三維技術(shù)在起重機(jī)吊鉤檢測中的應(yīng)用

摘 要 在實(shí)際生產(chǎn)中，起重機(jī)吊鉤尺寸檢測經(jīng)常被直接忽略，這主要是由于傳統(tǒng)檢測方法操作難度比較大造成的。文章首先論證了吊鉤尺寸檢測的重要性，并提出了三維檢測技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)勢，最后，通過實(shí)例論證了三維技術(shù)在起重機(jī)吊鉤檢測中的應(yīng)用方案。

關(guān)鍵詞 吊鉤尺寸檢測；三位檢測技術(shù)；應(yīng)用

中圖分類號：TP274 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）07-0130-01

采用傳統(tǒng)的檢測方法來檢測起重機(jī)吊鉤的尺寸變化，如危險(xiǎn)斷面的磨損情況、扭轉(zhuǎn)變形或者開口度等，盡管看似簡單，卻不容易操作，比如在測量吊鉤扭轉(zhuǎn)變形情況時(shí)，一定要先將吊鉤摘下來，然后在特定的平臺上應(yīng)用劃線法來檢測。再加上傳統(tǒng)測量方法所使用的測量工具和方法都存在很大的差別，最終的檢測結(jié)果也會(huì)存在很大的誤差，這時(shí)，吊鉤尺寸是否達(dá)到報(bào)廢的標(biāo)準(zhǔn)就很難確定了。三維檢測技術(shù)在起重機(jī)吊鉤檢測中的應(yīng)用能有效解決上述難題，只要獲取吊鉤立體尺寸，就能對吊鉤的斷面磨損度、扭轉(zhuǎn)變形度以及開口度進(jìn)行分析，得出吊鉤尺寸變化的確切數(shù)值，從而確定吊鉤是否已經(jīng)達(dá)到報(bào)廢程度。

1 吊鉤尺寸檢測重要性

吊鉤具有承載作用是起重機(jī)械的危險(xiǎn)構(gòu)件之一，依據(jù)特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范TSGQ0002-2008《起重機(jī)械安全監(jiān)察規(guī)程—橋式起重機(jī)》的規(guī)定，吊鉤如果出現(xiàn)以下現(xiàn)象，需要立即報(bào)廢，停止繼續(xù)使用：1）出現(xiàn)裂紋；2）磨損斷面不低于原有尺寸的10%；3）與原有開口度尺寸相比，增加了15%；4）變形程度高于10°；5）危險(xiǎn)斷面出現(xiàn)塑性變形；6）板鉤襯套為原有尺寸的85%，更換襯套；7）板鉤心軸與原有尺寸相比磨損度達(dá)到5%，需要更換心軸；8）禁止采用焊接方法修補(bǔ)吊鉤。

在上文所述8條報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)中，除第1條和第8條之外，其余都與吊鉤尺寸相關(guān)，反映出吊鉤尺寸檢測在吊鉤檢測中占有重要地位，吊鉤尺寸檢測數(shù)據(jù)能夠在很大程度上影響吊鉤報(bào)廢判定結(jié)果?？墒乾F(xiàn)實(shí)情況是，好多使用單位只重視吊鉤裂紋這一項(xiàng)，如果發(fā)現(xiàn)吊鉤上存在裂紋，往往會(huì)立即更換，可是卻對吊鉤尺寸變化熟視無睹，不僅不檢測，更存在著不影響正常使用的錯(cuò)誤認(rèn)識，毫無疑問，這種做法大大提高了吊鉤使用的危險(xiǎn)度。

除此之外，以下因素也使得使用單位疏于檢測起重機(jī)吊鉤的尺寸變化：1）中小型企業(yè)中具備起重機(jī)專業(yè)知識的人員較少；2）盡管起重機(jī)吊鉤屬于三大危險(xiǎn)關(guān)鍵構(gòu)件之一，可是由于尺寸變化的周期很長，容易被人們忽視；3）傳統(tǒng)檢測方法的檢測結(jié)果存在較大誤差，且不容易操作；4）即使準(zhǔn)確測量出吊鉤尺寸變化的各項(xiàng)數(shù)值，可往往因?yàn)槿鄙僭汲叽?，無法判斷是否達(dá)到報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)。

正是由于以上多種因素的存在，在很多情況下，吊鉤尺寸變化即使超出了正常使用的范圍，卻仍然不停止使用，尤其對大型起重機(jī)來說，安全隱患程度更為嚴(yán)重，如果沒有提前防范，可能會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。因此，準(zhǔn)確檢測吊鉤尺寸變化是一項(xiàng)非常重要的工作，具有不可或缺的作用。

2 三維檢測技術(shù)優(yōu)勢

三維檢測技術(shù)在吊鉤檢測中的應(yīng)用有效解決了上述難題。三維檢測技術(shù)已經(jīng)在社會(huì)多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，如汽車制造業(yè)、航空航天業(yè)、模具制造業(yè)等。人們利用三維檢測技術(shù)檢測產(chǎn)品的質(zhì)量、評估3D模型是否與實(shí)物一致、進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析等。

