鋼球質(zhì)量檢測(cè)儀送料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)- -丄、八1前言1.1選題背景及意義近幾年來，隨著機(jī)械高性能化和高速度化的發(fā)展， 機(jī)械零部件的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求的 更加苛刻。軸承無疑在生產(chǎn)設(shè)備中有相當(dāng)大的作用， 其中滾動(dòng)軸承所占的比例是相當(dāng) 大的。而軸承的壽命、性能及精度很大程度上取決于軸承中鋼球的質(zhì)量，在軸承工業(yè) 中，應(yīng)用在高速、高溫條件下的鋼球，其質(zhì)量驗(yàn)收必須100%經(jīng)過表面質(zhì)量檢測(cè)和單粒球振動(dòng)值測(cè)量。軸承按形態(tài)的不同有點(diǎn)子、群點(diǎn)、劃痕、擦傷以及燒傷等五類缺陷。 生產(chǎn)中必須對(duì)成品鋼球進(jìn)行表面缺陷檢測(cè)，以提高軸承的質(zhì)量。我國傳統(tǒng)的鋼球質(zhì)量檢測(cè)方法是靠人工檢測(cè)的方法實(shí)現(xiàn)的，這種檢測(cè)方法往往會(huì) 因?yàn)槿说囊曈X疲勞、情緒和個(gè)人檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

2、的不同而造成鋼球的檢測(cè)失誤， 而且人工成 本和管理成本非常高。所以為了正確有效地對(duì)鋼球表面質(zhì)量進(jìn)行分類與檢測(cè)，迫切需 要一種快速的能實(shí)現(xiàn)鋼球表面質(zhì)量自動(dòng)檢測(cè)的系統(tǒng)。1.2研究現(xiàn)狀在鋼球自動(dòng)檢測(cè)方面，美國、前蘇聯(lián)、捷克、瑞典、日本等國家都進(jìn)行過相關(guān)檢 測(cè)儀器的研制與開發(fā)，其中實(shí)際應(yīng)用效果最好的是捷克 SOME公司的AVIKO系列鋼球 表面自動(dòng)檢測(cè)儀，國內(nèi)幾大軸承廠和鋼球廠都引進(jìn)過這種設(shè)備， 其次是日本大旺鋼球 株式會(huì)社研制的鋼球自動(dòng)檢測(cè)儀和上海鋼球廠生產(chǎn)的銀星牌鋼球渦輪探傷自動(dòng)檢測(cè) 儀等。AVIKO系列鋼球表面自動(dòng)檢測(cè)儀主要是利用光電、振動(dòng)以及電渦流傳感器進(jìn)行 檢測(cè)。它采用展開輪把鋼球表面完全展

3、開， 可以同時(shí)對(duì)鋼球表面質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量進(jìn)行 立體監(jiān)測(cè)，其結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，檢測(cè)效率高，但它屬于接觸式檢測(cè)，對(duì)鋼球表面 質(zhì)量有一定的損傷，且價(jià)格昂貴，檢測(cè)成本高，核心技術(shù)封鎖，不易維護(hù)。我國從1958年開始自主研制鋼球自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備，首先由重慶大學(xué)開始研究，之 后洛陽軸承廠、哈爾濱軸承廠、機(jī)械部第十設(shè)計(jì)院、長(zhǎng)春光機(jī)研究所、上海材料研究 所和哈爾濱工業(yè)大學(xué)等單位也相繼進(jìn)行了相關(guān)的研究工作，其中哈爾濱工業(yè)大學(xué)的潘 洪平博士研究了鋼球表面缺陷的檢測(cè)體系評(píng)價(jià)， 在鋼球檢測(cè)的圖像理論方面取得了一 些進(jìn)展。山東大學(xué)的徐淑瓊等人研究了利用超聲波檢測(cè)技術(shù)對(duì)軸承進(jìn)行無損檢測(cè)，這種黨法不受鋼球材質(zhì)的影響，而且對(duì)鋼球

