烟草是我国重要的经济作物，烟叶在线分拣对于提高烟叶收购工作管理水平、解决烟叶质量纠纷、促进我国烟草行业发展都具有非常重要的意义。本文通过分析烟叶分拣的现状，针对人工分拣工作强度大、易受分拣人员经验或主观因素影响等问题，研究在线分拣技术以及在线分拣控制策略，运用多种控制理论设计开发了一套烟叶在线分拣设备，实现了烟叶的在线按级分拣。　　根据在线分拣要求，设计了烟叶在线分拣平台，并建立烟叶在线分拣系统模型；基于系统模型，研究分析了分拣效率的影响因素。结合两轴机械手的动作特点，运用空间直线和空间曲线两种轨迹插补算法对机械手进行了轨迹规划，并运用MATLAB进行了机械手轨迹模拟仿真；根据轨迹优化理论提出了跨越障碍最小圆弧轨迹算法，并推理了算法实现过程。　　通过研究在线分拣控制系统，以可编程控制器PLC作为控制核心，结合在线实时位置检测机构，搭建系统转换电路，完成了在线分拣控制系统硬件设计。通过分析研究PLC控制要求和控制流程、串口通信协议以及微处理器信号转换技术，编制并仿真调试了主控制程序、信号通讯程序以及信号转换程序，结合系统硬件完成了烟叶在线分拣控制系统。运用EasyBuilder8000软件设计完成了控制系统人机交互界面，安装并调试了触摸屏-PLC控制柜。　　加工并安装调试了烟叶在线分拣平台和控制系统。以烟叶吸附成功率为试验指标对真空系统的工作真空度做了单因素试验，优选了真空度为-52kPa；以掉叶率为试验指标对机械手的运动速度做了单因素试验，确定了机械手的正常工作速度范围0～0.25m/s，在机械手最大速度基础上测得了最大分拣效率为15片每分钟。最后以烟叶分拣成功率为试验指标对本研究整体分拣系统做了验证试验，实验结果表明，在机械手正常工作速度下，烟叶分拣成功率能够达到95％以上，满足设计要求。