工件的自动喷砂作业系统,将进行关键技术的研究工作,具体内容包括:基于双目视觉的工件定位系统研究、喷砂环境下的图像处理研究、喷砂机器人机械臂的轨迹规划研究。首先,完成基于双目视觉的工件定位系统研究。设计双目视觉定位系统的图像采集方式,对双目视觉定位系统的相机进行标定,确定相机的内部参数和外部参数,提出工件特征的提取方式以及定位精度的优化方法。通过HALCON平台完成喷砂工件特征点的匹配,实现了双目视觉定位系统的三维重建,并将其转化到喷砂机器人坐标系中,建立喷砂机器人的工作空间模型。其次,针对喷砂环境下的图像处理问题,提出一种图像处理方法。通过对喷砂环境下图像质量降低的原因进行分析建模,得到喷砂环境下的图像衰减模型。利用已有的图像处理方法在喷砂环境下的适用度分析,与其他环境相比,喷砂环境下处理后的图像存在亮度过低的情况,针对这一问题提出一种提升喷砂环境下图像亮度的处理方法。结果验证表明,该方法对喷砂环境下的降质图像处理后,能够得到较好的视觉效果。最后,研究喷砂机器人机械臂的轨迹规划问题。根据喷砂机器人不同工况下的工作要求,对一般路径规划方法提出改进,将喷砂工艺要求引入到路径规划中,建立针对喷砂机器人的路径点规划模型,实现喷砂枪对喷砂工件的遍历路径规划。喷砂机器人的轨迹规划以路径规划为基准,采用直线插值方法使喷砂枪沿规定路径运动,从而保证喷砂质量和喷砂效率。对喷砂机器人在工作空间中的碰撞检测进行研究,提出喷砂机器人碰撞判断模型。通过实验仿真出喷砂机器人针对喷砂工件的运动轨迹。