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

濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)PAGE23-1前言1.1選題背景及意義近幾年來(lái)，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(wú)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(guò)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(guó)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)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(guó)、前蘇聯(lián)、捷克、瑞典、日本等國(guó)家都進(jìn)行過(guò)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SOMET公司的AVIKO系列鋼球表面自動(dòng)檢測(cè)儀，國(guó)內(nèi)幾大軸承廠和鋼球廠都引進(jìn)過(guò)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(guó)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(yáng)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(wú)損檢測(cè)，這種黨法不受鋼球材質(zhì)的影響，而且對(duì)鋼球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(wú)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(wú)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。[1]所以，我國(guó)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)，打破國(guó)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(guò)滾柱的滾動(dòng)及間隙來(lái)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(guò)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。檢測(cè)后的鋼球表面的數(shù)據(jù)通過(guò)電平轉(zhuǎn)換芯片實(shí)現(xiàn)與工控機(jī)的數(shù)據(jù)通訊。[2]（5）分球機(jī)構(gòu)分球機(jī)構(gòu)是通過(guò)兩塊電磁鐵的擺動(dòng)來(lái)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(lái)電磁鐵的運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)分選的鋼球可分為三種：無(wú)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(guò)驅(qū)動(dòng)器來(lái)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(guò)多的話，那么控制送球、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(guò)多的鋼球繼續(xù)下落。在展開系統(tǒng)中通過(guò)展開輪、子午輪、擋板把鋼球表面完全展開，然后經(jīng)過(guò)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：進(jìn)料斗進(jìn)料斗初選系統(tǒng)尺寸合格鋼球送球喂球表面展開渦流檢測(cè)光電檢測(cè)分球機(jī)構(gòu)處理單元可修復(fù)球不可修復(fù)球合格品大球小球圖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。NN進(jìn)料斗尺寸初選鋼球直徑>=4mm?開始Y淘汰鋼球直徑<6mm?淘汰NY送球、喂球展開機(jī)構(gòu)檢測(cè)系統(tǒng)有缺陷？成品箱NY可修復(fù)？廢品箱BY廢品箱A結(jié)束N2.2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。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(guò)四肢來(lái)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CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含4kBytesISP(In-systemprogrammable)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)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISPFlash存儲(chǔ)單元。AT89S51系列單片機(jī)的主要性能特點(diǎn)有：1、4kBytesFlash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器；2、128bytes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；6、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)部件組成，分別是：1個(gè)8位中央處理器；4KBFlash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。[3]AT89S51的封裝圖如圖3.1所示。圖3.1AT89S51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(guò)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(wú)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60Hz24V交流供電；（2）轉(zhuǎn)速：300轉(zhuǎn)、分鐘（50Hz）或360轉(zhuǎn)、分鐘（60Hz）；（3）旋轉(zhuǎn)狀態(tài)：可逆旋轉(zhuǎn)；（4）輸入功率：5.5W；（5）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。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(SwingRod)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/Solenoid)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(SwingRod)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[4]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(guó)德州儀器生產(chǎn)的微型電機(jī)驅(qū)動(dòng)集成電路芯片L293D，它支持Vcc4.5~36V，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。圖3.4L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：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。 表3.1電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)控制信號(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(wú)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(wú)電流低電平低電平停轉(zhuǎn)無(wú)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(wú)電流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男螤羁崴谱帜籋。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(shuō)繞組有時(shí)需要正向電流，有時(shí)需要反向電流，來(lái)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。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)[6]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(guò)0.5電阻接地，當(dāng)通過(guò)的電流過(guò)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3.3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。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(guò)程中具體問(wèn)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)鋼球，使得鋼球能夠很方便地通過(guò)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(lái)初選不同直徑大小的鋼球，使得合適大小的鋼球可以通過(guò)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)?？梢愿鶕?jù)檢測(cè)腔大小的不同來(lái)調(diào)節(jié)兩個(gè)滾輪之間的距離，使得能夠通過(guò)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)。[7]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(lái)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(guò)檢測(cè)處理和分選之后，檢測(cè)腔就會(huì)空出來(lái)，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(guò)表面展開之后，經(jīng)過(guò)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(lái)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，從而實(shí)現(xiàn)了鋼球的自動(dòng)檢測(cè)分檢過(guò)程。擋板B擋板A擋板B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(guò)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(guò)分析國(guó)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(guó)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（TimesNewRoman）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：[1]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?著者.書名[M].版本(第1版不注).出版地：出版者,出版時(shí)間：引文所在頁(yè)碼）[2]金延林,曹娟,張雪松.鋼球無(wú)損檢測(cè)方法研究[J].哈爾濱軸承,2008,29(1):75-76[3][4]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(guó)外電子元器件,2007(11):64-66 [5]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(yè)碼）[6]P.Povala?,J.Hribik.ComputerControlledMeasurementSystem[J].MEASUREMENTSCIENCEREVIEW,2006,6(1):32-35[7]楊東林,于正林.軸承鋼球表面缺陷的快速檢測(cè)方法[J].兵工學(xué)報(bào),2009,30(6):797-802[8]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[9]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[10]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[11]李楊,劉潤(rùn)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[12]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[13]張新榮.基于單片機(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[14]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[15]敖榮慶.軸承鋼球無(wú)損檢測(cè)儀的研制[J].航空精密制造技術(shù),2005,21(4):52-54[16]B.S.JoshiandK.G.Dave.StepperMotorsController[M].Deptt.E&CS.S.Engg.College.目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1項(xiàng)目概況 11.1區(qū)位交通 11.2規(guī)劃范圍 11.3規(guī)劃期限 11.4規(guī)劃依據(jù) 11.5縣域概況 32規(guī)劃區(qū)空間發(fā)展認(rèn)知 72.1時(shí)代背景 72.2自然生態(tài)條件 82.3社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件 92.4開發(fā)綜合評(píng)價(jià) 112.5規(guī)劃解讀 133發(fā)展目標(biāo)與功能定位 163.1規(guī)劃指導(dǎo)思想 163.2規(guī)劃原則 163.3總體發(fā)展目標(biāo) 173.4近期發(fā)展目標(biāo) 173.5中長(zhǎng)期發(fā)展目標(biāo) 183.6主要規(guī)劃指標(biāo) 183.7發(fā)展思路 193.8功能定位 204空間結(jié)構(gòu)與用地布局 224.1空間組織模式 224.2空間結(jié)構(gòu) 234.3用地布局 244.4工業(yè)用地 254.5居住用地 254.6公共服務(wù)設(shè)施和商業(yè)服務(wù)業(yè)設(shè)施用地 265