三維視覺系統進行繩磨損分析

三維（3D）成像可以用來驗證繩和電纜的質量來測量間距長度和直徑，并確定繩表面損傷和類型的磨損，精度超過目前的方法，提高安全性。

三維（3D）成像可以驗證繩和電纜的質量，測量繩子的任何部分的間距長度和直徑，并確定在繩索表面上的磨損的損壞和類型，與精度超過目前的方法，它可以提高安全性。鋼絲和織物繩索在它們所使用的所有設備的操作是安全性關鍵的基本元件。它們包括范圍很廣的機器：纜索鐵路，礦井提升機，客貨電梯，起重機，門式起重機，和絞車。鋼絲繩很受歡迎，因為它們的磨損特性和確定使用壽命的方法是公知的。繩索通常是測試的特征參數，如間距長度和繩直徑。另一個重要的評價，調試，是在繩子表面的可見光損傷的評估。使用接觸式測量儀器對瀝青長徑和鋼絲繩直徑進行測量。表面缺陷進行評估，定期使用可視化的方法（VT）。使用接觸法測量直徑和間距，如用尺。

也存在確定磁性繩測試（MRT）信號的頻率分析的基礎上，節距長度的方法，但這種方法不允許直徑的同時儀器輔助測量。該磁探傷方法也可能不被用于纖維繩，這是在所有的行業越來越流行。迄今為止，一直沒有簡單而準確的測量方法，這將使行程長度和繩索的直徑的連續和同時測量。

使用三維機器視覺技術為間距和直徑的連續測量也允許繩表面上的磨損的使用過程中的控制。

織繩測量

三維視覺系統可以成功地使用在研究對象的幾何參數的評價和它們的表面參數的評價。三維圖像的構建方法是基于在之前的一篇文章中討論了使用照相機和激光。基于圖像分析，確定高度分布，然后用它來建立一個三維圖像。鋼絲繩參數的測量和評價是在繩子的整個長度上連續進行的。這允許評估沿繩索的長度的參數的變化，并評估在操作過程中的繩索的選擇的參數的變化，以及一個廣泛的額外的參數顯示在3D圖像。

視覺系統的配置如圖1所示。激光束照亮繩子的關系在其軸線的90°。相機設定在45°角度的激光平面（圖1）。這樣的配置，得到各軸，分別為以下決議：Δx = 0.15 [毫米]，Δy = 0.15 [毫米]，Δz = 0.21 [毫米]

 

 

視覺系統獲取圖像到一個單色CMOS在這樣一種方式，圖像只顯示了激光線，它允許高度輪廓的測定。以下組件的高度對連續圖像彼此隔開的Δy = 0.15 [毫米]確定，建立了鋼絲繩的表面三維圖像（圖2）。使用三臺攝像機系統設置每120°繞繩允許速度可達每秒幾千測量一個完整的繩索表面檢查形象建設。

圖2

 

 

繩索表面的三維圖像之前的任何測量程序進行預處理。這是為了去除任何“噪音”可見的繩索表面的圖像中，并進行測量（圖3a）做準備。測量算法基于檢測股線的邊緣，如形成繩子的表面和其分割（圖3b）的小線。然后，對于每個繩股的，特征點被確定，它定義了繩索的軸線上方的繩股的最大高度。繩的間距長度是根據一給定鏈的邊緣或特征點之間的距離進行測量。一股的部分是3D圖像上的白點可見。

圖3

 

測量節距長度的另一種方法是配置視覺系統，以便該激光線平行于繩索的軸線。在這種情況下，繩索表面示出了形成繩的直徑股線的布置。在所提出的配置節距長度可以為每個繩股的測定。在間距長度的變化的分析允許繩索或他們的傷害（圖4）的磨損的間接評估。應注意在圖像中由激光線的失真支付給任何的多股纖維的損傷，可見。在3D圖像這一附加信息定義到繩子損壞。圖4b示出了繩索表面的過濾高度輪廓，用于測量所述繩的間距長度制備。

圖4

 

繩直徑是從繩的三維圖像獲得的橫截面的分析的基礎上測定的。繩子中心并且每個橫截面的直徑的坐標被確定。在所采用的視覺系統的配置，有可能來確定直徑每0.15[mm]的沿其軸線轉動。這允許對在直徑擾動的形式，例如損害的繩索和記錄的表面上單獨的線或股線的裂紋的檢測。

圖5

 

利用繩索表面的三維圖像的允許的缺陷進行檢測。測試過程中記錄的缺陷為鋼絲繩和纖維繩有所不同。在鋼繩索的情況下，缺陷包括在形成線料，在圖6b所示的瓶頸或在圖6a為可見股線的排列凹槽，和裂縫的股線，或導線。在纖維繩的情況下，在鏈結構的變形的形式的缺陷已被識別，如圖6d中，以及股線的磨損表面層，如圖6c中投射激光線影像中。這些扭曲也可以在圖6d的在鏈面的局部變形的形式的底部部分可以看到。

圖6

 

這里使用的繩索表面的三維圖像，

繩索的任何部分的節距長度的測量

繩索的任何截面的直徑的測量

繩的表面上的損傷和磨損的類型的識別。

 

  記錄和測量結果分析允許各種參數及其作為繩操作時間在其應用程序中的功能的變化的比較。此方法，并作為一個連續的過程進行測量的頻率的精度遠遠超過的鋼繩和缺陷在其表面上的幾何特征的測量電流的方法的能力。