CN102052912B - 基于特征点的t型导轨直线度自动检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于特征点的T型导轨直线度自动检测系统。在检测辊道支撑架上水平固定安装与辊轮平行的七个位移传感器，T型导轨由上料输送机构自动上料，上料输送机构分别由水平、竖直气缸实现水平、竖直方向的移动，竖直气缸旁布置了翻转机构，将T型导轨翻转90度后检测顶面，顶面检测完后，两个回翻气缸将T型导轨回翻90度，定位后进行侧面的检测，通过可编程逻辑控制器控制步进电机以及各气缸的运动，位移传感器采集T型导轨各特征点的数据，计算机绘出检测的实时曲线，并对测量数据进行去噪及滤波，得到T型导轨直线度的各项指标。本发明能对T型导轨顶面及侧面的直线度进行自动检测，操作简便，自动化程度和精度较高，实用性强。

Description

基于特征点的T型导轨直线度自动检测系统

技术领域

本发明涉及一种直线度自动检测系统，尤其是涉及一种基于特征点的T型导轨直线度自动检测系统。

背景技术

近年来，电梯产业迅速发展，对高速、高精度电梯导轨的需求也迅速增加，而在电梯导轨中，T型导轨又是最主要的类型，所以提高T型导轨的精度对电梯导轨制造企业来说尤其重要，T型导轨的精度主要包括侧面和顶面的直线度以及波纹度。由于T型导轨长度一般都在4到5米之间，比较长，因而直线度是影响电梯运行速度、舒适性的重要因素；波纹度的影响程度也一样，对导轨材料的疲劳强度、耐磨性、接触刚度等影响都比较大，也对电梯运行过程中的平稳性和舒适性有一定的影响，所以确保波纹度的各项指标符合要求对提升T型导轨的质量有很大的促进作用。目前，国内企业基本都是对T型导轨的侧面和顶面进行进行特征点的测量，从而得出电梯导轨的直线度，且大部分都是用人工检测，效率不高、精度较低，虽然近年来，基于激光传感器的非接触式测量在国内有一定的应用，但是其效率较低，且对企业各项工况要求较高，在目前的情况下，还不具备大规模应用的可能，所以基于特征点的T型导轨自动检测系统充分考虑了国内企业的实际生产情况，顺应了国内企业的要求，效率好、精度高，实现了全程自动化检测，同时增加了T型导轨侧面和顶面波纹度的分析，丰富了传统检测的指标，进一步保证了T型导轨的综合质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于特征点的T型导轨直线度自动检测系统，实现了对T型导轨进行高效、高精度的自动化测量。

本发明采用的技术方案是：

本发明将中间装有等距或者不等距辊轮的辊道水平安装在辊道支撑架上，辊道一侧分别装有链传输上料架以及链传输下料架，链传输上料架以及链传输下料架分别由各自电机驱动，链传输上料架的两内侧分别有上料传输机构和限位开关，上料传输机构中的两根运动导轨在辊道中间的任意一侧分别设有第一、第二接近开关，所述的两个上料传输机构之间的辊道支撑架上水平安装有两个各带有双向挡片并与辊轮平行的推进兼回拉气缸，与链传输上料架相对的辊道另一侧辊道支撑架上水平固定安装有与辊轮平行的基于T型导轨特征点的七个位移传感器，两端的一个位移传感器内侧分别设有一个T型导轨的横向定位块，位置中心的一个传感器两侧靠近辊道中间位置的下方分别固定有一个竖直方向的回翻气缸，两端向内的第二个和第三个位移传感器之间分别设有支撑块，两个支撑块分别设在支撑架上并且通过弹簧与位移传感器一侧的辊道支撑架连接，靠近链传输上料架一侧的辊道的第一个辊轮内侧设有一个T型导轨端定位块，辊道相对链传输下料架内侧的支撑架上水平安装与辊轮平行的两个分别带有挡片的气缸，靠近链传输下料架一侧的辊道的最后一个辊轮内侧安装有第三接近开关，计算机的一端经可编程逻辑控制器、伺服驱动器与步进电机电连接，步进电机驱动辊道带动辊轮转动；计算机的另一端经RS485/RS232转换器、集线器与七个位移传感器电连接，可编程逻辑控制器分别与所述气缸、所述接近开关和所述限位开关电连接。

所述的两个上料传输机构结构相同，均包括上料传输机构支撑架、水平气缸、运动导轨、竖直气缸以及翻转机构；水平气缸以及运动导轨与辊轮平行且水平安装在上料传输机构支撑架上，翻转机构和竖直气缸固定在一起安装在运动导轨上，水平气缸的推杆与竖直气缸侧面连接。

