CN109141296A - 一种t型导轨导向面平面度检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种T型导轨导向面平面度检测系统及方法。该系统包括超高速轮廓测量仪、PC机、运动控制板卡、运动接口转接卡、伺服控制器、数字I/O接口转接卡、物料系统、伺服电机。方法为：使用超高速轮廓测量仪对电梯T型导轨导向面进行扫描，采集整个导向面的采样数据，计算机提取采样数据，采用最小二乘法拟合出采样平面，并计算平面度误差，得出电梯导轨的导向面的平面度误差。本发明实现了对电梯T型导轨导向面快速、准确、自动化地检测，实现了对检测数据的信息化管理，提高了生产效率，减少了人力成本，提高了产品竞争力。

Description

一种T型导轨导向面平面度检测系统及方法

技术领域

本发明属于自动化检测技术领域，特别是一种T型导轨导向面平面度检测系统及方法。

背景技术

电梯是指凭借动力驱动，利用沿刚性导轨运行的箱体或者沿固定线路运行的梯级，进行升降或者平行运送人、货物的机电设备，主要包括载人载货电梯、自动扶梯、自动人行道。整个电梯系统包括八部分，分别为曳引系统、导向系统、轿厢、门系统、重量平衡系统、电力拖动系统、电气控制系统和安全保护系统。电梯导轨是电梯导向系统的重要组成部分，为电梯轿厢提供运动轨迹；同时，电梯导轨在安全保护系统中发挥重要的作用，一旦电梯出现轿厢超速或因断绳造成坠落，安全钳将夹紧导轨，使轿厢停止。一段电梯T型导轨的长度一般为3～5米，整个电梯导轨系统是由许多段的T型导轨组成，相邻的两根电梯T型导轨通过连接板用螺栓螺母固定在一起，因此导轨的平面度、宽度等参数直接影响着电梯的安全性和可靠性。因此，对导轨平面度检测关系着电梯的安全性，同时也影响着电梯运行的舒适性。

传统的电梯导轨加工面的平面度是通过专用平台和等高块进行测量的。这种方式依靠操作者手工完成，测量速度慢；由于导轨的平面度测量要求非常高，操作者测量时动作的细小差别就会对测量结果产生很大影响；并且由于测量时只能对加工面上有限的几个点进行测量，不能准确地反映加工面的实际尺寸；同时，随着传统测量仪器的长时间使用，会造成仪器表面的磨损，使测量的结果存在系统误差，可能导致一系列产品不合格，造成产品的返工，当对已生产好的导轨需要进行质量检测时，还需对大量的导轨进行抽检以确定该批次导轨的质量，严重影响了企业的生产效率。

对于平面度检测，传统的测量依靠间隙法和自准直仪法。自准直仪法采用对角线布点的方式，测量前根据被测平面的形状和尺寸来选择测量点的分布形式，根据测量线的长度确定测量点的数目。测量时将固定有反射镜的桥板置于被测平面上，按照对角线布点移动桥板，测出被测平面上相邻两点两线相对于测量基线的倾斜角，通过数据处理求得被测平面的平面度误差。而间隙法利用水平仪测量，同样根据被测平面的形状和尺寸选择布点，同样将水平仪的桥板置于被测平面上，按照划定的布点移动桥板，测出被测平面与水平仪基准面之间的间隙，利用测出的数据求出平面度误差。传统的间隙法和自准直仪法测量原理虽然简单，并且也被广泛运用于实际生产中；但是，由于过多的依靠手工作图，容易被人的主观视觉所影响，需要检测人员手工处理数据，过程复杂，容易出现误差；而且在离线检测的情况下，平面度误差检测在不同设备上进行时，需要进行多次重复定位，导致测量效率低、精度低；同时与工件表面的直接接触，也会影响测量精度。

