轴承钢球的生产由于加工工艺、设备精度、原材料质量等原因,存在表面缺陷。根据轴承行业标准,缺陷分为五类:组点缺陷、凹坑缺陷、行程缺陷和划痕缺陷。根据国内外相关数据,滚珠轴承中钢球的表面缺陷、内环和外环对轴承钢球的稳定工作都有不同程度的影响。目前,在轴承行业,钢球表面缺陷的检测仍采用传统的目视检测方法,其准确率和稳定性难以保证。为提高检测效率和可靠性,需要建立钢球表面缺陷自动监测系统。其中,球面展开和表面缺陷自动检测技术是该系统中的重点和难点。一方面,由于钢球表面极强的反射,缺陷在图像采集过程中存在随机性,极难检测;另一方面,缺陷的检测要求钢球表面必须充分展开。本课题对于现有的轴承钢球检测系统进行深入了解与分析,对球面全展开系统进行创新与改进,并建立数学模型,分析气悬浮系统工作原理,对气悬浮展开系统关键参数与条件进行CFD流体力学仿真,并对气悬浮结构进行三维设计。搭建光学成像系统借由LED照明光获取钢球表面信息,通过图像处理系统对采集到的球体表面形貌进行处理、采集的钢球表面图像进行拼接,得到钢球全表面缺陷图像以验证气悬浮全展开完整性,并根据技术指标准确判断钢球合格与否。本课题搭建了气悬浮钢球展开系统与光学成像检测系统,实现对缺陷检测的处理,并对气悬浮展开结构进行参数调试,保证其对钢球全展开的完整性,对缺陷检测结果分析误差来源。通过实验验证了其可靠性,能够实现对钢球表面缺陷的准确检测。