4、表面的粗糙度要求不高，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)部分有 缺陷的鋼球的自動(dòng)識(shí)別，但該方法只能檢測(cè)到表面裂紋和麻點(diǎn)， 對(duì)表面的擦傷和劃痕 無法進(jìn)行檢測(cè)，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，檢測(cè)效率不高。上海材料研究所的李自根等人采用滲透 檢測(cè)技術(shù)對(duì)陶瓷球的表面缺陷進(jìn)行檢測(cè)，并研制了陶瓷球表面滲透檢驗(yàn)自動(dòng)分選系 統(tǒng)，雖然該系統(tǒng)也可以用于檢測(cè)軸承中鋼球的表面缺陷，但是由于滲透檢測(cè)是一種主要用于檢測(cè)非金屬材料及其制件表面開口缺陷的無損檢測(cè)方法，因而只能檢測(cè)鋼球的部分缺陷，且檢測(cè)效率不高。打破所以，我國的鋼球檢測(cè)技術(shù)還處在起步階段， 需要不斷地進(jìn)行探索和改進(jìn), 國外的壟斷技術(shù)，減低企業(yè)生產(chǎn)成本。2分選系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)2.1總體設(shè)計(jì)整個(gè)分選系統(tǒng)可

5、以分為以下幾部分：（1）進(jìn)料機(jī)構(gòu)進(jìn)料機(jī)構(gòu)由一個(gè)供料箱組成，內(nèi)有一個(gè)攪拌凸輪。（2）初步分選機(jī)構(gòu)初步分選機(jī)構(gòu)由兩個(gè)輥輪組成，由單相交流同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)，同時(shí)向內(nèi)測(cè)旋轉(zhuǎn)，并 且兩滾柱間隙由大到小，通過滾柱的滾動(dòng)及間隙來分選直徑不同的鋼球， 使得直徑大 小合適的鋼球能到達(dá)下一個(gè)機(jī)構(gòu)。（3）展開機(jī)構(gòu)鋼球經(jīng)過初選后經(jīng)送球、喂球后到達(dá)展開機(jī)構(gòu)。其中送球、喂球動(dòng)作的完成是由 兩個(gè)電磁鐵控制的。展開機(jī)構(gòu)由一個(gè)展開輪，子午輪和擋板組成，其中展開輪是主動(dòng)輪，子午輪是從 動(dòng)輪，鋼球在這三者的作用下實(shí)現(xiàn)完全展開， 從而可被安裝在此的攝像機(jī)和渦流檢測(cè) 的探頭完全檢測(cè)。（4）檢測(cè)機(jī)構(gòu)可分為光電檢測(cè)和渦流檢測(cè)檢測(cè)兩種方法。 檢

6、測(cè)后的鋼球表面的數(shù)據(jù)通過電平轉(zhuǎn) 換芯片實(shí)現(xiàn)與工控機(jī)的數(shù)據(jù)通訊。（5）分球機(jī)構(gòu)分球機(jī)構(gòu)是通過兩塊電磁鐵的擺動(dòng)來實(shí)現(xiàn)鋼球的篩選的，檢測(cè)機(jī)構(gòu)根據(jù)檢測(cè)結(jié)果 控制來電磁鐵的運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過分選的鋼球可分為三種：無缺陷的、不可修復(fù)的缺陷、可 修復(fù)的缺陷。（6）控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)核心是單片機(jī)，單片機(jī)通過驅(qū)動(dòng)器來控制電機(jī)和電磁鐵， 從而實(shí)現(xiàn)整個(gè) 送料系統(tǒng)運(yùn)行。2.2工作原理待檢鋼球放在進(jìn)料斗里面，由單相交流同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)料斗里面的凸輪旋轉(zhuǎn)， 方便 把鋼球送到輥輪上，兩個(gè)輥輪的間距由大到小，以便于把大小不合格的鋼球淘汰掉。接著大小合適的鋼球經(jīng)由送球、 喂球機(jī)構(gòu)到達(dá)表面展開系統(tǒng)，如果鋼球在展開系 統(tǒng)堆積過多的話，那么控制送

7、球、喂球機(jī)構(gòu)開關(guān)的旋轉(zhuǎn)電磁鐵就要做動(dòng)作組織過多的 鋼球繼續(xù)下落。在展開系統(tǒng)中通過展開輪、子午輪、擋板把鋼球表面完全展開，然后經(jīng)過光電檢測(cè)和渦流檢測(cè)，對(duì)采集到的鋼球表面缺陷信息進(jìn)行相應(yīng)處理，之后將處理結(jié)果傳到鋼球的分撿機(jī)構(gòu)。分檢機(jī)構(gòu)由電磁鐵控制把鋼球分類存放，實(shí)現(xiàn)整個(gè)的鋼球分選。2.2.1工作原理框圖分選系統(tǒng)的工作原理可由下圖示意：圖2.1工作原理圖2.2.2工作流程框圖送料系統(tǒng)的工作框圖如圖2.2所示。開始1進(jìn)料斗尺寸初選22工作框圖2.3小結(jié)整個(gè)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)可分為電氣部分和機(jī)械部分。 電氣部分以單片機(jī)為核心實(shí)現(xiàn)對(duì)電 機(jī)、電磁鐵等運(yùn)動(dòng)部件的控制；機(jī)械部分實(shí)現(xiàn)鋼球從送料到分選完成等一系列的動(dòng)作。