由于激光检测技术的发展，利用激光位移传感器对物体的尺寸、形状进行检测得到了快速的发展。激光检测技术以其高精度、高效率和非接触在线检测的优点，在工业检测领域中得到了广泛应用。传统的一维激光传感器具有检测点少、检测数据仅为导轨上一条直线上数据的缺点，对于平面度检测，需要多次利用传感器探头采集数据，过程繁琐，生产效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种T型导轨导向面平面度检测系统及方法，能够对电梯T型导轨导向面快速、可靠、自动地检测，并实现信息化管理。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种电梯T型导轨导向面平面度检测系统，包括超高速轮廓测量仪、PC机、运动控制板卡、运动接口转接卡、伺服控制器、数字I/O接口转接卡、物料系统、伺服电机；

所述超高速轮廓测量仪通过Ethernet线缆连接到PC机的USB串口上，向PC机传输采样数据；

所述运动控制板卡、运动接口转接卡顺次和PC机连接，将PC机传送的控制信息转换后，发送至伺服控制器，并由伺服控制器驱动伺服电机运动；

伺服电机与超高速轮廓测量仪的激光探头通过高精度丝杠连接，伺服电机运动时利用高精度丝杠拖动探头运动；

物料系统将生产过程中的电梯T型导轨到位信号、伺服准备信号和伺服启动信号转换为数字I/O信号，通过数字I/O接口转接卡将数字I/O信号传输给PC机。

进一步地，所述的超高速轮廓测量仪，用于采集电梯T型导轨两端导向面平面信息，每隔10毫秒采集一次电梯T型导轨导向面上的条状信息，并通过USB串口通讯传到PC机，保存到txt文档里面。

进一步地，所述PC机用于各个硬件模块的协调控制，并对超高速轮廓测量仪检测得到的数据进行运算处理和保存，将运算结果显示在检测系统上，对整个系统的运行状态进行监控。

进一步地，所述PC机中的检测系统包括人机交互界面、数据库模块、平面度计算模块、通信模块和辅助模块，其中：

人机交互界面用于数据采集、数据显示、三维空间坐标系显示及空间平面方程的直挂显示，以及对整个检测系统运行状态的控制监测；

数据库模块用于将接收的数据和处理完成的数据进行存储，包括导轨相关信息、导向面采样数据和平面度误差数据，实现数据存储、数据查询、数据打印；

通信模块用于控制超高速轮廓测量仪和物料系统，包括实时发送采样指令给超高速轮廓测量仪、接收来自超高速轮廓测量仪的采样数据、发送伺服电机的启动和停止命令给运动控制板卡、发送导轨物料的上料下料命令给物料系统；

辅助模块用于参数设置、用户管理。

一种电梯T型导轨导向面平面度检测方法，包括以下步骤：

步骤1，物料系统将电梯T型导轨运送至检测点，伺服电机启动拖动超高速轮廓测量仪的激光探头运动，激光探头扫描电梯T型导轨导向面，并存储检测到的数据；

步骤2，将超高速轮廓测量仪存储器中的检测数据，通过串口通信传送到PC机上运行的软件控制系统中，并存储在PC机上；

步骤3，利用超高速轮廓测量仪的检测数据和伺服电机拖动探头时的位置信息，建立三维空间坐标点，通过PC机上预先设定的最小二乘法处理三维坐标点数据，并拟合出相应的空间平面方程；

步骤4，根据得到的空间平面方程，使用采样的次数和电梯T型导轨的长度，建立三维空间坐标系，并将空间平面方程在三维空间坐标系中绘出，直观显示利用条状激光所检测到的导向面平面数据；

步骤5，根据步骤3中所述三维空间坐标点和拟合的空间平面方程，计算得出电梯T型导轨导向面平面度的误差数据，并将计算结果显示在PC机的检测系统上；

步骤6，根据步骤5得出的电梯T型导轨的导向面平面度误差数据，判断当前电梯T型导轨是否检测合格，合格则将数据存储，不合格则退回物料系统，重新进行处理。

进一步地，步骤1所述物料系统将电梯T型导轨运送至检测点，伺服电机启动拖动超高速轮廓测量仪的激光探头运动，激光探头扫描电梯T型导轨导向面，并存储检测到的数据，具体如下：

