李縱華

(內(nèi)蒙古自治區(qū)特種設(shè)備檢驗(yàn)院,內(nèi)蒙古呼和浩特 010031)

淺析電梯導(dǎo)軌直線(xiàn)度及扭曲度的檢驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

李縱華

(內(nèi)蒙古自治區(qū)特種設(shè)備檢驗(yàn)院,內(nèi)蒙古呼和浩特 010031)

直線(xiàn)和角度的基準(zhǔn)問(wèn)題是電梯導(dǎo)軌直線(xiàn)度與扭曲度校驗(yàn)中首要解決的目標(biāo)。以往人們通常以檢測(cè)平臺(tái)作為測(cè)量基準(zhǔn),采用手工方式校驗(yàn)電梯導(dǎo)軌,耗費(fèi)了大量的人力物力和工時(shí)?，F(xiàn)階段,大多校驗(yàn)單位采用了以圖像處理技術(shù)和十字線(xiàn)激光束等組成的電梯導(dǎo)軌檢測(cè)系統(tǒng),即使用激光源和移動(dòng)光靶,獲取激光圖像,進(jìn)而對(duì)導(dǎo)軌進(jìn)行校對(duì)。

電梯 導(dǎo)軌 檢測(cè)系統(tǒng)

隨著社會(huì)科技的發(fā)展，計(jì)算機(jī)電子技術(shù)被廣泛地引用在各個(gè)行業(yè)，電梯校驗(yàn)工作積極引進(jìn)現(xiàn)代科技，極大地提高了工作效率，推動(dòng)了我國(guó)電梯檢驗(yàn)工作的發(fā)展進(jìn)程。本文主要介紹了電梯導(dǎo)軌檢驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理及其應(yīng)用，具體闡述如下。

1 電梯導(dǎo)軌檢驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)依據(jù)和原理

首先，電梯導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)依據(jù)。根據(jù)電梯的相關(guān)校驗(yàn)規(guī)則和國(guó)家電梯導(dǎo)軌檢驗(yàn)規(guī)定，對(duì)頂面和向面采取直線(xiàn)檢測(cè)的方法，對(duì)導(dǎo)向面則采用扭曲度檢測(cè)法。通常情況下，工作人員多利用檢測(cè)平臺(tái)開(kāi)展導(dǎo)軌的檢測(cè)活動(dòng)，通過(guò)打表、測(cè)量和計(jì)算，最后得出檢驗(yàn)結(jié)果。但這種測(cè)量方式具有一定局限性，檢驗(yàn)誤差較大。其次，導(dǎo)軌的檢驗(yàn)原理。檢驗(yàn)系統(tǒng)主要采用計(jì)算機(jī)技術(shù)、激光源和移動(dòng)光靶等輔助工具，將激光光源置于導(dǎo)軌的底端，使光束與導(dǎo)軌保持平衡，然后移動(dòng)光靶，在指定位置取得光束圖像。經(jīng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)處理技術(shù)處理后，獲得圖像橫向偏角和中心點(diǎn)坐標(biāo)。移動(dòng)光靶構(gòu)造如圖1所示，其中a、b、c為導(dǎo)軌上的三個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，光靶的中心應(yīng)盡量控制在以上三點(diǎn)的連接線(xiàn)上。

