近年来,人造草坪行业得到了很大的发展,人造草坪毯被广泛地应用于操场、绿化带等区域。目前企业中,人造草坪的生产仍然以劳动密集型的传统方式为主,生产工序相互独立,各工序之间依靠工人参与工作,自动化程度低。因此,优化人造草坪毯的生产布局与设备从而减少用工与劳动强度,是企业目前亟待解决的问题。本文根据企业的需求,设计了一种人造草坪自动化生产线,并开发了该生产线的虚拟仿真平台,对无芯络卷阶段进行了关键影响因素的研究。首先,分析了传统人造草坪生产线的布局及工艺流程,针对其弊端提出了一种全新的人造草坪自动化生产线布局,并对区域组成进行划分。然后以生产线的草坪纱生产速度和消耗速度为数据指标,搭建了生产线设备产能匹配模型,并对该自动化生产线所涉及的设备进行产能匹配分析,确定了该生产线的相关设备参数。最后,对草坪纱的预先生产时长建立了一种优化模型。随后,对该人造草坪自动化生产线关键设备进行了选型以及改造设计。搭建了以无芯纱卷为核心的全自动无芯络卷区,减少工人的工作流程;设计提出了一种新的落卷与生头方式,对相关设备进行了选型与改造,并提出了一种新的布局方式。针对该生产线中包缠设备、传送带等进行选型,设计了适用于无芯纱卷的纱筒和新型纱架,增加缓存容量,减少工人续纱次数并减少续纱步骤。然后,基于Unity3D开发平台搭建了人造草坪毯自动化生产线虚拟仿真平台,完成了核心模块的开发,包括人机交互界面的设计、数据库的连接、络卷满卷信号的模拟和多个机器人的运动控制。该仿真系统平台保证了参数可调的功能,并可将仿真数据记录到数据库,为生产线的研究奠定基础。最后,分析了影响自动化生产线中的无芯络卷区的关键影响因素,设计了基于仿真系统平台、以设备利用率为指标的正交试验研究方法。经过仿真运行,对得到的数据结果进行极差分析以及趋势图分析,发现影响落卷机械手设备利用率的最敏感因素为满卷用时,并进一步拟合给出了落卷机械手的利用率与络卷用时减少的百分比之间的函数关系式,为提高生产线的效率提供依据。