管道运输是现代社会不可或缺的运输方式。管件由于管端椭圆度的存在而引起的对接焊缝缺陷是造成管件失效的主要原因之一,因此需要对管端椭圆度不达标的管件进行管端矫圆处理。目前常用的矫圆方式有:机械扩径、定径整圆、过弯矫圆、滚弯矫圆等。本文对内撑式过弯矫圆工艺进行研究,设计了基于机器视觉的新型管端矫圆设备,主要研究内容包括:首先,根据过弯矫圆不改变管件周向尺寸的特点及胀形理论得出过弯矫圆前后管件壁厚不变的结论;建立大口径管件内撑式过弯矫圆的力学模型,分析整管矫圆和长管管端矫圆过程中管坯的应力分布情况;根据弹复规律制定矫圆控制策略,为实际矫圆过程提供了理论指导。其次,通过改变管件、模具的参数分析管件及模具参数对过弯矫圆过程的影响。再次,完成了矫圆装置的结构设计及其主要零部件的选型。并使用有限元软件ANSYS Workbench对关键零部件进行强度校核。最后,完成了适用于管件管端识别的机器视觉系统的设计。选择了合理的图像采集装置,制定了合理的图像处理流程,选择了合适的摄像机标定方法和椭圆拟合方法,并使用MATBLE软件对拍摄的管端图像依据制定的图像处理流程进行处理,验证了该视觉系统的可行性。并对所拍摄的管件依据矫圆策略进行矫圆,验证了矫圆策略的可行性。