8、這兩部分好比人的大腦和四肢，大腦指揮四肢的運(yùn)動(dòng)，而大腦的意識(shí)通過四肢來體現(xiàn)。3電氣部分設(shè)計(jì)3.1元器件選擇3.1.1單片機(jī)選擇本設(shè)計(jì)需要多個(gè)I/O 口，例如電機(jī)的控制信號(hào)，電磁鐵的控制信號(hào)，傳感器等。 因此所選用的單片機(jī)要用數(shù)量比較多的I/O 口，這里我們選用了性價(jià)比較高的AT89S51系列單片機(jī)。AT89S51是一個(gè)低功耗，高性能 CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含 4k Bytes ISP（In-system programmable的可反復(fù)擦寫 1000 次的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器， 器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，

9、芯片內(nèi)集成了通用 8位中央處理器和ISP Flash存儲(chǔ)單元。AT89S51系列單片機(jī)的主要性能特點(diǎn)有：1、4k Bytes Flash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器；2、128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）；3、32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O） 口；4、5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)、2層中斷嵌套中斷；5、6個(gè)中斷源；& 2個(gè)16位可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；7、2個(gè)全雙工串行通信口；8、看門狗（WDT）電路；9、片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路；10、與 MCS-51 兼容；11、全靜態(tài)工作：0Hz-33MHz ；12、三級(jí)程序存儲(chǔ)器保密鎖定；13、可編程串行通道；14、低功耗的閑置和掉電模式。AT89S51主要由9個(gè)部件組

10、成，分別是：1個(gè)8位中央處理器；4KB Flash存儲(chǔ) 器；128B的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；32條I/O 口線（P0、P1、P2、P3） ； 2個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器；1 個(gè)具有6個(gè)中斷源、4個(gè)優(yōu)先級(jí)的中斷嵌套結(jié)構(gòu)；用于多級(jí)處理通信、I/O擴(kuò)展或全 雙工UART （通用異步接收發(fā)器）的串行口；特殊功能寄存器（SFR）； 1個(gè)片內(nèi)震蕩 器和時(shí)鐘電路。3AT89S51的封裝圖如圖3.1所示。1234567891 01 11 21 31 41 51 61 71 890T2/P 1.0V ccT2EX /P 1. 1P0.0 /AD0P1.2P0.1 /AD 1P1.3P0.2 /AD2P1.4P0.3 /AD3MO

11、SI/P 1. 5P0.4 /AD4MISO /P 1. 6P0.5 /AD5CLK /P1. 7P0.6 /AD6A T8 9 S5 1RSTP0.7 /AD7RxD /P3. 0EA /Vp pTxD/P3 .1ALE1/P3. 2PSEN1 一 /P3. 3P2.7 /A15T0/P 3. 4P2.6 /A14T1/P 3. 5P2.5 /A13WR/P3. 6P2.4 /A12RDP 3. 7P2.3 /A11XTA L2P2.2 /A10XTA L1P2 .1/A 9VssP2 .0/A 8A T8 9 S5 14039383736353433323 1302928272625242

12、3222 1圖3.1 AT89S51封裝圖3.1.2電動(dòng)機(jī)選擇在本課程的研究中，自動(dòng)喂料系統(tǒng)的上料機(jī)構(gòu)和過橋機(jī)構(gòu)對(duì)電機(jī)性能要求有：1）電機(jī)經(jīng)常啟動(dòng)；2）電機(jī)啟、制動(dòng)反應(yīng)迅速；3）電機(jī)恒速穩(wěn)定運(yùn)行；綜合以上幾點(diǎn)要求，本設(shè)計(jì)中選用了 24V單相交流同步無刷電機(jī) RSM63/8F，它 具有性價(jià)比高、轉(zhuǎn)速可控、運(yùn)行穩(wěn)定等特點(diǎn)。單相交流同步電機(jī) RSM63/8F的接線圖如圖3.2。圖3.2電動(dòng)機(jī)接線圖單相交流同步電機(jī)RSM63/8F的技術(shù)數(shù)據(jù)：（1）運(yùn)行條件：50Hz或60Hz 24V交流供電；（2） 轉(zhuǎn)速：300轉(zhuǎn)、分鐘（50Hz）或360轉(zhuǎn)、分鐘（60Hz）；旋轉(zhuǎn)狀態(tài)：可逆旋轉(zhuǎn);輸入功率：5.5W;