(1.1)打开系统程序，登陆并根据当前检测导轨的型号设置参数：设置的参数包括该型号导轨的标准尺寸和平面度、导轨的编号，用来判断测量结果和进行数据保存；

(1.2)物流系统将电梯T型导轨传输至检测台上，将导轨进行固定，使得超高速轮廓测量仪的激光探头能够在有效检测范围内对电梯T型导轨的侧面导向面进行检测，并将导轨到位信号传输给数字I/O接口转接卡，数字I/O接口转接卡再将导轨到位信号传输给PC机上的检测系统；

(1.3)PC机上的检测系统接收到导轨到位信号后，通过伺服控制器每转一圈所需要的脉冲量，计算出激光探头从导向面靠阳榫端到靠阴榫端所需要的脉冲量，并转化为运动控制信号传输给运动控制板卡，利用运动控制板卡驱动伺服控制器和伺服电机，拖动激光探头，在有效检测范围内对整个侧面导向面进行数据采样。

进一步地，步骤2中PC机接收的数据包括：超高速轮廓测量仪中激光探头每次采样得到的被测电梯T型导轨导向面上一条激光束上各点的横纵坐标，同时根据设置的采样频率和设置的伺服电机运行速度，获取每次采样时激光探头所采样位置在电梯T型导轨导向面上的具体位置。

进一步地，步骤3所述利用超高速轮廓测量仪的检测数据和伺服电机拖动探头时的位置信息，建立三维空间坐标点，通过PC机上预先设定的最小二乘法处理三维坐标点数据，并拟合出相应的空间平面方程，具体如下：

(3.1)根据步骤2中所获取的采样数据的横纵坐标和位置数据，建立三维空间坐标点；

在超高速轮廓测量仪数据采样过程中，将所检测的宽度方向上的坐标即激光束线条状方向上的坐标定为x坐标，将被测物体表面到激光探头的距离设置为z坐标，在伺服电机拖动激光探头通过高精度丝杠运行过程中，将运行方向设置为三维空间坐标系的y方向，并将每次采样时激光探头在导向面上采样的位置坐标设置为y轴方向上的坐标；利用x、y、z建立三维空间坐标系，并将PC机上保存的数据转化为三维空间坐标系上的空间坐标点数据保存；

(3.2)利用平面度计算方法计算出拟合后的三维空间平面方程，具体如下：

被测实际平面的测量采样点数据为(x_i，y_i，z_i)，i＝1，2，3...n；

设规范化最小二乘平面方程为：

z＝Ax+By+C

其中，A，B，C为待求系数；

残余误差ε_i为：

ε_i＝z_i-(Ax_i+By_i+C)

最小二乘法的目标函数为：

约束条件为：J(A，B，C)→min；

为满足约束条件，必须有

将公式展开并化简，得到

由公式求出最小二乘法待求系数A、B、C，得到

因此，平面度误差的最小二乘法评定结果δ₀为：

将建立的三维空间坐标点整合，利用最小二乘法平面度误差计算方法，计算出检测平面的平面度误差，并保存计算得出的系数A、B、C和平面度误差，在检测系统上显示。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：(1)采用超高速轮廓测量仪，数据精度高，采样速度快，可以满足快速高效的对电梯T型导轨的导向面进行数据采集；利用运动控制板卡、伺服驱动器和伺服电机控制激光探头的快速移动，通过高精度的伺服控制，对导向面进行快速、高效的数据采集；(2)采用条状激光检测导向面，不与被测平面直接接触，减少了因直接解除导致的测量误差，提高了测量精度；(3)平面度计算所需要的数据，由超高速轮廓测量仪获取，并导入到计算机程序中，对导向面平面度进行计算，避免了人员参与导致的测量误差和计算误差；(4)采用二维激光，对导轨进行监测，测量方法完全由计算机程序控制，能够节省大量的人工成本，减轻工人的劳动强度，适合进行大批量的电梯导轨的生产和流水线操作，提高了检测效率和生产效益。

