一种电梯导轨直线度的误差补偿方法技术

本发明专利技术公开了一种电梯导轨直线度的误差补偿方法，综合了激光测距技术、陀螺仪技术、数据采集技术、机电控制技术等，利用各硬件之间的组合关系构建了一套完整的电梯导轨直线度检测系统，并提供了基于该系统的误差补偿方法，包括导轨顶面的载荷分布情况具有明显的规律性和导轨顶面载荷呈随机性分布两种情况，力传感器的布置用于获得导轨的变形情况，确定导轨变形的挠曲线方程，将最后得到的直线度结果减去导轨因变形产生的挠度，从而提高检测精度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
一种电梯导轨直线度的误差补偿方法


[0001]本专利技术属于自动检测
，具体涉及一种电梯导轨直线度的误差补偿方法。

技术介绍

[0002]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。因此，科学、准确、快速地检测电梯导轨直线度是世界电梯导轨产业及相关科研部门所共同面临的课题。电梯导轨直线自动检测技术在国内外均有一定的研究基础，在对导轨进行直线度的检测时，国内外普遍会选择激光检测技术，因此，在对电梯导轨直线度进行检测时，首选是激光测距仪。国外已经有了较为成熟的商业产品，能够从检测设备中直接获得有效数据，而国内的直线度检测技术相对滞后。
[0003]在世界电梯导轨领域，电梯导轨直线度自动检测技术发展很快，达到了较高的水平。目前，西班牙塞维拉集团是全球电梯导轨领先者，拥有高精度导轨自动校直生产检测系统，意大利蒙特费罗拥有直线度自动检测机。这类设备可进行高速、连续检测，既有可靠性高、操作安全等优点，提高了导轨质量的检测精度，在国外已得到广泛应用。电梯导轨的自动检测设备在西班牙塞维拉集团和意大利蒙特费罗等国际大型导轨企业的带动下得到了长足的进步，大量企业也把各自最先进的导轨自动校直、校扭及检测技术带到了中国。但是，这类检测装备与技术仅适用于电梯导轨制造过程，为电梯导轨制造质量的检验，而非电梯导轨安装质量的检测。
[0004]在国内，大连拉特激光技术开发有限公司开发的JD电梯导轨智能激光检测仪是电梯导轨制造厂家和电梯安装公司对电梯T型导轨的直线度、扭曲度进行快速现场检测的专业仪器。其采用的激光、图形处理技术及数字信号处理技术都已达到国际领先水平。天津大学的研究人员开发了一套电梯导轨出厂质量自动检测系统，系统能测将出导轨三个面的直线度，通过数据处理可得到两侧面的平面度、导轨的垂直度和扭曲度。为了有效测量直线度，长春理工大学的孙卫家硕士提出采用激光干涉仪、电容非接触式传感器、A\D采集板相结合的技术，用计算机进行控制及数据处理。王孝坤院士提出利用激光跟踪仪对超长导轨进行测量，通过跟踪超长导轨上多点的空间坐标，对数据进行拟合求算出直线度。朱万彬院士提出利用激光位移传感器工件上的二维坐标，从而实现物体平面度的高精度测量。南京理工大学自动化学院的陈文昂等学者以工业控制计算机中心，结合先进的多轴运动控制板卡，配合系统程序实现对伺服电机、激光传感器、液压系统等硬件的控制,完成了电梯导轨的直线度检测与校直。
[0005]国内外流行的技术基本都是采用激光测距仪进行检测，但他们的基本前提几乎无一例外是测量单段导轨，不同之处只是在于测量仪器和原理方法等；目前，很少有学者研究全段测量，而且还没能得到实际应用。同时，这些研究的成果对于检测系统产生的误差并没有进行很好的分析与补偿。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种检测精度高的电梯导轨直线度的误差补偿方法。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]一种电梯导轨直线度的误差补偿方法，所述方法包括两种情况：导轨顶面的载荷分布情况具有明显的规律性和导轨顶面载荷呈随机性分布，
[0009]所述导轨顶面的载荷分布情况具有明显的规律性的情况为上方导轨移动到某一位置，对应位置的力传感器测得的力的大小接近，这种情况下认为两个等间距随轿厢平行移动的力对电梯导轨持续作用使导轨产生变形，将导轨简化为简支梁模型，P1、P2是上下两个导靴传递给导轨的力，这两个力始终等间距地随着轿厢移动而平移，h为两个力之间的距离，为P1至导轨底端的距离，x为任一横截面的位置，L为导轨的长度，
[0010]简支梁的位移几何边界条件为
[0011][0012]根据梁的弯曲理论和弯矩边界条件，得
[0013][0014]设根据公式(1)、(2)得
[0015][0016]导轨变形的挠曲线方程为