13、工作位置：任意； 3.1.3電磁鐵選擇在送球、喂球的通道上以及鋼球的分揀機(jī)構(gòu)中我們?cè)O(shè)計(jì)用電磁鐵。采用的是南京凱寧自控器件廠生產(chǎn)的XCT340旋轉(zhuǎn)電磁鐵如圖3.3所示。Rotor SolenoidRotor SolenoidSwing rodSwing rodARotor SolenoidRotor Soienotd Swing rod 口 Swing rod g圖3.3旋轉(zhuǎn)電磁鐵工作原理：對(duì)旋轉(zhuǎn)電磁鐵(螺線管/ Solenoid)施加正向電流時(shí)，在其左邊的上下圓弧處分別形成電磁 N極和S極(圖3.1),此時(shí)磁轉(zhuǎn)子(Rotor)因其固有磁極 相反，就在磁極排斥作用下帶動(dòng)擺桿(Swing Rod)

14、順時(shí)針旋擺到B圖所示狀態(tài)， (在額定負(fù)載和額定電壓條件下，從線圈通電到擺桿從A圖位置旋擺到B圖位置的時(shí)間叫響應(yīng)時(shí)間)。隨后電磁鐵(螺線管/Sole no id)失去電流和磁性， 磁轉(zhuǎn)子靠固有磁性吸助上下圓弧使擺桿保持。然后再給電磁鐵(螺線管/Solenoid) 反方向脈沖 電流，上下圓弧處形成相反的S和N極(C圖)，此時(shí)磁轉(zhuǎn)子(Rotor)帶動(dòng)擺桿(Swing Rod)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)返回到D圖所示狀態(tài)，在脈沖電流中斷后靠磁轉(zhuǎn)子固有磁性保持。 (A-B-C-D圖中擺桿位置轉(zhuǎn)換,保持和復(fù)位稱為旋擺電磁鐵的一個(gè)工作周期)3.1.4驅(qū)動(dòng)芯片選擇本系統(tǒng)中我們采用的電機(jī)多為小型電機(jī)，因此我們采用美國德州儀器生

15、產(chǎn)的微型 電機(jī)驅(qū)動(dòng)集成電路芯片L293D，它支持Vcc 4.536V，最大輸出電流為1A。多應(yīng)于小型機(jī)器。L293D管腳如圖3.4所示。66 812791015C?3611141312CAP4 5圖3.4 L293D封裝圖EN12VV0UT1IN1OUT2IN2OUT3EN34OUT4DNGDNG本設(shè)計(jì)中所用的單相交流同步電機(jī)有兩個(gè)線圈分別對(duì)應(yīng)電機(jī)的啟動(dòng)與正反轉(zhuǎn)，需對(duì)L293D進(jìn)行一些改進(jìn)，如圖3.5所示：V CCQ3MET ERK1Q2Q4V CC oRK4N PN圖3.5改進(jìn)的H橋電路圖3-5所改進(jìn)的H橋電路中，四個(gè)開關(guān)管與 K1、K2兩個(gè)脈沖信號(hào)相接，K1的脈沖信號(hào)控制著同一側(cè)的 A、B

