电梯导轨直线度测量装置研究及其误差评定

　　1 引言

　　电梯导轨是电梯系统重要的组成部分，它的质量对于电梯的安全性和舒适性有重要的影响[1]。电梯被安装到井道后，其质量无法通过人工干预，因此导轨的出厂质量检测尤为关键。目前，国内电梯生产厂家大多都是对导轨进行人工抽测，检测效率和精度都很低。现在已经有相关的自动检测设备，尽管可以测得导轨的多项参数，精度也较高，但是结构复杂，安装困难，成本较高，要求检测人员技术水平高等缺点，限制了其推广及应用。为此，我们开发了一套电梯导轨直线度检测系统，可对电梯导轨顶面、侧面直线度的在线实时测量，显示直线度误差，并直接给出是否合格的结论。该系统机械结构新颖，操作方便，成本低，可以有效保证导轨质量，节约人力和物力，提高导轨生产厂家的工作效率。

　　2 系统组成及检测原理

　　2.1 测量系统组成

　　该系统由机械装置和包括传感器的主机两部分组成。传感器选择的是电阻式位移传感器，当传感器的杆伸出长度(0～10)mm发生变化时，其阻值发生变化。调理电路将电阻变化量转换为(0～5)V的电压信号，送入单片机，进行处理。其结构，如图1所示。如图2所示，测量导轨顶面直线度测量结构示意图。

　　2.2 测量原理

　　测量时，只需将机械装置跨接在所需测量的导轨之上，用紧固螺钉紧固后，如图2所示。

　　将位移传感器测量杆插入到测量孔中，测量人员可以任意选取测量点进行实时测量，为防止基准的挠度误差，其长度只有1.2m，以有效降低基准钢架的变形带来的误差。实际测量时，可以在1m的范围内取点，之后测量人员可以向前移动测量第二个1m的数据。依此类推，在5m的导轨上任意距离取点进行直线度测量，传感器测量架支撑钢板距离导轨顶面设置固定距离为10mm，即杆式位移传感器杆露出的长度为。当导轨顶端有凹凸不平情况时，杆式位移传感器露出的长短则体现了导轨顶面直线度的误差情况，由此主机可对测量数值的实时显示，并通过运算可判断出导轨的顶面直线度在1m和5m范围内是否合格。测量导轨的两个侧面直线度时，将卡头取下，通过侧面测量螺孔紧固在基准钢架上，测量原理与顶面测量原理相同。

　　3主机组成

　　该系统的主机采用了STC系列的单片机12C5410AD，该单测量孔基准钢架紧固螺钉侧面测量螺孔卡头测量机械装置被测导轨片机内部置有10位AD转换器，转换精度达到10位。主机部分包括显示、键盘、报警提示、存储等功能。显示部分可以实时显示导轨的直线度测量参数、时钟、以及测量之后是否合格等内容。键盘主要实现时钟调整，参数设置等功能，通过键盘可以设定厂家要求的1m和5m范围内的最大直线度误差，以及点与点之间距离的设定(该距离在50-500mm之间可任意设定)。现运行厂家要求的数据是：1m内误差不超过0.5mm，5m内不超过2.5mm。可以连续记录抽样导轨的测量参数，若按下取消测量按键则不记录测量数据。整根导轨测量完毕后，若不合格，则会显示不合格，并给出最大直线度误差，而且还会有报警提示不合格产品。