随着冶金、化工、军工、航空航天等相关领域的快速发展，锰、铬、钛、锆、钒等金属原料的需求量不断增加，部分原料甚至出现了供不应求的现象。其主要原因是由于国内较多稀有金属生产企业自动化程度不高、生产效率低导致的，其中以电解锰的生产线为典型代表。目前国内大部分电解锰的生产过程都是人工主导参与完成的，自动化程度不高，尤其是电解锰的提取工作和阴极板的矫直任务均是由手动完成的，这在很大程度上制约了电解锰的生产效率。因此，亟需研制一套全自动锰生产设备，实现工业用锰的高效快速生产，而矫直系统作为其中的重要组成部成为本文的研究对象。在金属弹塑性变形理论的基础上，应用压力矫直理论建立电解锰阴极板弹塑性弯曲模型，推导出阴极板矫直过程中原始曲率和矫直弯矩之间的关系，进一步得出矫直压下量与原始弯曲曲率之间的计算公式。随后利用有限元软件对阴极板的矫直过程进行仿真研究，通过不同仿真情况的对比分析，确定不同因素对矫直的影响程度以及矫直参数。本文在充分考虑阴极板外形尺寸、变形机理的前提下，结合压力矫直模型，设计出一套采用PLC实现自动控制的矫直机构。该矫直机构以图像识别模块为核心部分，通过CCD图像的采集功能，实时获得电解锰阴极板变形情况。利用Matlab对采集的图像进行处理，获得阴极板矫直机构所需参数；通过Visual Studio2010与Matlab的混合编程技术完成系统软件开发，将图像处理得到的矫直数据以串行通信的形式传送至PLC，进而控制伺服电机实现矫直动作。由于该矫直系统能够在线采集阴极板变形图像并迅速作出矫直响应，矫直精度、速度都比较高。最后针对矫直模型中阴极板变形的不同影响因素进行矫直实验研究，分析出矫直辊距、矫直过程加载辊速度以及矫直行程系数对矫直效果的影响趋势；通过实验与有限元仿真结果的对比分析，最终确定矫直中各参数的准确数值。