16、兩個(gè)開關(guān)管的導(dǎo)通與閉合，同樣的原理，K2的脈沖信號(hào)控制著同側(cè)的C、D兩個(gè)開關(guān)管的導(dǎo)通與閉合。而同側(cè)兩個(gè)開關(guān)管的導(dǎo)通與閉合 決定著對(duì)應(yīng)H橋同側(cè)三極管的導(dǎo)通與閉合，這樣就可以保證任何時(shí)候在H橋同側(cè)的兩個(gè)三極管都不能同時(shí)導(dǎo)通。采用這種方法，電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)就只需要四個(gè)脈沖信號(hào)控制，如表3.1所示?？刂菩盘?hào)狀態(tài)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)電機(jī)電流方向K1K2K3K4高電平高電平停轉(zhuǎn)無電流高電平低電平高電平運(yùn)轉(zhuǎn)a-b高電平低電平低電平停轉(zhuǎn)無電流低電平低電平停轉(zhuǎn)無電流低電平高電平高電平運(yùn)轉(zhuǎn)b-a低電平高電平低電平停轉(zhuǎn)無電流表3.1電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)3.2電路設(shè)計(jì)3.2.1電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)5電路得名于“ H橋式電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路”是因?yàn)樗?/p>

17、的形狀酷似字幕 H。4個(gè)三極管組 成H的4條“垂直腿”，而電機(jī)中的繞組就是H中的橫杠。實(shí)驗(yàn)證明，H橋驅(qū)動(dòng)電路 簡(jiǎn)單、可靠并具有優(yōu)良的驅(qū)動(dòng)性能。它使加到電機(jī)繞組上的電流信號(hào)前后較陡， 降低 了開關(guān)損耗，改善了電機(jī)的高頻特性，同時(shí)具有多種保護(hù)功能。H橋式電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路可用于步進(jìn)電機(jī)、 交流電機(jī)及直流電機(jī)等的驅(qū)動(dòng)。 本設(shè)計(jì)采 用的單相同步交流電機(jī)必須采用雙極性電源供電，也就是說繞組有時(shí)需要正向電流， 有時(shí)需要反向電流，來控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，所以本設(shè)計(jì)采用L293D作為驅(qū)動(dòng)元件。驅(qū)動(dòng)電路圖如圖3.6所示。+1 2L2 93 Dc S1V V3EN 12OUT 12 IN1OUT 2 IN2OUT 3EN

18、34OUT 4IN3G NDDNGDNG4NG ND8051 AH圖3.6電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路圖3.2.2電磁鐵驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)電路工作原理：當(dāng)單片機(jī)輸入低電平時(shí)，右邊的比較器其正向輸入端電壓大于反 相輸入端，比較器輸出電壓大于 4v,可以打開場(chǎng)效應(yīng)管的門限。IRFU1205的源極通 過0.5門電阻接地，當(dāng)通過的電流過大時(shí)，左邊的比較器其正向輸入端電平高于反相 輸入端，RS觸發(fā)器的輸出端被置位，這將導(dǎo)致右邊的比較器其反相輸入端電平高于 正向輸入端，比較器輸出低電平，場(chǎng)效應(yīng)管被截止，從而起到保護(hù)作用。保護(hù)電路的 核心部分為由兩個(gè)或非門構(gòu)成的 RS觸發(fā)器。其驅(qū)動(dòng)電路如圖3.7所示。圖3.7旋轉(zhuǎn)電磁鐵驅(qū)動(dòng)電路3

19、.3整體電路設(shè)計(jì)整體的電路圖包括驅(qū)動(dòng)電路和單片機(jī)的晶振電路、復(fù)位電路、電源電路等。 如圖3.8所示。V CCD2 電源指示燈S2S30S1S2S3S4-C 3C410 0u 105n_C 60 00 u 1 0 0 0 u-R 60 K 12匸14*20JP?S1T2 /P1. 0V ccT2 EX /P 1. 1P0 .0/AD 0P1 .2P0 .1/AD 1P1 .3P0 .2/AD 2P1 .4P0 .3/AD 3MO SI/P 1. 5P0 .4/AD 4MISO /P 1. 6P0 .5/AD 5C LK /P1. 7P0 .6/AD 6R STP0 .7/AD 7R xD/P3.

20、 0AT89S51EA-/Vp pTx D/P3 .1ALEINT 0/P3. 2PS ENINT 1/P3. 3P2 .7/A 1 5T0 /P 3. 4P2 .6/A 1 4T1 /P 3. 5P2 .5/A 1 3W R /P3. 6P2 .4/A 1 2WP 3. 7P2 .3/A 1 1X TA L2P2 .2/A 1 0X TA L1P21 /A 9V ssP20 /A8ATj啟動(dòng)按鈕停止按鈕貼合控制按鈕 分離控制按鈕 左側(cè)限位開關(guān) 右側(cè)限位開關(guān)8VCC V CCL2 93 D3UT 1UT 2N2UT 314=N1 3G NDV CC4 oI3 83 73 63 53 43 33

