淺析電梯導軌直線度及扭曲度的檢驗系統的設計

李縱華

(內蒙古自治區特種設備檢驗院,內蒙古呼和浩特 010031)

淺析電梯導軌直線度及扭曲度的檢驗系統的設計

李縱華

(內蒙古自治區特種設備檢驗院,內蒙古呼和浩特 010031)

直線和角度的基準問題是電梯導軌直線度與扭曲度校驗中首要解決的目標。以往人們通常以檢測平臺作為測量基準,采用手工方式校驗電梯導軌,耗費了大量的人力物力和工時。現階段,大多校驗單位采用了以圖像處理技術和十字線激光束等組成的電梯導軌檢測系統,即使用激光源和移動光靶,獲取激光圖像,進而對導軌進行校對。

電梯 導軌 檢測系統

隨著社會科技的發展，計算機電子技術被廣泛地引用在各個行業，電梯校驗工作積極引進現代科技，極大地提高了工作效率，推動了我國電梯檢驗工作的發展進程。本文主要介紹了電梯導軌檢驗系統的設計原理及其應用，具體闡述如下。

1 電梯導軌檢驗系統的設計依據和原理

首先，電梯導軌的設計依據。根據電梯的相關校驗規則和國家電梯導軌檢驗規定，對頂面和向面采取直線檢測的方法，對導向面則采用扭曲度檢測法。通常情況下，工作人員多利用檢測平臺開展導軌的檢測活動，通過打表、測量和計算，最后得出檢驗結果。但這種測量方式具有一定局限性，檢驗誤差較大。其次，導軌的檢驗原理。檢驗系統主要采用計算機技術、激光源和移動光靶等輔助工具，將激光光源置于導軌的底端，使光束與導軌保持平衡，然后移動光靶，在指定位置取得光束圖像。經計算機網絡處理技術處理后，獲得圖像橫向偏角和中心點坐標。移動光靶構造如圖1所示，其中a、b、c為導軌上的三個監測點，光靶的中心應盡量控制在以上三點的連接線上。

2 電梯導軌檢驗系統的設計結構

電梯導軌檢驗系統設計包括三大模塊，即直線度和扭曲度數據采集模塊、圖像處理模塊、誤差處理與分析模塊。下面對導軌直線度及扭曲度的檢驗系統進行詳細論述。（1）圖像處理模塊的實現方式。進行圖像處理工作之前，首先要進行邊緣檢測。根據十字激光圖像的特點，常采用十字線上最明顯的亮度點，以達到準確快速測量的目的。圖像處理步驟如下：第一步，尋找兩條垂直線的大致輪廓，確定中心線位置和起始直線。在中心線附近開展邊緣測量活動，以減少工作量，提高計算效率。第二步，使用檢測圓，總和圓圈內的素點亮度，在起始直線周圍尋找面積和亮度最大的邊緣點。第三步，為了提高亮度檢測值，將邊緣點代入插值式中，快速檢驗。第四步，關于橫向傾斜角度和兩條垂直線的交點坐標的求解問題，主要采用最小二乘法解決。在邊緣檢測時應考慮到相交垂直線的方向問題，導軌的實際角度偏差值較小，且十字線的橫線多呈現水平狀態，因此處理圖像時均按照坐標軸的方向。圖2表示的是圖像處理后的效果，圖中兩條垂直相交點區域的相互干擾現象較為明顯，邊緣點的精度受到影響，所以，應將交點附近的邊緣點予與清除，從而提高計算的準確度。（2）檢測數據采集與處理模塊的實現方式α、電梯導軌的測量工作重點圍繞其直線度和扭曲度的參數進行，而十字線激光束中心準線是衡量監測點位置分布合理性的標準和參照物。建立坐標系是數據采集與處理的首要條件和基本前提。設計坐標軸前，在標準移動平臺上選定移動光靶的放置位置，同時保證平臺能夠在坐標橫縱軸上任意移動，標出光靶的水平傾角β、分辨率m和上下端邊緣點p、q，點a和點b與p、q兩點共線，設定點o為線段pq之間的中點，而p、q兩點與a、b兩點共線。建立以o為原點，經過o點且平行于光靶長邊的直線為橫軸，經過o點且平行于光靶短邊的直線為縱軸，如圖3所示。圖中點g為極坐標原點。首先，求得點a坐標、極徑ρ以及極角θ等，檢測各點的是否精確。對以上所求結果進行分析和處理，可得出電梯導軌a點的扭曲度和直線度的參數。（3）誤差處理與分析模塊的實現方式。檢驗測量誤差的大小，需要使用激光器、攝像機等儀器，對光靶分辨率、oa兩點之間的距離、光靶傾角急性檢測，獲得圖像和導軌直線度和扭曲度值。誤差檢驗結果表明，由于激光漂移的因素，遠距離檢測的準確度小于近距離檢測值，距離越遠精度值越差;由于角度的因素，橫向檢測的精準度小于縱向測量角度，橫縱軸誤差較大。對檢驗結果的要求較嚴格時，應將a點的側面作為光靶的移動范圍。最終的實驗結果需滿足通用電梯導軌直線度為0.4mm/5m，和扭曲度為15’/5m的要求。

圖1 移動光靶組成結構圖

圖2 圖像處理結果

圖3 十字線坐標系

3 結語

隨著電梯在社會生產中的廣泛應用，電梯種類日趨多樣化，電梯導軌檢驗技術水平也在逐步提升。目前，檢測工作的重點在于提升電梯的安全性和舒適度。導軌的材質過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生率始終是電梯運行維護檢修工作的側重方向。而導軌的舒適度直線度和扭曲度稍有偏差，則會引起電梯晃動和振動，從而降低電梯的舒適度。在未來的發展中，電梯導軌檢驗工作將會隨著電梯的普及度日漸完善。

[1]張慶豐,張鋮宏.電梯導軌直線度自動檢測系統的設計[J].科技創新與應用,2012,(11)：92．

[2]孫友群,孫云霞,張惠敏.一種測量超長導軌直線度的方法[J].現代測量與實驗室管理,2011,(02)：10-11．

[3]閻鐵福.導軌直線度測量與誤差的解析法評定探討[J].中小企業管理與科技(上旬刊),2011,(02)：141-142．