附图说明

图1是本发明电梯T型导轨导向面平面度检测系统的结构示意图。

图2是本发明中电梯T型导轨的工件示意图。

图3是本发明电梯T型导轨导向面平面度检测方法的流程示意图。

图4是本发明中超高速轮廓测量仪工作原理示意图。

图5是本发明中检测数据建立的三维空间坐标系示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地介绍。

本发明T型导轨导向面平面度检测系统，实现对电梯T型导轨导向面快速、可靠、自动地检测，并且将检测数据进行保存，实现信息化管理。

结合图1，本发明电梯T型导轨导向面平面度检测系统，包括超高速轮廓测量仪1、PC机2、运动控制板卡3、运动接口转接卡4、伺服控制器5、数字I/O接口转接卡6、物料系统7、伺服电机8；

所述超高速轮廓测量仪1通过Ethernet线缆连接到PC机2的USB串口上，向PC机2传输采样数据；

所述运动控制板卡3、运动接口转接卡4顺次和PC机2连接，将PC机2传送的控制信息转换后，发送至伺服控制器5，并由伺服控制器5驱动伺服电机8运动；

伺服电机8与超高速轮廓测量仪1的激光探头通过高精度丝杠连接，伺服电机8运动时利用高精度丝杠拖动探头运动；

物料系统7将生产过程中的电梯T型导轨到位信号、伺服准备信号和伺服启动信号转换为数字I/O信号，通过数字I/O接口转接卡6将数字I/O信号传输给PC机。

作为一种具体示例，所述的超高速轮廓测量仪1，用于采集电梯T型导轨两端导向面平面信息，每隔10毫秒采集一次电梯T型导轨导向面上的条状信息，并通过USB串口通讯传到PC机2，保存到txt文档里面。所述的超高速轮廓测量仪1采用超高速轮廓测量仪采用的是基恩士的LJ-V7000系列，该测量仪采样数据精度高，采样速度快，可以满足快速高效的对电梯T型导轨的导向面进行数据采集。

作为一种具体示例，所述PC机2是系统运行的核心，用于各个硬件模块的协调控制，并对超高速轮廓测量仪1检测得到的数据进行运算处理和保存，将运算结果显示在检测系统上，对整个系统的运行状态进行监控。

作为一种具体示例，所述PC机2中的检测系统包括人机交互界面、数据库模块、平面度计算模块、通信模块和辅助模块，其中：人机交互界面用于数据采集、数据显示、三维空间坐标系显示及空间平面方程的直挂显示，以及对整个检测系统运行状态的控制监测；数据库模块用于将接收的数据和处理完成的数据进行存储，包括导轨相关信息、导向面采样数据和平面度误差数据，实现数据存储、数据查询、数据打印；通信模块用于控制超高速轮廓测量仪1和物料系统7，包括实时发送采样指令给超高速轮廓测量仪1、接收来自超高速轮廓测量仪1的采样数据、发送伺服电机8的启动和停止命令给运动控制板卡3、发送导轨物料的上料下料命令给物料系统7；辅助模块用于参数设置、用户管理。

作为一种具体示例，所述运动控制板卡3负责接受PC机2发来的控制命令，并将PC机2控制命令转化为伺服控制器5和伺服电机8的控制命令，控制伺服电机8按照PC机2的指令运动，利用高精度丝杠带动激光探头，实现对整个电梯T型导轨导向面数据的检测。激光探头被固定在高精度丝杆的一端，结合图2，导向面为图2阴影部分，检测初始位置即原点位置在导向面靠近阳榫的一端，高精度丝杠与伺服电机8连接，伺服电机8接收控制命令后，连接高精度丝杆进行精准的运动，使激光探头从导轨导向面靠近阳榫侧精准运动到导轨导向面靠近阴榫侧，并在检测结束后返回初始原点位置。数字I/O接口转接卡6用于读取物料系统7的输入信号和伺服电机8的反馈信号，并对物料系统7发出控制命令。物料系统7主要负责导轨生产过程的自动化运行，是电梯导轨流水线生产的主要控制系统，根据导轨检测系统的要求，将导轨物料固定在检测平台上，并将相应的信号通过数字I/O接口转接卡6利用串口通讯传送至PC机2的检测系统上，同时接受PC机2上的控制命令，输送导轨。