21、 23 13 02 9PTO ISO 12 82 711LD3D IO D E10 SFE T NL5UT 4GNDL7 8 05C 7C 8C 91 0 u100u1 0 u圖3.8單片機(jī)控制電路3.4小結(jié)電氣部分基本結(jié)束，每個(gè)模塊雖然是獨(dú)立存在的，但相互之間又密不可分，統(tǒng)一 由單片機(jī)協(xié)調(diào)，各個(gè)部分有上位機(jī)統(tǒng)一發(fā)出命令，經(jīng)單片機(jī)逐一執(zhí)行，然后在執(zhí)行過 程中具體問題信號(hào)反饋給單片機(jī)，再由單片機(jī)發(fā)出命令，讓各部分動(dòng)作。4機(jī)械結(jié)構(gòu)部分設(shè)計(jì)4.1傳動(dòng)流程設(shè)計(jì)4.1.1供料箱設(shè)計(jì)待檢測(cè)的鋼球首先被放入到供料箱中，供料箱如圖4.1所示，箱中有一個(gè)攪拌凸輪，由步迸電機(jī)驅(qū)動(dòng)，不斷地旋轉(zhuǎn)，從而攪拌箱中的待檢測(cè)

22、鋼球，使得鋼球能夠很方 便地通過料道口進(jìn)入到初步分選系統(tǒng)。圖4.1供料箱4.1.2初步分選機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)初步分選系統(tǒng)它由兩個(gè)滾輪組成， 它的作用是用來初選不同直徑大小的鋼球， 使 得合適大小的鋼球可以通過兩個(gè)輥輪進(jìn)入到檢測(cè)腔中，當(dāng)直徑大小不滿足要求的鋼球落在輥輪上時(shí)，會(huì)沿滾輪滑動(dòng)，較小的鋼球落到后側(cè)，而較大的鋼球則落到前側(cè)?？?以根據(jù)檢測(cè)腔大小的不同來調(diào)節(jié)兩個(gè)滾輪之間的距離，使得能夠通過分類旋轉(zhuǎn)器的鋼 球一定可以進(jìn)入到檢測(cè)腔中，這樣就使檢測(cè)系統(tǒng)能夠適應(yīng)不同尺寸大小的鋼球，從而很方便地進(jìn)行鋼球表面缺陷的自動(dòng)檢測(cè)。4.1.3送球、喂球機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)初選系統(tǒng)輸出鋼球的速度比較快， 但是在每一次進(jìn)行鋼球的表面展開

23、時(shí)， 展開系統(tǒng)中檢測(cè)腔能夠容納的待檢測(cè)鋼球的數(shù)目都是有限的，這就需要再送球、喂球的通道上設(shè)置一個(gè)分離器（旋轉(zhuǎn)電磁鐵驅(qū)動(dòng)），當(dāng)檢測(cè)腔中的鋼球已經(jīng)滿載時(shí)，需要使用分 離器擋住從初選系統(tǒng)中出來的多余的鋼球。待檢測(cè)鋼球分離器如圖4.2所示，一旦鋼球填滿檢測(cè)腔，供料箱中的攪拌凸輪以及分初選系統(tǒng)都將暫停運(yùn)動(dòng)，分離器的扇形斷面將把多余的鋼球擋住。當(dāng)檢測(cè)腔中的鋼球都經(jīng)過檢測(cè)處理和分選之后，檢測(cè)腔就會(huì) 空出來，然后分離器的扇形斷面再次打開，待檢測(cè)的鋼球就可以重新進(jìn)入到空的檢測(cè) 腔中，如此反復(fù)。圖4.2送球、喂球機(jī)構(gòu)4.1.4展開系統(tǒng)設(shè)計(jì)鋼球表面的展開系統(tǒng)由展開輪， 子午輪和擋板組成，其中展開輪是主動(dòng)輪，子午 輪

