电梯导轨是供电轿箱运行的导向部件, 导轨的直线度关系着电梯运行的舒适度, 其制造和安装质量的好坏将直接影响到电梯是否能够安全、平稳的运行。电梯导轨在出厂时, 就必须得保证电梯导轨的制造误差控制在比较理想的误差范围内。直线度作为电梯导轨的主要性能标准, 己经成为影响电梯导轨最终质量的主要因素。
1 电梯导轨的直线度检测概述
电梯导轨直线度检测是电梯生产企业质量检验评定中一项重要工作, 如何快捷、客观、准确地实现检测与评价电梯导轨直线度指标, 一直受到各电梯导轨生产企业、质量监督部门、以及科研院校等单位的关注。导轨直线度直接影响电梯运行平稳性, 因为导轨上任何一点的弯曲及扭曲都会给轿厢一个侧力, 影响轿厢上下的直线运动, 使轿厢有晃动感, 随着电梯速度提高, 轿厢会有振动感, 从而影响乘坐的舒适性。电梯是集机械、电气、控制为一体的复杂集成系统, 在影响电梯安全性与舒适性的众多因素中, 由于振动使人产生的不舒适感尤为突出。而且导轨直线度直接影响电梯轿厢的运行质量, 但是电梯导轨被安装到井道后, 其质量是无法通过人工进行干预的, 因此, 电梯导轨的出厂质量检测显得非常重要, 对决定电梯导轨质量的导轨直线度的测量就显得更为重要。
2 直线度检测总体方案
系统要求检测系统检测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90°, 然后检测系统对其顶面进行检测, 电梯导轨直线度自动检测系统如图1所示。
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。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。
顶面检测过程物流架将导轨翻转90°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) , 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。
3 硬件设计
结合电梯导轨直线度自动检测系统设计方案, 电梯导轨直线度自动检测系统主要由工控机、激光打印机、多功能数据采集卡、CCD激光位移传感器、伺服电机、步进电机等组成。
3.1 数据采集
传感器是控制系统的关键环节之一, 本设计中用来采集检测台上传感器激光探头和电梯导轨被侧面之间的距离, 其输出为模拟电压信号, 可用通用数据采集卡接收测量数据。像光点位移通过控制器转换成模拟量或数字信号, 控制器进行线性补偿、平均值计算等数据处理, 并通过数模转换输出测点信息。模拟电压量输出与位移的关系如图所示, 对应测量范围80±15mm的电压输出在-5V～+5V之间呈线性变化。
3.2 交流伺服驱动
本系统交流伺服驱动单元的作用是通过接收工控机输出的控制信号, 使伺服电机运行在速度控制模式并以一定的速度稳速运转。本设计采用了三菱公司的MR-J2S系列的交流伺服驱动器对电机的位置、转速、转矩进行数字化智能控制, 不仅可靠性高、性能优异, 而且可以通过设定用户参数, 对系统进行任意组态。交流伺服驱动单元经过系统接口电路与工控机插槽中的多功能数据采集板卡进行连接, 在交流伺服驱动单元和工控机之间传输信号时, 须遵循以下输入输出信号规则, 系统接口电路也是按照这一规则进行设计的。
4 结语
本文针对电梯导轨直线度自动检测的要求, 分析了检测系统的自动检测原理, 设计研制了一种实用电梯导轨直线度自动检测系统。基于高精度基准导轨、滑块、齿轮、齿条、伺服电机等组成的传感器横向驱动机构, 检测型导轨顶面和侧面的直线度误差, 实现了电梯导轨直线度检测跨越式发展, 提高了企业生产效率和生产效益, 提升了电梯导轨生产企业持续发展能力和竞争能力, 具有广阔的应用前景。
摘要：作为电梯导轨的主要性能指标, 直线度直接关系着电梯运行的安全性、平稳性和舒适性。本文在简要介绍了电梯导轨的直线度检测概况后, 提出了基于非接触测量的直线度检测方案, 并对系统的工作原理和硬件设计进行了具体的分析, 实验表明, 该系统具有很强的实用性。
关键词：电梯导轨,直线度,自动检测,伺服
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