在实施电梯T型导轨导向面平面度检测方法之前，首先搭建好应将平台、将超高速轮廓测量仪1的Ethernet线缆与PC机2上的USB串口连接好，将运动控制板卡3通过运动接口转接卡4与伺服控制器5及伺服电机8连接好，确定硬件平台可以流畅运行。

结合图3，本发明电梯T型导轨导向面平面度检测方法，具体的实施步骤如下：

步骤1，物料系统7将电梯T型导轨运送至检测点，伺服电机8启动拖动超高速轮廓测量仪1的激光探头运动，激光探头扫描电梯T型导轨导向面，并存储检测到的数据；具体如下：

(1.1)打开系统程序，登陆并根据当前检测导轨的型号设置参数：设置的参数包括该型号导轨的标准尺寸和平面度、导轨的编号，用来判断测量结果和进行数据保存；

(1.2)物流系统7将电梯T型导轨传输至检测台上，将导轨进行固定，使得超高速轮廓测量仪1的激光探头能够在有效检测范围内对电梯T型导轨的侧面导向面进行检测，并将导轨到位信号传输给数字I/O接口转接卡6，数字I/O接口转接卡6再将导轨到位信号传输给PC机2上的检测系统；

(1.3)PC机2上的检测系统接收到导轨到位信号后，通过伺服控制器5每转一圈所需要的脉冲量，计算出激光探头从导向面靠阳榫端到靠阴榫端所需要的脉冲量，并转化为运动控制信号传输给运动控制板卡3，利用运动控制板卡3驱动伺服控制器5和伺服电机8，拖动激光探头，在有效检测范围内对整个侧面导向面进行数据采样。

步骤2，将超高速轮廓测量仪1存储器中的检测数据，通过串口通信传送到PC机2上运行的软件控制系统中，并存储在PC机2上；具体如下：

超高速轮廓测量仪1通过Ethernet线缆和PC机2的USB串口连接，并在伺服电机8拖动丝杠上的激光探头移动过程中，将采样得到的数据利用USB串口传输给PC机2上的检测系统中。PC机2接收的数据包括：超高速轮廓测量仪1中激光探头每次采样得到的被测电梯T型导轨导向面上一条激光束上各点的横纵坐标，同时根据设置的采样频率和设置的伺服电机8运行速度，获取每次采样时激光探头所采样位置在电梯T型导轨导向面上的具体位置。PC机2在获取传输来的所有检测数据和位置数据后，将所有数据保存在本地PC机2上，等待后续步骤操作。

步骤3，利用超高速轮廓测量仪1的检测数据和伺服电机8拖动探头时的位置信息，建立三维空间坐标点，通过PC机2上预先设定的最小二乘法处理三维坐标点数据，并拟合出相应的空间平面方程；具体如下：

(3.1)根据步骤2中所获取的采样数据的横纵坐标和位置数据，建立三维空间坐标点；

结合图4，根据超高速轮廓测量仪1的工作原理可以得知，激光探头发射一条直线激光束照射到被测物体，通过接收激光在被测物体上的反射，获得被测物体上激光所照射直线上的位置深度和宽度信息。

结合图5，在超高速轮廓测量仪1数据采样过程中，将所检测的宽度方向上的坐标即激光束线条状方向上的坐标定为x坐标，将被测物体表面到激光探头的距离设置为z坐标。在伺服电机8拖动激光探头通过高精度丝杠运行过程中，将运行方向设置为三维空间坐标系的y方向，并将每次采样时激光探头在导向面上采样的位置坐标设置为y轴方向上的坐标。利用x、y、z建立三维空间坐标系，并将PC机2上保存的数据转化为三维空间坐标系上的空间坐标点数据保存。

