作为一种特殊的绕线机器,光纤绕线机在工业化生产中被大量应用。但是,现有的光纤绕线机仍存在一些不足之处,不能很好地满足客户的某些特殊要求,如将不同型号的光纤绕制在非圆形光纤盘或者其他特殊的工件上。通过本论文的工作,我们希望研制一款性能稳定、精度高、效率高、自动化程度高的光纤绕线机,以解决上述问题。本文主要进行以下三方面的研究:光纤绕线机的机械结构设计、光纤绕线机的电路系统设计、光纤绕线机的人机交互设计。在机械设计方面,我们根据光纤绕线机的使用场景及用户需求,对光纤绕线机的结构、工作原理、运行方式、力和能量的传递形式、各个零件的形状尺寸、材料及相互配合等进行构思、分析和计算,并绘图以作为制造依据,最终设计出光纤绕线机的整机机械方案并进行搭建。在分析了光纤绕线机的性能需求、指标参数后,我们设计了基于RS-485/Modbus的光纤绕线机通信系统,完成了基于STM32微处理器的自动绕线排线、张力检测及调控和光纤长度精准控制三大子系统,然后编写出了基于组态触摸屏的光纤绕线机的上位机操控软件。通过光纤绕线机屏幕,我们可以对该机器进行设备操作与工作监控。随着现代电子技术的不断发展,嵌入式系统极大地推进了智能工业控制的进程。嵌入式系统是以应用为目的、以硬件为基础的专用计算机系统。所设计的光纤绕线机的控制核心是嵌入式硬件系统,总体设计思路是以软件驱动电路系统,以电路控制系统驱动机械部件,最终成功地搭建了光纤绕线机一代样机并进行了反复调试。通过大量的光纤绕制、损耗测试及分析,利用样机得到的性能数据满足指标要求。该光纤绕线机综合使用了机械传动、电子测控、自动控制等技术,具备精度高、自动化程度高、效率高等优点,并且可以在非圆形光纤盘或其他工件上绕制各种型号的光纤及其他线材。