框架组件是一种具有两个转动自由度的机构,是航空航天制导系统中的重要组件。装配后框架的对称性和受力均匀性对制导精度有重要影响。其框架结构由四个螺轴和轴承两两成对完成连接,目前其装配与调整主要采用人工作业形式完成,装调过程参数不透明,人工的经验难以数字化传递,因此亟需结合精密自动装配技术实现框架组件的高精度、自动化生产。本文针对某型框架组件的装配问题,通过分析其手工装配工艺,同时结合自动化技术研制了基于机器视觉的自动装调系统,对自动装配过程中的零件定位、螺纹连接中的内外螺纹对准和超视场结构的在线测量等问题开展研究,保证组件的装配精度。首先根据框架组件的特性和装配精度要求,研发了基于机器视觉的自动装调系统。该系统的机械结构包括双机器视觉模块、螺轴拾取模块、装调模块、上料夹具模块、内、外环拾取模块。在分析双机器视觉模块以及各模块导轨间偏角对装配精度影响的基础上,建立误差补偿模型,对关键参数进行标定,为零件的装调质量控制提供基础。其次根据框架组件自动化装调设备的功能所需,基于模块化设计理念,进行电气系统设计工作。遵循电气系统设计规范和规格参数的验证将其划分为4个子系统,分别为主电路模块、运动控制模块、I/O控制模块、气动系统。完成电气控制系统与装配系统硬件的联调,上电测试后系统稳定运行。然后针对框架组件中的螺轴、螺纹孔、内环、外环和支架等不同零件,采取适应其待测面特征的图像处理算法。通过滤波、二值化、边缘检测、最小二乘法等方法的结合提取到了零件精确的位置信息,实现不同零件间的对准。使用Tenengrad清晰度评价函数和变步长爬山法组合成的自动对焦算法保证了螺纹孔图像采集的清晰度。基于二次多项式插值亚像素边缘提取的同心度测量方法有效保证了装配的精度与合格率。最后对装调过程进行研究。分析了装配中起到关键连接作用的螺轴-轴承旋合过程,推导出了适用于螺轴-轴承连接结构装配过程中的扭矩与预紧力、转角间的相互关系。建立了内环与支架的有限元仿真模型,分析了在装调过程中各零件的变形量对装调过程的影响。通过实验的方式验证了不同零件、摩擦系数对预装零件精度的影响。基于装调内在规律制定了装调流程与策略。装调实验结果表明基于机器视觉的自动装调可满足框架组件的精度指标要求。