随着“中国制造2025”进程的不断推进,工业自动化在中国传统制造业中的地位日益突出。轴承作为常用的机械基础零件,在制造业中占有重要地位,其加工水平直接反映了国家的制造水平。摩托车转向轴承作为一种专用轴承,市场需求量大但产品质量参差不齐。目前,生产转向轴承的企业加工自动化水平整体偏低,且机床转换环节需要人工操作,导致人工劳动强度大,生产效率低。通过对上述现状的调研和分析,本课题针对转向轴承珠碗的上下料问题,开发了一套自动排列设备。首先,在充分考虑目前相关企业的生产情况后,分析了珠碗的生产工艺流程,确定总体设计方案。其次,基于模块化的设计思路,将自动排列设备分为供料单元、翻转检测单元、珠碗排列单元和料盘码垛单元四个模块进行设计,然后再进行模块整合,通过Solidworks进行三维模型建立并进行干涉检查。接着,借助Matlab中的图像处理模块,对CCD相机获取的珠碗图像进行图像预处理、珠碗轮廓的分析和提取、正反面检测特征的确定,设计出珠碗的正反面检测算法;并利用ANSYS Workbench平台对设备的关键零部件进行有限元分析和强度校核。最后,基于CMC5401C运动控制板进行控制系统的硬件和软件设计,使用C#开发平台完成人机交互界面的设计,并完成整体样机的组装和调试。通过理论分析和样机实验研究,验证本课题所设计的珠碗自动排列设备能够稳定、快速地实现珠碗自动排列功能,并且通过实验找到了最佳的供料速率。此外,对样机动作进行了叠加优化,进一步提升了样机的工作效率,达到了预期设计要求。该设备在一定程度上可以代替人工进行珠碗排列的工作,具有良好的应用前景。