所述的七个位移传感器能同时分别顶在T型导轨的顶面或侧面的特征点。

本发明具有的有益效果是：

本发明能对T型导轨顶面及侧面的直线度进行自动检测，操作简便，自动化程度和精度较高，在生产实际中实用性强。

附图说明

图1是本系统的总体结构原理示意图。

图2是输送装置中水平气缸和竖直气缸的A向视图。

图3是翻转机构翻转示意图。

图4是翻转机构未翻转时B向视图。

图5是推进兼回拉气缸示意图。

图6支撑机构示意图。

图7回翻气缸动作示意图。

图8是系统检测流程图。

图中：1、集线器；2、RS485/RS232转换器；3、计算机；4、可编程逻辑控制器；5、伺服驱动器；6、步进电机；7、端定位件；8、支撑机构；9、位移传感器；10、回翻气缸；11、辊轮；12、弹簧；13、接近开关；14、横向定位块；15、气缸；16、档片；17、辊道；18、电机；19、链传输上料架；20、T型导轨；21、限位开关；22、推进兼回拉气缸；23、双向挡片；24、水平气缸；25、翻转机构；26、竖直气缸；27、运动导轨；28、链传输下料架。

具体实施方式

下面结合附图及实施步骤对本发明作进一步描述。

如图1所示，本发明将中间装有等距或者不等距辊轮11的辊道17水平安装在辊道支撑架上，辊道17一侧分别装有链传输上料架19以及链传输下料架28，链传输上料架19以及链传输下料架28分别由各自电机驱动，链传输上料架19的两内侧分别有上料传输机构和限位开关21，如图2、图3、图4所示，所述的两个上料传输机构结构相同，均包括上料传输机构支撑架、水平气缸24、运动导轨27、竖直气缸26以及翻转机构25；水平气缸24以及运动导轨27与辊轮平行且水平安装在上料传输机构支撑架上，翻转机构25和竖直气缸26固定在一起安装在运动导轨27上，水平气缸24的推杆与竖直气缸26侧面连接，运动导轨27上方的辊道支撑架有开口可以使竖直气缸26运动到辊道的中间位置，T型导轨20先放置在链传输上料架19上；上料传输机构中的两根运动导轨27在辊道中间的任意一侧分别设有第一、第二接近开关13，所述的两个上料传输机构之间的辊道支撑架上水平安装有两个各带有双向挡片23并与辊轮11平行的推进兼回拉气缸22，如图5所示，双向挡片23由两个挡片连接组成，靠近辊道中间的挡片由弹簧支撑并可向内侧转动，推进兼回拉气缸22既可推动T型导轨20也可回拉T型导轨20；与链传输上料架19相对的辊道另一侧辊道支撑架上水平固定安装有与辊轮平行的基于T型导轨20特征点的七个位移传感器9，如图1所示，所述的七个位移传感器9能同时分别顶在T型导轨20的顶面或侧面的特征点；两端的一个位移传感器9内侧分别设有一个T型导轨的横向定位块14，横向定位块14对T型导轨20进行横向定位，位置中心的一个传感器两侧靠近辊道17中间位置的下方分别固定有一个竖直方向的回翻气缸10，如图7所示，回翻气缸10可顶住T型导轨20的侧面使T型导轨20翻转90度；两端向内的第二个和第三个位移传感器9之间分别设有支撑块8，两个支撑块8分别设在支撑架上并且通过弹簧12与位移传感器一侧的辊道支撑架连接，如图6所示，在推进兼回拉气缸22推动或回拉T型导轨20的过程中，支撑块8一方面可支撑T型导轨的侧面，另一方面还可起缓冲作用，避免T型导轨与传感器触头发生过度碰撞，靠近链传输上料架19一侧的辊道的第一个辊轮11内侧设有一个T型导轨端定位块7，端定位块7对T型导轨20进行端定位，辊道17相对链传输下料架28内侧的支撑架上水平安装与辊轮11平行的两个分别带有挡片16的气缸15，靠近链传输下料架28一侧的辊道的最后一个辊轮11内侧安装有第三接近开关13，如图1所示，当T型导轨20被输送到辊道中间的第三个接近开关处时，如果T型导轨20的直线度不合格，则带有挡片16的气缸15将不合格的T型导轨20推到链传输下料架28上，计算机3的一端经可编程逻辑控制器4、伺服驱动器5与步进电机6电连接，步进电机6驱动辊道17带动辊轮转动；计算机3的另一端经RS485/RS232转换器2、集线器1与七个位移传感器9电连接，可编程逻辑控制器4分别与所述气缸、所述接近开关和所述限位开关电连接。

