随着制鞋业和制造业的不断发展，鞋产品的自动化生产已成为一种必然的趋势。鞋面补强是制鞋工艺的一个重要步骤，鞋面补强能够有效提高鞋产品的耐穿性和实用性。为提高生产率，提高制鞋质量，增强企业竞争力。本文基于机器视觉，对鞋面补强生产线中的机械手设计与开发展开研究，设计了一套用于自动化鞋面补强的生产线系统，包括鞋面补强生产线系统设计，基于视觉的补强姿态检测，机械手运动分析及机械手轨迹规划。本文主要研究内容如下：　　（1）鞋面补强生产线系统设计：鞋面补强生产线系统主要包括机械手、补料箱及补料、视觉系统和传送系统，通过PC控制使得各部分相互配合。利用视觉系统获取补料箱中补料图像，经过图像处理后获取补料具体位姿，并驱动机械手进行吸取并传送到指定位置。　　（2）基于视觉的补强姿态检测：通过设计补强视觉检测系统，分析摄像机成像过程并进行相机标定，从而设计鞋面补强定位孔圆心检测系统，在分析鞋面及补料几何特性的基础上，提取补料图像背景，并对图像进行二值化、预处理、形态学组合处理、减运算完成定位孔的检测；设计了鞋面补强定位孔视觉检测系统，在MATLAB环境下编程和调试，并通过质心算法求解补料定位孔中心坐标。　　（3）机械手运动学分析：根据机械手参数运用D-H法建立数学模型，计算并推导出机械手的正运动学公式；再根据正运动方程联立解耦得出机械手的逆运动学解。运用MATLAB对机械手进行模拟，对机械手的运动学进行分析，并基于MATLAB计算出机械手在路径点处的位姿，编辑逆运动解得函数从而可以使MATLAB对机械手位姿进行反解，再根据实际环境中的位置参数求得机械手在起始点，提升点，下放点，终止点的位姿。　　（4）机械手轨迹规划：结合正逆解模型，对机械手进行轨迹规划，并基于MATLAB计算出机械手在路径点处的位姿。采用两种多项式插值的轨迹规划的方法，通过使用MATLAB进行分析和比较，并从中选取出对系统适用的方法。基于运动学模型的轨迹算法模拟实现，并根据模拟的结果得出结论，使选用的规划方法可以很好解决机械臂在工作过程中的平稳性问题。