(3.2)利用平面度计算方法计算出拟合后的三维空间平面方程，具体如下：

平面度是评价电梯T型导轨底部加工面的重要指标。平面度是指包容实际被测平面，并且距离最小的两个理想平行平面之间的距离。

在平面度定义中，基准平面的选取十分重要，基准平面就是与两理想平面平行的平面，选取不同的基准平面会导致最终计算的平面度不同。但在实际测量中，不仅导轨放置的位置会发生改变，并且导轨还会有绕x轴、y轴、z轴的旋转，此时导轨的顶面不一定平行于xoz平面，导向面也不一定平行于xoy平面，要想获得导轨各处的实际尺寸，得到符合要求的基准平面，必须要对检测的数据进行处理，来获取检测结果。

本方法中利用最小二乘法拟合采样数据，得出一个用于评定平面度的基准平面。平面度误差的最小二乘评定法原理是测量结果的最可信赖值应在残余误差平方和为最小的条件下求出，其关键在于根据测量采样点的数据拟合出最小二乘平面。

被测实际平面的测量采样点数据为(x_i，y_i，z_i)，i＝1，2，3...n；

设规范化最小二乘平面方程为：

z＝Ax+By+C

其中，A，B，C为待求系数；

残余误差ε_i为：

ε_i＝z_i-(Ax_i+By_i+C)

最小二乘法的目标函数为：

约束条件为：J(A，B，C)→min；

为满足约束条件，必须有

将公式展开并化简，得到

由公式求出最小二乘法待求系数A、B、C，得到

因此，平面度误差的最小二乘法评定结果δ₀为：

将建立的三维空间坐标点整合，利用最小二乘法平面度误差计算方法，计算出检测平面的平面度误差，并保存计算得出的系数A、B、C和平面度误差，在检测系统上显示。

步骤4，根据得到的空间平面方程，使用采样的次数和电梯T型导轨的长度，建立三维空间坐标系，并将空间平面方程在三维空间坐标系中绘出，直观显示利用条状激光所检测到的导向面平面数据；具体如下：

根据保存的A、B、C得到利用最小二乘法拟合的空间平面方程，根据所获取的检测数据的横纵坐标和位置数据，建立三维空间坐标系，并将拟合得到的空间平面方程在建立的三维空间坐标系上显示出来，从而可以将导向面上所有的数据信息利用三维模型直观的显示出来。

步骤5，根据步骤3中所述三维空间坐标点和拟合的空间平面方程，计算得出电梯T型导轨导向面平面度的误差数据，并将计算结果显示在PC机2的检测系统上；具体如下：

对比电梯导轨不同型号所要求的检测合格标准，将检测处理得到的平面度误差与之对比，如果平面度误差合格，则将本次检测的数据保存到数据库中，同时发送合格信号给物料系统，为下一根导轨的检测做好准备；如果本次检测的数据不合格，则发送不合格信号给物料系统。

步骤6，根据步骤5得出的电梯T型导轨的导向面平面度误差数据，判断当前电梯T型导轨是否检测合格，合格则将数据存储，不合格则退回物料系统，重新进行处理。具体如下：

物料系统根据所得到的合格或不合格信号将导轨输送走。合格则输送到合格区；不合格则输送到不合格区。整个检测过程结束，PC机等待物料系统将导轨输送走，然后返回步骤1。

本发明实时的获取电梯T型导轨导向面的测量数据，将数据进行处理获取其尺寸信息，将其轮廓进行直观显示，并判断加工面是否符合标准，然后将合格的数据进行保存，将不合格的部分显示出来便于修正，储存后的数据便于企业日后查询，同时配合每一根导轨的加工指标检测数据，可以方便的对导轨进行建模，模拟出导轨装配后的效果。