结合图8所示，说明T型导轨20直线度自动检测的具体流程：测量前，T型导轨20由链传输上料架19上料，T型导轨碰到限位开关21后，可编程逻辑控制器4根据已经编好的程序给伺服驱动器5发送脉冲信号，随后竖直气缸26上升托住T型导轨，翻转机构25将T型导轨翻转90度后，水平气缸24推动竖直气缸26和T型导轨20到第一接近开关和第二接近开关处后，竖直气缸下降将T型导轨放到辊轮11上，端定位块7对T型导轨进行端定位，推进兼回拉气缸22将T型导轨20推到横向定位块14所在处，在这过程中，支撑块8支撑起T型导轨20的侧面。位移传感器9采集顶面各个特征点的位移数据并通过集线器1和RS485/RS232转换器2将数据传送到计算机3，计算机3通过由VisualBasic开发而成的上位机控制软件进行数据处理并绘制出实时曲线，顶面检测完后，推进兼回拉气缸22将T型导轨20拉回到回翻气缸10的上方，回翻气缸10上升顶住T型导轨20的侧面将其翻回到底面与辊轮接触的水平状态。推进兼回拉气缸22再次将T型导轨20推到定位块14处，位移传感器9采集侧面各个特征点的位移数据，计算机3通过由VisualBasic开发而成的上位机控制软件进行数据处理并绘制出实时曲线，侧面检测完后，推进兼回拉气缸22将T型导轨20拉回到第一接近开关和第二接近开关处，辊轮11在步进电机6的控制下转动，将T型导轨20运送到第三接近开关处，此时步进电机6停止动作，根据计算机3的判断结果，合格的T型导轨20沿着辊道直接输送到合格区，不合格的T型导轨20被一对带挡片16的气缸15推到一侧的链传输下料架上并输送到不合格区。

评价T型导轨直线度的具体过程为：

首先通过固定在水平位置的7个位移传感器9先后采集被测T型导轨20的被测顶面和侧面特征点的位移量，然后对采集数据进行处理，处理包括去噪、滤波以及曲线的实时绘制3步；实现去噪的方法，主要是设定一个幅值突变的阈值，当采集的数据突变比阈值大时则舍弃该组测量数据；滤波，是从采集的数据中根据不同的频率得到用来计算各参数下被测T型导轨直线度的有关数据。实时曲线绘制，利用MSComm控件进行通信，通过VisualBasic编写的程序得到直线度的各个指标值、判断T型导轨直线度是否合格，并将各个传感器采集的位移数据实时连接成一条曲线，便于直观的分析T型导轨的直线度情况，最后将所得测量保存到数据库中，便于数据查询和生成报表。

翻转机构25在对T型导轨进行翻转90度时，竖直气缸一方面起支撑作用，另一方面也起到了缓冲作用，避免T型导轨被加工过的侧面因为碰撞而产生缺陷。为了避免T型导轨20与位移传感器9的测量头发生过度碰撞，推进兼回拉气缸22在推动T型导轨到检测位置的过程中，支撑块8通过其弹簧产生一定的阻力，因而在T型导轨前进的过程中起到了缓冲的作用；当位移传感器采集T型导轨的顶面或者侧面的位移数据后，推进兼回拉气缸22又将T型导轨回拉，避免了T型导轨在翻转过程中对位移传感器测量头的磨损。

Claims (3)

1.一种基于特征点的T型导轨直线度自动检测系统，其特征在于：将中间装有等距或者不等距辊轮的辊道(17)水平安装在辊道支撑架上，辊道(17)一侧分别装有链传输上料架(19)以及链传输下料架(28)，链传输上料架(19)以及链传输下料架(28)分别由各自电机驱动，链传输上料架(19)的两内侧分别有上料传输机构和限位开关，上料传输机构中的两根运动导轨在辊道中间的任意一侧分别设有第一、第二接近开关，所述的两个上料传输机构之间的辊道支撑架上水平安装有两个各带有双向挡片并与辊轮平行的推进兼回拉气缸，与链传输上料架(19)相对的辊道另一侧辊道支撑架上水平固定安装有与辊轮平行的基于T型导轨(20)特征点的七个位移传感器，两端的一个位移传感器内侧分别设有一个T型导轨的横向定位块，位置中心的一个传感器两侧靠近辊道(17)中间位置的下方分别固定有一个竖直方向的回翻气缸，两端向内的第二个和第三个位移传感器之间分别设有支撑块，两个支撑块分别设在支撑架上并且通过弹簧与位移传感器一侧的辊道支撑架连接，靠近链传输上料架(19)一侧的辊道的第一个辊轮内侧设有一个T型导轨端定位块(7)，辊道(17)相对链传输下料架(28)内侧的支撑架上水平安装与辊轮平行的两个分别带有挡片的气缸，靠近链传输下料架(28)一侧的辊道的最后一个辊轮内侧安装有第三接近开关，计算机(3)的一端经可编程逻辑控制器(4)、伺服驱动器(5)与步进电机(6)电连接，步进电机(6)驱动辊道(17)带动辊轮转动；计算机(3)的另一端经RS485/RS232转换器(2)、集线器(1)与七个位移传感器电连接，可编程逻辑控制器(4)分别与所述气缸、所述接近开关和所述限位开关电连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于特征点的T型导轨直线度自动检测系统，其特征在于：所述的两个上料传输机构结构相同，均包括上料传输机构支撑架、水平气缸、运动导轨、竖直气缸以及翻转机构；水平气缸以及运动导轨与辊轮平行且水平安装在上料传输机构支撑架上，翻转机构和竖直气缸固定在一起安装在运动导轨上，水平气缸的推杆与竖直气缸侧面连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于特征点的T型导轨直线度自动检测系统，其特征在于：所述的七个位移传感器能同时分别顶在T型导轨(20)的顶面或侧面的特征点。

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