陶瓷球表面质量自动检测系统

摘要

本文通过比较目前国内外陶瓷球表面检测技术的优缺点，参考人工表面检测的方法，提出了基于图象处理的表面检测方案。针对陶瓷球表面展开这一关键技术难题，提出了陶瓷球表面的螺旋展开法，并对球面检测时展开机构的运动参数进行了计算和分析，推导出了球面展开时的控制方程，求出了显微镜的扫描夹角、球体运动速度、显微镜运动速度、球径之间的关系式。对检测时系统的初始化参数进行了计算和设定，并对检测时转速曲线进行了离散化处理。根据球面螺旋展开方案设计了一套机械系统，绘制了其装配图、零件图，并进行了加工、安装和调试。球面展开机构的控制部分采用以PC机为主机，通过运动控制卡控制四台步进电机以一定的时间顺序、不同的转速转动，来驱动机械系统的运动完成球面的检测。采用Microsoft Visual Basic开发了主机控制程序，协调控制电机的转向和转速，从而实现精确的螺旋球带展开。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1课题背景

1.2国内外在该方向的研究现状

1.3本课题的主要研究内容

第2章检测系统方案设计

2.1系统方案的制定

2.1.1系统组成

2.1.2系统工作原理

2.2检测流程

2.3成像系统分析

2.4陶瓷球表面成像原理

2.5本章小结

第3章球面展开机构原理和设计

3.1螺旋球带展开原理

3.1.1球面展开的运动分析

3.1.2运动参数分析

3.2机械系统(球面展开装置)的设计

3.2.1球的夹持转动

3.2.2载物台升降转动

3.2.3显微镜转动

3.3球面展开装置的工作原理

3.4本章小结

第4章运动控制系统的设计分析

4.1运动过程参数的计算

4.1.1步进电动机加减速运动过程的设定

4.1.2系统的参数分析

4.2运动控制系统的设计

4.2.1系统组成及工作原理

4.2.2步进电机及其驱动

4.2.3系统软件设计

4.2.4软件界面

4.2.5软件与控制卡的接口编程

4.3本章小结

第5章系统实验与验证

5.1系统组成

5.2球面展开装置的组成

5.3机械系统调试过程中的关键技术

5.4系统实验

5.5本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致谢