电梯导轨直线度自动检测系统的设计

摘 要:随着建筑的高层化和电梯基础技术的发展,电梯运行速度逐渐向高速化发展,电梯未来的发展趋势是高速电梯和无机房电梯,高速电梯和无机房电梯对电梯导轨提出了更高的要求,需要导轨生产企业要开发与之相匹配的高精度导轨和无机房导轨。如果能在生产线上动态地对工件的直线度进行测量,可以显著提高生产效率和检测数据的准确性。

1 直线度检测基准选定

直线度误差是指被测实际线对理想直线的变动量,可分为给定平面内的直线度误差,给定方向的直线度误差和任意方向的直线度误差。按照国家电梯t型导轨检验规则和有关行业标准规定,导轨的直线度检验主要针对导轨的导向面和顶面。

电梯导轨直线度检测的基本思想是沿导轨表面的工件长度方向的各个点上采集一组数据,并根据导轨直线度误差评定标准来进行误差值评定,以确定该表面的直线度误差值,其中最重要的问题就是基准的确定。

目前对于基准选定主要有两个原则:一种是通过误差分离技术来消除基准误差;另一种是选择基准导轨作为测量基准。

1.1 误差分离法

自上世纪80年代起,随着精密加工和纳米加工技术的发展,对直线度误差检测的精度要求越来越高。误差分离技术(est-errorseparation techniques)是一种近几十年里发展起来的极有潜力的新技术,est应用于直线度误差测量可将标准量的误差和被测量的误差分离开来,既提高了测量精度又提高了测量效率。

1.2 基准导轨法

基准导轨法是建立在基准精确条件下的直接测量方法,基准导轨法测量每一个面只需要安装一只传感器,直接读出传感器读数值进行直线度评定,这种方法对基准导轨的要求比较高,一般来说,对于长导轨检测需要基准导轨的直线度值在40μm/m以下,以免累积误差过大而影响测量直线度的精度。

2 电梯导轨直线度自动检测系统方案

企业要求检测系统检测t型电梯导轨一个侧面和顶面,电梯导轨输送机构—物流架将导轨输送到检测位置上,首先检测系统对导轨侧面进行检测,侧面检测完毕之后,物流架将导轨翻转900,然后检测系统对其顶面进行检测。

选用高精度导轨作为系统的基准轨道,高精度基准导轨、滑块、齿轮、齿条及伺服电机等组成传感器横向驱动机构。ccd激光位移传感器安装在传感器横向驱动机构滑块上,驱动机构带动传感器沿与基准导轨平行的方向以一定的速度移动。

电梯导轨直线度自动检测系统的检测过程(侧面)为:首先物流架将导轨输送到检测位置发出侧面开始检测信号,工控机接收到信号后,发出传感器纵向驱动机构前移指令,步进电机1启动,ccd激光位移传感器由起始位置向前移动,移动一段距离后,驱动机构停止,该距离和导轨工件尺寸大小有关。然后工控机发出传感器横向驱动机构移动指令,伺服电机启动,ccd激光位移传感器沿基准导轨方向水平平稳移动(正向移动 ),传感器开始工作 ,测量激光探头与电梯导轨侧面之间的距离,并输出电压模拟信号,在传感器移动过程中,工控机通过多功能数据采集卡以一定的时间间隔采集传感器输出的距离信号,经过一定的数据处理,将该距离信号以实时曲线的形式在工控机显示器上显示。

顶面检测过程:物流架将导轨翻转900之后发出翻转完毕、顶面开始检测信号,工控机接收到信号后,发出传感器横向驱动机构反向启动指令,伺服电机反向启动,驱动机构带着传感器沿工作台水平平稳移动(反向移动),工控机和ccd激光位移传感器工作过程同在侧面检测中其工作过程类似,ccd激光位移传感器移动到电梯导轨顶面的末端时,由到位开关反馈到位信号,工控机接收到该反馈信号,发出驱动机构停止命令,伺服电机停止,工控机通过数据处理计算出导轨侧面和顶面的直线度,判断导轨合格与否。若导轨检测合格,工控机发出喷码机驱动机构移动指令(正向),步进电机2启动,喷码机喷印头水平移动到导轨规定位置,工控机发出喷写指令,喷码机喷印头在导轨相应位置喷写标记,喷写完毕,工控机发出喷码机驱动机构回移指令(反向),喷码机喷印头归位,完成标记喷写指令;反之,若导轨检测不合格,工控机发出不合格指令,机柜上的声光报警器报警2s,顶面检测结束,这样就完成了一个导轨工件的检测。以后的导轨检测过程为上述检测过程的重复。

3 系统人机界面及功能模块的设计

3.1 用户管理模块

用户管理模块主要用于系统用户的创建、删除、修改,系统用户分管理员和操作员。系统管理员的权限大于操作员,系统管理员可以操作本检测系统的所有功能菜单,可以创建新的用户,可以删除用户,修改个人密码,进行系统参数设置,数据库清空,日志查询、清空等操作;操作员的权限相对小一点,可以进行数据库信息查询,修改个人密码,可以查看系统参数但不能进行设置等,管理员和操作员都可以进行系统检测工作。进入系统时,需进行用户身份验证,对于不同的用户,在登录成功后,系统会自动按照他拥有的权限,对系统中一些按钮进行处理,若是操作员用户,不是操作员权限范围内的按钮则禁用,如参数设置按钮将变灰。

3.2 参数设置模块

电梯导轨直线度自动检测系统的参数设置主要完成传感器的采样时间间隔和电梯导轨直线度检测的工艺参数设置。传感器的技术参数包括传感器的采样频率;电梯导轨直线度检测系统参数包括导轨b/a允许最大值、导轨整长允许最大弯曲值、500～允许最大弯曲值、中心处允许最大弯曲值、导轨的型号、初始编号、长度大小、是否喷码。直线度b/a及弯曲允许值是指判定待检测工件合格与否的标准;系统采样间隔用于设定系统采样间隔时间,采样间隔设定后系统会按照设定的时间间隔采集测量数据。

3.3 自动检测控制模块

自动检测控制模块的功能是根据预先设定的检测参数进行电梯导轨直线度的自动检测控制,根据需要能够实现测量的继续、停止等功能,板卡与伺服单元的命令输入输出是整个自动检测控制过程中比较重要的部分,它关系到系统软件能否按照板卡的输出信号有效的控制测量工作台,能否有效的采集数据等操作,因此在软件中对板卡命令字的写入对伺服单元工作时序的安排非常重要,自动检测控制模块是系统的核心部分。