我們以光柵式三維掃描技術(shù)為例來論述三維技術(shù)的優(yōu)勢：1）不需要直接接觸，采用照相工作原理，不需要直接接觸就可以獲得物體表面的三維數(shù)據(jù)，也可以測量出容易變形物體的表面數(shù)據(jù)；2）應(yīng)用面掃描方式，掃描速度很快，通常不超過5秒鐘；3）精確度高，應(yīng)用標(biāo)定技術(shù)能大大提高測量準(zhǔn)確度；4）采樣點(diǎn)密度高。測量相機(jī)在性能良好的條件下，可以單次獲得高達(dá)130萬點(diǎn)的數(shù)據(jù)，采樣密度極高；5）攜帶方便，體積小，部件方便攜帶，便于在實(shí)際中測量；6）對環(huán)境要求不高，大多數(shù)環(huán)境下都能運(yùn)轉(zhuǎn)正常，無論是暗室，還是露天環(huán)境，都可以操作進(jìn)行。

起重機(jī)吊鉤檢測利用了產(chǎn)品質(zhì)量檢測原理，這樣才能檢測吊鉤尺寸變化，判定吊鉤是否達(dá)到了報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)。準(zhǔn)確得到吊鉤立體尺寸后不但可以對吊鉤的斷面磨損程度、開口度以及扭轉(zhuǎn)變形程度進(jìn)行分析，還可以確定出吊鉤尺寸變化的精確值，然后與吊鉤報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，確定吊鉤是否達(dá)到報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)。三維立體復(fù)原技術(shù)可以將吊鉤斷面、開口度以及扭轉(zhuǎn)變形情況直接復(fù)原到之前的狀態(tài)，因此即使沒有吊鉤的原始尺寸，我們?nèi)匀豢梢耘卸ǖ蹉^是否達(dá)到報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)。

3 三維技術(shù)在吊鉤檢測中的應(yīng)用

起重機(jī)吊鉤是三維檢測技術(shù)的實(shí)施對象，而非接觸式光學(xué)三維檢測技術(shù)能夠滿足這一實(shí)際需求。當(dāng)前，檢測形狀與尺寸的光學(xué)檢測儀器在全部檢測儀器中占大部分比重。針對形狀的檢測分為兩種，一種是檢測二維尺寸大小；另一種是檢測三維形貌高度，其中，后者在實(shí)踐中應(yīng)用最廣泛。我們常見的光柵式三維掃描法、投影式疊紋干涉法等都可以進(jìn)行三維形貌高度檢測。

圖1 吊鉤實(shí)物與其三圍立體圖

如圖1所示，在起重機(jī)吊鉤檢測中應(yīng)用了光柵式三維掃描技術(shù)。通過計(jì)算機(jī)的作用，光柵式掃描儀產(chǎn)生正弦投影條紋，利用數(shù)字投影儀的作用，光柵條紋被投射到物體表面，在物體表面的作用下，條紋發(fā)生變形，相位關(guān)系也不會(huì)停留在之前的狀態(tài)，用專用CCD攝像機(jī)拍攝條紋，再通過提取相位、包裹相位的手段得到絕對相位值，系統(tǒng)再進(jìn)行標(biāo)定、變換坐標(biāo)，圖1（左）吊鉤表面的三維信息被獲取。吊鉤三維立體尺寸得到之后，將其與原始尺寸進(jìn)行比較，判斷出吊鉤是否達(dá)到報(bào)廢程度，通過這種方法來代替可操作性較差的傳統(tǒng)檢測方法。

除此之外，也可以通過開發(fā)吊鉤報(bào)廢判定專用軟件來判斷。舉例來說，可以程序化斷面磨損度、開口度等模塊，創(chuàng)建吊鉤尺寸數(shù)據(jù)庫，利用三維分析、三維立體復(fù)原等功能模塊獲取吊鉤尺寸變化值。

4 結(jié)束語

在實(shí)際應(yīng)用過程中，我們必須重視檢測起重機(jī)吊鉤，尤其需要高度重視吊鉤尺寸檢測。將三維檢測技術(shù)應(yīng)用于起重機(jī)吊鉤尺寸檢測領(lǐng)域，有效解決了依靠傳統(tǒng)方法檢測起重機(jī)吊鉤尺寸難于操作的問題。我們在上文所論述的光柵式掃描技術(shù)開發(fā)的報(bào)廢評估系統(tǒng)已經(jīng)在實(shí)踐中得到了廣泛應(yīng)用，能夠快速準(zhǔn)確檢測特種設(shè)備，它為檢測特種設(shè)備的機(jī)構(gòu)以及生產(chǎn)吊鉤的企業(yè)解決了一大難題。

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作者簡介

武震（1980-），內(nèi)蒙古鄂爾多斯市鄂托克旗人，本科，研究方向：特種設(shè)備。endprint