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1、邵 阳 学 院毕业设计（论文）开题报告书课题名称 钢球表面缺陷检测的DSP控制系统 学生姓名 杨 正 财 学 号 0430819047 院（系）、专业 机械与能源工程系 指导教师 刘 学 敏 2007年4月20日一、课题的来源、目的意义（包括应用前景）、国内外现状及水平轴承作为机械设备的关节，在现代工业中扮演着重要角色。它的精度、运动性能以及使用寿命很大程度上取决于其中钢球的质量。根据轴承网的统计，在轴承的失效形式中，由于钢球表面的缺陷而引起的裂纹、裂缝所造成的轴承失效高达60%，可以说，钢球质量是衡量轴承性能的一项重要指标。2002年底，国家轴承质量监督检验中心对国内外的深沟球轴承6208、
2、6304、6307、6311等几个型号的轴承进行了寿命对比试验，在所试验的国内77 套轴承中，钢球失效的轴承占8套，而在试验的73套国外轴承中，钢球未发生失效，轴承寿命的抽查试验表明：国内所生产的钢球的寿命和可靠性与国外的仍有一定差距，在国内，钢球破损所导致的轴承失效比例仍然很高，因此，生产中必须对成品钢球进行表面缺陷检测。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。为了正确有效地对钢球表面缺陷进行分类与检测，迫切需要一种钢球表面质量自动检测装置在钢球检测仪器方面，前苏联、美国、日本、捷克等国都进行过相关仪器的研究开发，其中应用效果最好的是捷克SOMET公司
3、的AVIKO系列钢球表面自动检测仪，国内几大轴承厂都引进过这一设备。该设备利用光电，振动以及电涡流传感器进行检测，采用展开轮对钢球表面进行完全展开，可同时对钢球的表面质量及内在质量（涡流探伤）进行立体检测。其结构紧凑、操作方便、检测效率高，但是价格昂贵、检测成本高，而且核心技术封锁，不易维护。本课题基于机器视觉检测技术，研制钢球表面缺陷的自动检测装置，拟采用数字信号处理芯片TMS320LF2407A为主控制器开发其控制系统，并在此硬件电路的基础上编制控制程序。该检测系统能够检测不同尺寸以及不同精度要求的钢球的表面缺陷类型，包括点子、群点、划条、擦伤、裂纹等。随着对轴承需求量的逐增加，作为轴承中
4、重要配件的钢球，其检测系统会有非常广阔的市场。此外，经过适当的功能拓展，此系统也可以用于自动化生产中的零件分检以及一般机械加工表面的缺陷检测，因此将具有广泛的应用前景。二、课题研究的主要内容、研究方法或工程技术方案和准备采取的措施本文首先简单的讨论了关于钢球检测的工作原理，接着对DSP芯片，步进电机以及直流电机的结构和原理进行了说明，并开发了基于L297/L298芯片的混合式步进电机驱动模块，然后设计出了钢球检测平台的控制系统。本设计的主要工作是收集和分析钢球表面缺陷检测的相关资料，了解工业生产中钢球检测的原理和过程，学习并熟练运用ProtelDXP电路设计软件。学习并掌握TI公司的DSP芯片
5、TMS320LF2407A的原理、结构、编程指令等有关知识。设计出基于TMS320LF2407A芯片的钢球表面缺陷检测平台的控制系统，画出其电路图，并编制相关C语言控制程序，从而实现对钢球检测过程的自动控制。然后对控制电路进行一些调试和实验，并参与整个项目的调试、加工、协调等工作。三、现有基础和具备的条件 通过对单片机、检测技术、机电传动、C语言、PLC、电子电工技术等的深入学习，及其网络知识的搜索和课外的阅读。1 潘洪平，董申，梁迎春.钢球表面缺陷的自动检测与识别.中国机械工程，2001，12(4)：3693722 徐淑琼，蒋沂萍.轴承球缺陷的超声波检测方法.机械制造与自动化，2005，34
6、(5)：44463 李炜，黄心汉等.基于机器视觉的带钢表面缺陷检测系统.华中科技大学学报，2003，31(2)：72744 雷良育，周晓军，潘明清.基于机器视觉的轴承内外径尺寸检测系统.农业机械学报，2005，36(3)：1311345 刘和平，严利平，张学锋等.TMS320LF240X DSP结构、原理及应用.北京航空航天大学出版社,2002：2146 李长锋.基于DSP技术的运动控制卡的研究和开发.哈尔滨理工大学硕士学士论文，2003：39467 雷良育，周晓军，潘明清.基于机器视觉的轴承内外径尺寸检测系统.农业机械学报，2005，36(3)：1311348 王念旭.DSP基础与应用系统设
7、计.北京航空航天大学出版社，2001：8209 张雄伟，陈亮，徐光辉.DSP芯片的原理与开发应用（第3版）.电子工业出版社，2003：162210 孙冠先，熊恋学，张峰.DSP系统的硬件设计.电气传动，2002，(1)：101311 董桂菊.步进电机控制系统的研究.农机化研究，2002, (3)：575912 范正翘，黄程楠.单片机控制两台步进电动机的设计与实现.微特电子，1997, (4)：313313 张海根，高安邦.机电传动控制.高等教育出版社,2001:14615814 高鹏，安涛，寇怀成.电路设计与制版Protel99入门与提高.人民邮电出版社，200215 马振锋.轴承球类滚动体外
8、观检测议控制系统的研究.哈尔滨理工学硕士学位论文，2006：1216 李为民，邢晓正，胡红专等.基于DSP的步进电机控制系统设计.微特电机，2001，6(3)：2735四、总的工作任务，进度安排以及预期结果1、2007.3.20-2007.4.1 查阅资料；2、2007.4.1-2007.4.10 制定检测方案；3、2007.4.11-2007.4.30 编写说明书，4、2007.5.1 -2007.5.14 绘制电路图及其相关程序；5、2007.5.15-2007.6.1 检查、修改论文，准备答辩五、指导教师审查意见指导教师（签名） 年 月 日 六、教研室审查意见教研室主任（签名） 年 月 日 七、院（系）审查意见院（系）主任（签名） 年 月 日 备 注
