浅析电梯导轨直线度及扭曲度的检验系统的设计

李纵华

(内蒙古自治区特种设备检验院,内蒙古呼和浩特 010031)

浅析电梯导轨直线度及扭曲度的检验系统的设计

李纵华

(内蒙古自治区特种设备检验院,内蒙古呼和浩特 010031)

直线和角度的基准问题是电梯导轨直线度与扭曲度校验中首要解决的目标。以往人们通常以检测平台作为测量基准,采用手工方式校验电梯导轨,耗费了大量的人力物力和工时。现阶段,大多校验单位采用了以图像处理技术和十字线激光束等组成的电梯导轨检测系统,即使用激光源和移动光靶,获取激光图像,进而对导轨进行校对。

电梯 导轨 检测系统

随着社会科技的发展，计算机电子技术被广泛地引用在各个行业，电梯校验工作积极引进现代科技，极大地提高了工作效率，推动了我国电梯检验工作的发展进程。本文主要介绍了电梯导轨检验系统的设计原理及其应用，具体阐述如下。

1 电梯导轨检验系统的设计依据和原理

首先，电梯导轨的设计依据。根据电梯的相关校验规则和国家电梯导轨检验规定，对顶面和向面采取直线检测的方法，对导向面则采用扭曲度检测法。通常情况下，工作人员多利用检测平台开展导轨的检测活动，通过打表、测量和计算，最后得出检验结果。但这种测量方式具有一定局限性，检验误差较大。其次，导轨的检验原理。检验系统主要采用计算机技术、激光源和移动光靶等辅助工具，将激光光源置于导轨的底端，使光束与导轨保持平衡，然后移动光靶，在指定位置取得光束图像。经计算机网络处理技术处理后，获得图像横向偏角和中心点坐标。移动光靶构造如图1所示，其中a、b、c为导轨上的三个监测点，光靶的中心应尽量控制在以上三点的连接线上。

2 电梯导轨检验系统的设计结构

电梯导轨检验系统设计包括三大模块，即直线度和扭曲度数据采集模块、图像处理模块、误差处理与分析模块。下面对导轨直线度及扭曲度的检验系统进行详细论述。（1）图像处理模块的实现方式。进行图像处理工作之前，首先要进行边缘检测。根据十字激光图像的特点，常采用十字线上最明显的亮度点，以达到准确快速测量的目的。图像处理步骤如下：第一步，寻找两条垂直线的大致轮廓，确定中心线位置和起始直线。在中心线附近开展边缘测量活动，以减少工作量，提高计算效率。第二步，使用检测圆，总和圆圈内的素点亮度，在起始直线周围寻找面积和亮度最大的边缘点。第三步，为了提高亮度检测值，将边缘点代入插值式中，快速检验。第四步，关于横向倾斜角度和两条垂直线的交点坐标的求解问题，主要采用最小二乘法解决。在边缘检测时应考虑到相交垂直线的方向问题，导轨的实际角度偏差值较小，且十字线的横线多呈现水平状态，因此处理图像时均按照坐标轴的方向。图2表示的是图像处理后的效果，图中两条垂直相交点区域的相互干扰现象较为明显，边缘点的精度受到影响，所以，应将交点附近的边缘点予与清除，从而提高计算的准确度。（2）检测数据采集与处理模块的实现方式α、电梯导轨的测量工作重点围绕其直线度和扭曲度的参数进行，而十字线激光束中心准线是衡量监测点位置分布合理性的标准和参照物。建立坐标系是数据采集与处理的首要条件和基本前提。设计坐标轴前，在标准移动平台上选定移动光靶的放置位置，同时保证平台能够在坐标横纵轴上任意移动，标出光靶的水平倾角β、分辨率m和上下端边缘点p、q，点a和点b与p、q两点共线，设定点o为线段pq之间的中点，而p、q两点与a、b两点共线。建立以o为原点，经过o点且平行于光靶长边的直线为横轴，经过o点且平行于光靶短边的直线为纵轴，如图3所示。图中点g为极坐标原点。首先，求得点a坐标、极径ρ以及极角θ等，检测各点的是否精确。对以上所求结果进行分析和处理，可得出电梯导轨a点的扭曲度和直线度的参数。（3）误差处理与分析模块的实现方式。检验测量误差的大小，需要使用激光器、摄像机等仪器，对光靶分辨率、oa两点之间的距离、光靶倾角急性检测，获得图像和导轨直线度和扭曲度值。误差检验结果表明，由于激光漂移的因素，远距离检测的准确度小于近距离检测值，距离越远精度值越差;由于角度的因素，横向检测的精准度小于纵向测量角度，横纵轴误差较大。对检验结果的要求较严格时，应将a点的侧面作为光靶的移动范围。最终的实验结果需满足通用电梯导轨直线度为0.4mm/5m，和扭曲度为15’/5m的要求。

图1 移动光靶组成结构图

图2 图像处理结果

图3 十字线坐标系

3 结语

随着电梯在社会生产中的广泛应用，电梯种类日趋多样化，电梯导轨检验技术水平也在逐步提升。目前，检测工作的重点在于提升电梯的安全性和舒适度。导轨的材质过硬或不均匀是影响电梯安全的主要因素，降低电梯安全事故的发生率始终是电梯运行维护检修工作的侧重方向。而导轨的舒适度直线度和扭曲度稍有偏差，则会引起电梯晃动和振动，从而降低电梯的舒适度。在未来的发展中，电梯导轨检验工作将会随着电梯的普及度日渐完善。

[1]张庆丰,张铖宏.电梯导轨直线度自动检测系统的设计[J].科技创新与应用,2012,(11)：92．

[2]孙友群,孙云霞,张惠敏.一种测量超长导轨直线度的方法[J].现代测量与实验室管理,2011,(02)：10-11．

[3]阎铁福.导轨直线度测量与误差的解析法评定探讨[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2011,(02)：141-142．