24、是從動(dòng)輪，鋼球在這三者的作用下實(shí)現(xiàn)完全展開， 從而可被安裝在此的攝像機(jī)和渦 流檢測(cè)的探頭完全檢測(cè)。4.2分選機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)待檢測(cè)的鋼球通過表面展開之后，經(jīng)過渦流檢測(cè)和光電檢測(cè)后再經(jīng)由缺陷識(shí)別系 統(tǒng)的分析與處理，就可以判斷出哪些鋼球是帶有缺陷的， 之后就要進(jìn)行分選。鋼球分 選系統(tǒng)如圖4.3所示，兩個(gè)擋板（A、B）由直流電動(dòng)機(jī)控制，如果檢測(cè)出來的鋼球 是好球，擋板A右擺，鋼球從左邊的料道口流出，進(jìn)入到成品鋼球箱中；如果檢測(cè) 的鋼球有缺陷，但缺陷屬于可以修復(fù)的，擋板 A左擺，擋板B右擺，可以修復(fù)的鋼 球進(jìn)從中間的料到口進(jìn)入到中間箱；如果是不可修復(fù)的鋼球，擋板B左擺，鋼球從右邊的料道口進(jìn)入廢品鋼球回收箱中，

25、從而實(shí)現(xiàn)了鋼球的自動(dòng)檢測(cè)分檢過程。擋板A圖4.3分選機(jī)構(gòu)4.3小結(jié)鋼球質(zhì)量檢測(cè)儀送料系統(tǒng)的各機(jī)械部分是相互聯(lián)系的，各部分間必須相互協(xié)調(diào)才能完成整個(gè)的分檢過程。5結(jié) 論現(xiàn)在機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)是高性能化和高速度化，機(jī)械產(chǎn)品對(duì)軸承質(zhì)量的要求也不斷 地提高，而軸承中鋼球的質(zhì)量嚴(yán)重制約著軸承的精度、運(yùn)動(dòng)性能以及使用壽命。本文 通過分析國內(nèi)外鋼球檢測(cè)的研究現(xiàn)狀以及工廠現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的不足和需要改進(jìn)之處，進(jìn)行了相關(guān)的研究工作。以單片機(jī)AT89S51作為控制核心，開發(fā)了鋼球自動(dòng)檢測(cè)儀送料系 統(tǒng)的控制硬件電路；另外還包括設(shè)計(jì)從上料到分選完成的機(jī)械部分。主要包括以下研究?jī)?nèi)容：（1）設(shè)計(jì)鋼球質(zhì)量檢測(cè)儀對(duì)鋼球進(jìn)料、尺寸初選、分

26、球、喂球、表面展開、渦 流探頭運(yùn)動(dòng)及鋼球分選等動(dòng)作的工作流程；（2）鋼球分選機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)如電磁鐵、電機(jī)等選型；（3）以單片機(jī)AT89S51為控制器的控制電路的設(shè)計(jì)；（4）鋼球分選機(jī)送料系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。鋼球質(zhì)量檢測(cè)儀送料系統(tǒng)功能比較復(fù)雜，能實(shí)現(xiàn)較多動(dòng)作。尤其是控制部分的工 作量很大，本文雖然在其嵌入式控制方面做了一部分工作，但是由于研究時(shí)間有限， 仍然存在一些不足之處，還有待于繼續(xù)深入研究與完善，展望下一步檢測(cè)樣機(jī)的開發(fā)， 可從以下幾個(gè)方面著手：（1）使用更先進(jìn)的芯片作為硬件控制核心，如 ARM芯片，進(jìn)一步簡(jiǎn)化鋼球質(zhì)量 檢測(cè)儀分選系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，提高控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性；（2）采用更先進(jìn)的控制

27、算法，以進(jìn)一步提高控制精度和控制系統(tǒng)的可靠性，并 增強(qiáng)其抗干擾能力。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)的書寫格式按國家標(biāo)準(zhǔn)文后參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則GB/T7714-2005規(guī)定，按正文中引用的順序排列。編排格式取左對(duì)齊，宋體( Times New Roman )五號(hào)，行距最小值17磅。參考文獻(xiàn)數(shù)量不少于15篇，其中包含不少于 2篇的外文文獻(xiàn)。注：M表示參考的是書籍；J表示參考的是學(xué)術(shù)期刊的論文；如果參考會(huì)議論文集中的論文用C。示例如下：劉軍鋼球表面缺陷檢測(cè)儀的嵌入式控制系統(tǒng)J.哈爾濱理工大學(xué)碩士學(xué)位論文，2007(參考書或?qū)Ｖ袷綖椋褐邥鸐.版本(第1版不注).出版地：出版者，出版時(shí)間：引文所 在頁碼)金延林，