Claims (8)

1.一种电梯T型导轨导向面平面度检测系统，其特征在于，包括超高速轮廓测量仪(1)、PC机(2)、运动控制板卡(3)、运动接口转接卡(4)、伺服控制器(5)、数字I/O接口转接卡(6)、物料系统(7)、伺服电机(8)；

所述超高速轮廓测量仪(1)通过Ethernet线缆连接到PC机(2)的USB串口上，向PC机(2)传输采样数据；

所述运动控制板卡(3)、运动接口转接卡(4)顺次和PC机(2)连接，将PC机(2)传送的控制信息转换后，发送至伺服控制器(5)，并由伺服控制器(5)驱动伺服电机(8)运动；

伺服电机(8)与超高速轮廓测量仪(1)的激光探头通过高精度丝杠连接，伺服电机(8)运动时利用高精度丝杠拖动探头运动；

物料系统(7)将生产过程中的电梯T型导轨到位信号、伺服准备信号和伺服启动信号转换为数字I/O信号，通过数字I/O接口转接卡(6)将数字I/O信号传输给PC机。

2.根据权利要求1所述的电梯T型导轨导向面平面度检测系统，其特征在于，所述的超高速轮廓测量仪(1)，用于采集电梯T型导轨两端导向面平面信息，每隔10毫秒采集一次电梯T型导轨导向面上的条状信息，并通过USB串口通讯传到PC机(2)，保存到txt文档里面。

3.根据权利要求1或2所述的电梯T型导轨导向面平面度检测系统，其特征在于，所述PC机(2)用于各个硬件模块的协调控制，并对超高速轮廓测量仪(1)检测得到的数据进行运算处理和保存，将运算结果显示在检测系统上，对整个系统的运行状态进行监控。

4.根据权利要求3所述的电梯T型导轨导向面平面度检测系统，其特征在于，所述PC机(2)中的检测系统包括人机交互界面、数据库模块、平面度计算模块、通信模块和辅助模块，其中：

人机交互界面用于数据采集、数据显示、三维空间坐标系显示及空间平面方程的直挂显示，以及对整个检测系统运行状态的控制监测；

数据库模块用于将接收的数据和处理完成的数据进行存储，包括导轨相关信息、导向面采样数据和平面度误差数据，实现数据存储、数据查询、数据打印；

通信模块用于控制超高速轮廓测量仪(1)和物料系统(7)，包括实时发送采样指令给超高速轮廓测量仪(1)、接收来自超高速轮廓测量仪(1)的采样数据、发送伺服电机(8)的启动和停止命令给运动控制板卡(3)、发送导轨物料的上料下料命令给物料系统(7)；

辅助模块用于参数设置、用户管理。

5.一种电梯T型导轨导向面平面度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，物料系统(7)将电梯T型导轨运送至检测点，伺服电机(8)启动拖动超高速轮廓测量仪(1)的激光探头运动，激光探头扫描电梯T型导轨导向面，并存储检测到的数据；

步骤2，将超高速轮廓测量仪(1)存储器中的检测数据，通过串口通信传送到PC机(2)上运行的软件控制系统中，并存储在PC机(2)上；

步骤3，利用超高速轮廓测量仪(1)的检测数据和伺服电机(8)拖动探头时的位置信息，建立三维空间坐标点，通过PC机(2)上预先设定的最小二乘法处理三维坐标点数据，并拟合出相应的空间平面方程；

步骤4，根据得到的空间平面方程，使用采样的次数和电梯T型导轨的长度，建立三维空间坐标系，并将空间平面方程在三维空间坐标系中绘出，直观显示利用条状激光所检测到的导向面平面数据；

