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电梯导轨直线度自动检测系统的实现与性能优化

作　者: 王文龙
导　师: 徐志良
学　校: 南京理工大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 电梯导轨直线度检测性能优化误差分析 MSA
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

导轨作为电梯的导向部件,导轨的质量决定着电梯能否安全、舒适、高速地运行,而导轨的直线度误差是决定着导轨质量的最主要因素。目前行业内的常用的直线度检测方法,检测器具简单,但是测量精度不高,效率低,性能无法保证,同时市场上缺乏专用于检测电梯导轨直线度的精密仪器。为此,设计实现了电梯导轨直线度自动检测系统。本文介绍了电梯导轨直线度检测技术的国内外研究与应用现状及发展,结合该检测系统的性能指标和电梯导轨行业的实际应用,选定了系统的检测方案。根据直线度评定方法和电梯导轨的行业标准,确定导轨直线度误差的四种评价方法。完成硬件选型和软件设计,现场调试检测系统,清除系统运行时发生的故障和错误,对系统的软、硬件进行必要的修改与完善,针对系统调试和运行中出现的导轨振动、端点选择和毛刺屏蔽等问题进行了性能优化并对基准导轨进行误差补偿。详尽地分析并计算各种误差源带来的测量误差并合成得到系统的精度,利用测量系统分析(MSA)的方法对系统的性能指标进行评价,系统的各项性能指标均达到要求。本系统提高了检测精度和检测效率,保证了检测的准确性,为保障电梯导轨质量提供了一种新的检测手段,提高了企业的生产效率和效益,整个检测系统交付使用。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
1 绪论  8-15
  1.1 概述  8
  1.2 电梯导轨直线度综述  8
  1.3 国内外应用与研究现状  8-13
    1.3.1 节距测量原理  9-10
    1.3.2 偏差比较原理  10-11
    1.3.3 激光准直测量法  11-12
    1.3.4 双频激光干涉仪测量法  12
    1.3.5 国内外最新研究的测量方法  12-13
  1.4 研发电梯导轨直线度自动检测系统的意义  13-14
  1.5 主要研究目标和内容  14-15
2 导轨直线度自动检测系统的总体方案设计  15-23
  2.1 系统性能指标  15-16
  2.2 直线度的评定方法  16-18
    2.2.1 两端连线法  16
    2.2.2 最小二乘法  16-17
    2.2.3 最小区域法  17-18
    2.2.4 本系统直线度评价标准的选用  18
  2.3 导轨直线度检测的行业标准  18-19
  2.4 检测基准  19-21
    2.4.1 基准导轨法  20
    2.4.2 误差分离法  20-21
    2.4.3 本系统检测基准的选定  21
  2.5 检测系统的方案  21-22
  2.6 本章小结  22-23
3 导轨直线度自动检测系统的硬件设计  23-30
  3.1 工控机及PCI板卡  23-24
  3.2 PLC控制器  24-25
  3.3 导轨副系统  25-26
  3.4 伺服单元及其传动部件  26-28
    3.4.1 伺服单元  26-28
    3.4.2 传动部件  28
    3.4.3 传动控制部件  28
  3.5 步进电机及其驱动  28
  3.6 传感器的选用  28-29
  3.7 其它元器件  29-30
4 导轨直线度自动检测系统的软件设计  30-45
  4.1 需求分析  30
  4.2 概要设计  30-32
  4.3 总体设计  32-34
  4.4 编码与单元测试  34-42
    4.4.1 实时控制与数据处理模块  34-35
    4.4.2 参数设置模块  35
    4.4.3 实时显示模块  35-36
    4.4.4 数据库模块  36-38
    4.4.5 产品报表打印与截图  38-42
  4.5 集成测试与系统测试  42-44
  4.6 软件运行维护  44-45
5 系统调试运行与性能优化  45-59
  5.1 系统调试  45-47
    5.1.1 模拟调试  45-46
    5.1.2 单元调试  46
    5.1.3 联机调试  46-47
  5.2 系统运行  47-48
  5.3 性能优化  48-59
    5.3.1 毛刺的消除  48-49
    5.3.2 导轨的振动分析与消减  49-53
    5.3.3 端点选择误差的消除  53-56
    5.3.4 基准导轨的精度补偿  56-59
6 系统性能分析  59-68
  6.1 误差分析  59-62
    6.1.1 数据A/D转换的误差  59-60
    6.1.2 数据采集误差  60
    6.1.3 基准导轨的残余误差  60
    6.1.4 端点选择误差  60-61
    6.1.5 测量采样误差  61
    6.1.6 仪器受温度、湿度、电磁干扰等环境影响引起的误差  61-62
    6.1.7 误差合成  62
  6.2 测量系统分析分析(MSA)  62-68
    6.2.1 稳定性分析  62-64
    6.2.2 重复性和再现性  64-66
    6.2.3 系统分辨率  66-67
    6.2.4 系统的偏倚和线性  67
    6.2.5 测量系统分析总结  67-68
7 总结与展望  68-70
  7.1 工作总结  68
  7.2 前景展望  68-70
致谢  70-71
参考文献  71-73

电梯导轨直线度自动检测系统的实现与性能优化

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