纺织产业是我国传统的支柱行业,在国民经济中占有很大比重,是重要的经济产业之一。筒管的颜色分拣和方向理顺是纱线生产流水线中重要的一环,实现高效准确的自动理管,不仅能减少企业用工成本、提高生产效率,而且对提高行业的自动化程度有重要意义。本文从实际需求出发,研制全自动理管机,针对其机械结构、控制系统和图像处理三部分的关键技术进行深入研究。针对缠纱问题,创新设计滚筒剔除机构,优先剔除残纱量大的带纱筒管,有效解决纱线缠绕筒管的问题,提高设备自动上料的可靠性;选择料仓式自动上料装置,改进上料皮带设计,确保筒管单个上料;通过改进现有的换向机构,简化机械结构,去除翻管装置,降低设备成本。在此基础上,进行图像处理模块、落料模块和底部输送模块的机械结构设计,完成理管机整机机械结构设计。根据筒管的颜色特征,搭建图像处理系统;基于L*a*b*颜色空间提取筒管的颜色直方图,选取该空间各颜色分量的均值作为特征参数简化纱线识别的判断过程;采用Chi-Square比较衡量标准进行颜色直方图匹配,提高筒管颜色分类的准确性。在此基础上,针对黑色带纱筒管改进图像有效性判断算法,针对浅色带纱筒管改进纱线识别算法,进一步提高颜色分类算法的普适性和准确性。进行相近颜色空筒管识别实验和带纱筒管识别实验,实验结果表明该图像处理系统能够实时准确的识别筒管和纱线。基于PLC设计全自动理管机的控制系统,完成设备控制部分硬件系统、软件系统和人机交互界面设计。另外,考虑纺纱车间恶劣环境,从硬件和软件角度采取多种措施提高控制系统的抗干扰能力。