2 電梯導(dǎo)軌檢驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

電梯導(dǎo)軌檢驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括三大模塊，即直線(xiàn)度和扭曲度數(shù)據(jù)采集模塊、圖像處理模塊、誤差處理與分析模塊。下面對(duì)導(dǎo)軌直線(xiàn)度及扭曲度的檢驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)論述。（1）圖像處理模塊的實(shí)現(xiàn)方式。進(jìn)行圖像處理工作之前，首先要進(jìn)行邊緣檢測(cè)。根據(jù)十字激光圖像的特點(diǎn)，常采用十字線(xiàn)上最明顯的亮度點(diǎn)，以達(dá)到準(zhǔn)確快速測(cè)量的目的。圖像處理步驟如下：第一步，尋找兩條垂直線(xiàn)的大致輪廓，確定中心線(xiàn)位置和起始直線(xiàn)。在中心線(xiàn)附近開(kāi)展邊緣測(cè)量活動(dòng)，以減少工作量，提高計(jì)算效率。第二步，使用檢測(cè)圓，總和圓圈內(nèi)的素點(diǎn)亮度，在起始直線(xiàn)周?chē)鷮ふ颐娣e和亮度最大的邊緣點(diǎn)。第三步，為了提高亮度檢測(cè)值，將邊緣點(diǎn)代入插值式中，快速檢驗(yàn)。第四步，關(guān)于橫向傾斜角度和兩條垂直線(xiàn)的交點(diǎn)坐標(biāo)的求解問(wèn)題，主要采用最小二乘法解決。在邊緣檢測(cè)時(shí)應(yīng)考慮到相交垂直線(xiàn)的方向問(wèn)題，導(dǎo)軌的實(shí)際角度偏差值較小，且十字線(xiàn)的橫線(xiàn)多呈現(xiàn)水平狀態(tài)，因此處理圖像時(shí)均按照坐標(biāo)軸的方向。圖2表示的是圖像處理后的效果，圖中兩條垂直相交點(diǎn)區(qū)域的相互干擾現(xiàn)象較為明顯，邊緣點(diǎn)的精度受到影響，所以，應(yīng)將交點(diǎn)附近的邊緣點(diǎn)予與清除，從而提高計(jì)算的準(zhǔn)確度。（2）檢測(cè)數(shù)據(jù)采集與處理模塊的實(shí)現(xiàn)方式α、電梯導(dǎo)軌的測(cè)量工作重點(diǎn)圍繞其直線(xiàn)度和扭曲度的參數(shù)進(jìn)行，而十字線(xiàn)激光束中心準(zhǔn)線(xiàn)是衡量監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置分布合理性的標(biāo)準(zhǔn)和參照物。建立坐標(biāo)系是數(shù)據(jù)采集與處理的首要條件和基本前提。設(shè)計(jì)坐標(biāo)軸前，在標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng)平臺(tái)上選定移動(dòng)光靶的放置位置，同時(shí)保證平臺(tái)能夠在坐標(biāo)橫縱軸上任意移動(dòng)，標(biāo)出光靶的水平傾角β、分辨率m和上下端邊緣點(diǎn)p、q，點(diǎn)a和點(diǎn)b與p、q兩點(diǎn)共線(xiàn)，設(shè)定點(diǎn)o為線(xiàn)段pq之間的中點(diǎn)，而p、q兩點(diǎn)與a、b兩點(diǎn)共線(xiàn)。建立以o為原點(diǎn)，經(jīng)過(guò)o點(diǎn)且平行于光靶長(zhǎng)邊的直線(xiàn)為橫軸，經(jīng)過(guò)o點(diǎn)且平行于光靶短邊的直線(xiàn)為縱軸，如圖3所示。圖中點(diǎn)g為極坐標(biāo)原點(diǎn)。首先，求得點(diǎn)a坐標(biāo)、極徑ρ以及極角θ等，檢測(cè)各點(diǎn)的是否精確。對(duì)以上所求結(jié)果進(jìn)行分析和處理，可得出電梯導(dǎo)軌a點(diǎn)的扭曲度和直線(xiàn)度的參數(shù)。（3）誤差處理與分析模塊的實(shí)現(xiàn)方式。檢驗(yàn)測(cè)量誤差的大小，需要使用激光器、攝像機(jī)等儀器，對(duì)光靶分辨率、oa兩點(diǎn)之間的距離、光靶傾角急性檢測(cè)，獲得圖像和導(dǎo)軌直線(xiàn)度和扭曲度值。誤差檢驗(yàn)結(jié)果表明，由于激光漂移的因素，遠(yuǎn)距離檢測(cè)的準(zhǔn)確度小于近距離檢測(cè)值，距離越遠(yuǎn)精度值越差;由于角度的因素，橫向檢測(cè)的精準(zhǔn)度小于縱向測(cè)量角度，橫縱軸誤差較大。對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果的要求較嚴(yán)格時(shí)，應(yīng)將a點(diǎn)的側(cè)面作為光靶的移動(dòng)范圍。最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果需滿(mǎn)足通用電梯導(dǎo)軌直線(xiàn)度為0.4mm/5m，和扭曲度為15’/5m的要求。

圖1 移動(dòng)光靶組成結(jié)構(gòu)圖

圖2 圖像處理結(jié)果

圖3 十字線(xiàn)坐標(biāo)系

3 結(jié)語(yǔ)

隨著電梯在社會(huì)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，電梯種類(lèi)日趨多樣化，電梯導(dǎo)軌檢驗(yàn)技術(shù)水平也在逐步提升。目前，檢測(cè)工作的重點(diǎn)在于提升電梯的安全性和舒適度。導(dǎo)軌的材質(zhì)過(guò)硬或不均勻是影響電梯安全的主要因素，降低電梯安全事故的發(fā)生率始終是電梯運(yùn)行維護(hù)檢修工作的側(cè)重方向。而導(dǎo)軌的舒適度直線(xiàn)度和扭曲度稍有偏差，則會(huì)引起電梯晃動(dòng)和振動(dòng)，從而降低電梯的舒適度。在未來(lái)的發(fā)展中，電梯導(dǎo)軌檢驗(yàn)工作將會(huì)隨著電梯的普及度日漸完善。

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