钢球表面缺陷自动检测系统

论文摘要

随着机械高性能化与高速度化的发展,机械零部件的设计标准要求得更加严格,各类机电设备对轴承的质量要求也不断地提高。钢球是轴承的最重要配件,也是轴承行业使用最多的滚动体。钢球质量的好坏直接影响着轴承的精度、运动性能以及使用寿命。大量的轴承试验表明:在实际的钢球生产过程中必须对钢球表面缺陷进行检测。而目前,国内各轴承企业以及钢球厂在进行钢球表面缺陷的检测时主要采用人工手检的方式。这种检测方式不但效率低下而且产品质量无法保证。为了解决上述问题,本文以图像检测技术为手段,并根据钢球表面缺陷类型特点及其可识别的特征,设计了钢球表面缺陷自动检测仪的机构本体和相关控制。本文论述了钢球表面缺陷自动检测系统的总体方案构成、钢球展开机构本体的设计和钢球表面缺陷自动检测系统的机构运动控制部分。为满足检测系统要求,本文组建了检测机构本体的数学模型,并通过UG软件的运动仿真模块从原理上对设计机构的可行性进行仿真验证,据此设计了检测机构本体。在完成了系统关键机构的设计后,本文对钢球表面缺陷自动检测系统的总体方案进行了设计并对各组成模块的构成等予以了分别介绍。为使整个系统运转起来,本文对钢球表面缺陷自动检测系统的运动控制部分进行设计,采用了美国NI公司的运动控制卡作为核心器件来完成系统多轴控制要求。在软件平台方面上,本文选取LabVIEW软件平台将图像的信号采集、测量分析与数据显示功能与机构的运动控制无缝地集成到一起。实验和仿真结果表明,本系统设计合理,能够对钢球表面缺陷进行自动检测。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 本课题提出的背景与目的
• 1.1.1 本课题提出的目的、意义
• 1.1.2 国内外用于钢球表面缺陷检测的钢球检测仪现状
• 1.2 LabVIEW软件平台
• 1.2.1 LabVIEW软件介绍
• 1.2.2 LabVIEW Motion模块介绍
• 1.3 图象技术的特点
• 1.4 课题来源及主要研究内容
• 第2章 钢球展开机构设计
• 2.1 检测仪设计的基本要求
• 2.2 检测机构方案提出与比较
• 2.3 检测机构数学模型建立
• 2.4 检测机构模型仿真
• 2.5 本章小结
• 第3章 钢球表面缺陷自动检测系统总体方案设计
• 3.1 系统总体设计
• 3.2 检测系统的工作原理
• 3.3 检测机构本体简介
• 3.4 主要元器件的选择
• 3.5 本章小结
• 第4章 检测运动控制系统设计
• 4.1 运动控制简介
• 4.2 控制系统硬件优选
• 4.2.1 步进电机运动器件选择
• 4.2.2 运动控制器的比较及选择
• 4.3 控制系统软件设计
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