28、曹娟，張雪松鋼球無損檢測(cè)方法研究J.哈爾濱軸承，2008,29(1):75-763肖偉，武強(qiáng)，閆秀桃，劉根 L293D在護(hù)士移動(dòng)機(jī)器人主控電路板設(shè)計(jì)中的應(yīng)用J.國外電子元器件，2007(11):64-66劉笑飛，王強(qiáng)，周晶晶基于單片機(jī)的直流電機(jī) PWM調(diào)速系統(tǒng)J.信息科技，2010.(參考期刊雜志格式為：作者論文題目J期刊名，出版年，卷號(hào)(期號(hào))：頁碼) P. Povala?，J. Hribik. Computer Con trolled Measureme nt SystemJ. MEASUREMENT SCIENCE REVIEW，2006,6(1):32-35楊東林，于正林.軸承鋼球表面

29、缺陷的快速檢測(cè)方法J.兵工學(xué)報(bào)，2009,30(6):797-802江衍煊，鄭振杰，游德智.單片機(jī)連接ULN2003驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用J.機(jī)電元件，2010,30(3):28-31潘洪平，董申，梁迎春，陳汝欣.鋼球表面質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)J.軸承，2000:30-36張翠哲，馬天強(qiáng)，張金光，張楠.步進(jìn)電機(jī)在檢測(cè)系統(tǒng)中的控制與應(yīng)用J.測(cè)試技術(shù)與檢測(cè)設(shè)備,2010,37(9):38-46李楊，劉潤濤，張佳佳.鋼球表面質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型J.計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2009,45(3) :178-186潘洪平，謝水生等.鋼球表面質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)用展開輪的理論研究J.軸承,2001(12):28-31張新榮.基于單片

30、機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)J.系統(tǒng)解決方案，2010(9):6-8潘洪平，董申，梁迎春，陳汝欣.圖像處理與識(shí)別技術(shù)再鋼球質(zhì)量檢測(cè)中的應(yīng)用J.應(yīng)用于交流,2000(1):30-31敖榮慶.軸承鋼球無損檢測(cè)儀的研制J.航空精密制造技術(shù)，2005,21(4):52-54B. S. Joshi and K. G. Dave. Stepper Motors ControllerM. Deptt. E & C S.S. Engg.College.目錄1項(xiàng)目概況錯(cuò)誤!未定義書簽1.1 區(qū)位交通錯(cuò)誤！未定義書簽1.2規(guī)劃范圍錯(cuò)誤！未定義書簽1.3規(guī)劃期限錯(cuò)誤！未定義書簽1.4規(guī)劃依據(jù)錯(cuò)誤！未定義書簽1.5縣域概

31、況錯(cuò)誤！未定義書簽2規(guī)劃區(qū)空間發(fā)展認(rèn)知錯(cuò)誤！未定義書簽2.1時(shí)代背景22 自然生態(tài)條件2.3社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件2.4開發(fā)綜合評(píng)價(jià)2.5規(guī)劃解讀3發(fā)展目標(biāo)與功能定位錯(cuò)誤！未定義書簽。 .錯(cuò)誤！未定義書簽。 .錯(cuò)誤！未定義書簽。 .錯(cuò)誤！未定義書簽。 錯(cuò)誤！未定義書簽。 錯(cuò)誤！未定義書簽3.1規(guī)劃指導(dǎo)思想.錯(cuò)誤！未定義書簽3.2規(guī)劃原則錯(cuò)誤！未定義書簽3.3總體發(fā)展目標(biāo).錯(cuò)誤！未定義書簽3.4近期發(fā)展目標(biāo).錯(cuò)誤！未定義書簽3.5中長(zhǎng)期發(fā)展目標(biāo)錯(cuò)誤！未定義書簽3.6主要規(guī)劃指標(biāo).錯(cuò)誤！未定義書簽3.7發(fā)展思路錯(cuò)誤！未定義書簽功能定位 錯(cuò)誤！ 未定義書簽?？臻g結(jié)構(gòu)與用地布局 錯(cuò)誤！未定義書簽4.1空間組織模式 錯(cuò)誤！未定義書簽。4.2空間結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤！未定義書簽。用地布局錯(cuò)誤！未定義書簽。工業(yè)用地錯(cuò)誤！未定義書簽。4.5居住用地錯(cuò)誤！未定義書簽。4.6公共服務(wù)設(shè)施和商業(yè)服務(wù)業(yè)設(shè)施用地