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。