步骤5，根据步骤3中所述三维空间坐标点和拟合的空间平面方程，计算得出电梯T型导轨导向面平面度的误差数据，并将计算结果显示在PC机(2)的检测系统上；

步骤6，根据步骤5得出的电梯T型导轨的导向面平面度误差数据，判断当前电梯T型导轨是否检测合格，合格则将数据存储，不合格则退回物料系统，重新进行处理。

6.根据权利要求5所述电梯T型导轨导向面平面度检测方法，其特征在于，步骤1所述物料系统(7)将电梯T型导轨运送至检测点，伺服电机(8)启动拖动超高速轮廓测量仪(1)的激光探头运动，激光探头扫描电梯T型导轨导向面，并存储检测到的数据，具体如下：

(1.1)打开系统程序，登陆并根据当前检测导轨的型号设置参数：设置的参数包括该型号导轨的标准尺寸和平面度、导轨的编号，用来判断测量结果和进行数据保存；

(1.2)物流系统(7)将电梯T型导轨传输至检测台上，将导轨进行固定，使得超高速轮廓测量仪(1)的激光探头能够在有效检测范围内对电梯T型导轨的侧面导向面进行检测，并将导轨到位信号传输给数字I/O接口转接卡(6)，数字I/O接口转接卡(6)再将导轨到位信号传输给PC机(2)上的检测系统；

(1.3)PC机(2)上的检测系统接收到导轨到位信号后，通过伺服控制器(5)每转一圈所需要的脉冲量，计算出激光探头从导向面靠阳榫端到靠阴榫端所需要的脉冲量，并转化为运动控制信号传输给运动控制板卡(3)，利用运动控制板卡(3)驱动伺服控制器(5)和伺服电机(8)，拖动激光探头，在有效检测范围内对整个侧面导向面进行数据采样。

7.根据权利要求5所述电梯T型导轨导向面平面度检测方法，其特征在于，步骤2中PC机(2)接收的数据包括：超高速轮廓测量仪(1)中激光探头每次采样得到的被测电梯T型导轨导向面上一条激光束上各点的横纵坐标，同时根据设置的采样频率和设置的伺服电机(8)运行速度，获取每次采样时激光探头所采样位置在电梯T型导轨导向面上的具体位置。

8.根据权利要求7所述电梯T型导轨导向面平面度检测方法，其特征在于，步骤3所述利用超高速轮廓测量仪(1)的检测数据和伺服电机(8)拖动探头时的位置信息，建立三维空间坐标点，通过PC机(2)上预先设定的最小二乘法处理三维坐标点数据，并拟合出相应的空间平面方程，具体如下：

(3.1)根据步骤2中所获取的采样数据的横纵坐标和位置数据，建立三维空间坐标点；

在超高速轮廓测量仪(1)数据采样过程中，将所检测的宽度方向上的坐标即激光束线条状方向上的坐标定为x坐标，将被测物体表面到激光探头的距离设置为z坐标，在伺服电机(8)拖动激光探头通过高精度丝杠运行过程中，将运行方向设置为三维空间坐标系的y方向，并将每次采样时激光探头在导向面上采样的位置坐标设置为y轴方向上的坐标；利用x、y、z建立三维空间坐标系，并将PC机(2)上保存的数据转化为三维空间坐标系上的空间坐标点数据保存；

(3.2)利用平面度计算方法计算出拟合后的三维空间平面方程，具体如下：

被测实际平面的测量采样点数据为(x_i,y_i,z_i)，i＝1,2,3...n；

设规范化最小二乘平面方程为：

z＝Ax+By+C

其中，A,B,C为待求系数；

残余误差ε_i为：

ε_i＝z_i-(Ax_i+By_i+C)

最小二乘法的目标函数为：

约束条件为：J(A,B,C)→min；

为满足约束条件，必须有

将公式展开并化简，得到

由公式求出最小二乘法待求系数A、B、C，得到

因此，平面度误差的最小二乘法评定结果δ₀为：

将建立的三维空间坐标点整合，利用最小二乘法平面度误差计算方法，计算出检测平面的平面度误差，并保存计算得出的系数A、B、C和平面度误差，在检测系统上显示。