硅片预对准机器人视觉系统是硅片预对准机器人的重要组成部分，负责硅片信息的采集、检测和处理，并根据得到的结果控制机械本体完成预对准动作。视觉系统的工作能力是硅片预对准机器人能否实现精确定位和对准的关键。本课题结合硅片预对准机器人机械本体，建立了一种基于线阵CCD图像传感器，应用于300mm(12英寸)硅片光学采集、检测和对准的硅片预对准机器人视觉系统。由于系统采用线阵CCD作为主要的传感器，并提出了相应的对准原理和采集处理方法，避免了使用CCD摄像机处理算法复杂、精度提高困难的缺点，为硅片预对准机器人视觉系统采集精度、对准精度等性能的提高提供了一种新方案。论文首先在分析了国际上现有硅片预对准机器人产品的基础上，结合其它工业视觉系统的应用特点，研究并提出了本课题中硅片预对准机器人视觉系统的工作原理，包括光信息采集原理和硅片边缘标定原理两部分。根据这一原理，提出了硅片预对准机器人视觉系统的总体解决方案，包括背景光投射单元、信息采集单元、运算处理单元和运动执行单元四部分。并完成了视觉系统的硬件构架搭建和主要应用程序的设计。主要内容是利用“LED阵列+分光材料”设计背景投射光源；采用线阵CCD图像传感器、复杂可编程逻辑器件CPLD等芯片设计光信号采集电路；应用A／D数据采集卡完成硅片位置信息的采集以及采集数据的转换和处理：应用“PCI运动控制卡+步进电机”的运动控制方案，实现硅片的对准和位置修正。最后，探讨并提出了一种可应用于视觉系统的硅片边缘数据处理算法。该算法为提高硅片预对准机器人视觉系统采集信号的精度和机器人的预对准精度提供了一个新思路。论文关于硅片预对准机器人视觉系统的研究，在完成线阵CCD视觉系统总体方案设计的同时，总结分析了硅片预对准机器人视觉系统在设计过程中存在的问题和不足，为下一步研究工作的进行提出了展望。