[0017][0018]梁的总势能由弹性应变能Q和荷载势能Q
P
组成，梁的弹性模量为E，截面模量为I，则
[0019][0020][0021]其中，
[0022]梁的总势能S＝Q+Q
P
，令得
[0023][0024]导轨变形对直线度检测的影响取决于激光测距仪的位置，即将其代入公式(7)式，再将结果代入公式(4)式，可得该情况下导轨变形的挠曲线方程为：
[0025][0026]所述导轨顶面载荷呈随机性分布的情况下，将力传感器布置在导轨顶面测量，导轨的长度为L m，每隔布置一个传感器，一共布置n+1个，这样，导轨受到的力可以以离散力的形式表现出来，采用瞬时记录的方法，获得导轨在单次连续测量过程中n-1次采集的n+1个位置共n
2-1个载荷数据，将n+1个位置的n-1次测量值取平均值表示该坐标的受力情况，然后将n+1个位置的载荷离散点绘制成散点图，并用五次多项式将其拟合，得到的载荷-位置分布曲线方程如下：
[0027]y＝a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5(9)
[0028]通过等间距的力来描述整个导轨的受力情况，每一点的力可认为是集中力，对于集中力，简支梁距离原点O为x的任意位置挠度表示为：
[0029][0030]其中：E为弹性模量,F为集中载荷，a为集中力距离简支梁左端支点的距离，b为集中力距离简支梁右端支点的距离，L为导轨长度，I为截面模量，EI为简支梁的刚度，
[0031]将(9)式在导轨长度L上积分即为导轨所受的力对于简支梁左端点A的力矩，设集中力位于处将力矩除以即可得到集中力P，
[0032]以此集中力P代替分布在导轨顶面上的载荷，以求取导轨在顶面方向的变形挠度，
[0033][0034]将P,带入公式(10)，得到该情况下的挠曲线方程：
[0035][0036]获得了导轨变形的挠曲线方程后，利用端点连线法求取导轨变形的挠度数据值，将同样用端点连线法处理的直线度形状曲线获得的直线度数值减去挠度数据值，即可得到
补偿后的导轨直线度数据。
[0037]本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于：
[0038]本专利技术综合了激光测距技术、陀螺仪技术、数据采集技术、机电控制技术等，利用各硬件之间的组合关系构建了一套完整的电梯导轨直线度检测系统，并提供了基于该系统的误差补偿方法，力传感器的布置用于获得导轨的变形情况，确定导轨变形的挠曲线方程，将最后得到的直线度结果减去导轨因变形产生的挠度，从而提高检测精度。
附图说明
[0039]图1是本专利技术的检测原理图。
[0040]图2是本专利技术载荷测量原理图。
[0041]图3是本专利技术在导轨顶面的载荷分布情况具有明显的规律性情况下的误差补偿原理图。
[0042]图4是本专利技术在导轨顶面载荷呈随机性分布的情况下误差补偿原理图。
[0043]其中，1.轿厢，2.导轨，3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电梯导轨直线度的误差补偿方法，其特征在于，所述方法包括两种情况：导轨顶面的载荷分布情况具有明显的规律性和导轨顶面载荷呈随机性分布，所述导轨顶面的载荷分布情况具有明显的规律性的情况为上方导轨移动到某一位置，对应位置的力传感器测得的力的大小接近，这种情况下认为两个等间距随轿厢平行移动的力对电梯导轨持续作用使导轨产生变形，将导轨简化为简支梁模型，P1、P2是上下两个导靴传递给导轨的力，这两个力始终等间距地随着轿厢移动而平移，h为两个力之间的距离，为P1至导轨底端的距离，x为任一横截面的位置，L为导轨的长度，简支梁的位移几何边界条件为：根据梁的弯曲理论和弯矩边界条件，得：设根据公式(1)、(2)得：导轨变形的挠曲线方程为：梁的总势能由弹性应变能Q和荷载势能Q
P
组成，梁的弹性模量为E，截面模量为I，则组成，梁的弹性模量为E，截面模量为I，则其中，梁的总势能S＝Q+Q
P
，令得：导轨变形对直线度检测的影响取决于激光测距仪的位置，即将其代入公式(7)式，再将结果代入公式(4)式，可得该情况下导轨变形的挠曲线方程为：
所述导轨顶面载荷呈随机性分布的情况下，将力传感器布置在导轨顶面测量，导轨的长度为L m，每隔布置一个传感器，一共...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晓华，徐振宇，张永举，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：