Page 31 - 理化检验-物理分册2022年第十期

韩北方: 钢筋力学性能全自动测试系统的应用与探索

样的直径分别为 5.5~32mm , 15~60mm 。

3 全自动试验系统
六轴机械手的工作范围为半径 2.55m 的圆形
3.1 全自动试验系统运行模式 内; 其工作效率为不少于20 个 / h 。选用仿真机械臂
新建一套一拖二( 一套机械手配合两台拉力试 的机器人IRB4600 ( ABB ), 测试序列可以根据操作
验机) 自动拉伸试验系统, 用机械手代替人工, 完成 者要求改变( 具有测试优先权)。六轴机械手可自动

指定位置待检试样的自动称重测长、 拉伸试验, 并自 抓取最大质量为 25k g 的试样, 抓取时保证运行平
动上传检验结果, 实现全自动检验。该系统包括全 稳, 防止试样抖动、 歪斜, 影响试样的对中位置。在
自动引伸计、 试样传输机械手、 试样架及相应的控制 自动上样前进行试样对中, 确保拉伸过程中试样的
系统等。 同轴性。每个动作控制单元可通过软件进行人工控
全自动拉伸属于成熟的应用技术, 尤其在板材 制及检测。机械手拿取试样时, 具有判定是否拿取
检测领域, 已有 10a 以上的应用经验, 某些企业已 到试样的识别功能; 取较短的试样时, 如果机械手未

成功应用了该技术。 取到, 试样夹头不能打开。机械抓手的更换要方便,
某公司棒、 线材产品占全部产品的 80% 以上, 并保证人、 机安全。
棒、 线材产品对检验项目、 检验流程的要求一致, 试 控制系统具备各设备的工作状态显示、 控制、 故
样的形状和制样的标准相对统一, 分析数据量大并 障提示, 各类设备的工作运行状态统计, 各设备工作
要求及时上传。 节点的数据统计, 试样在自动化系统上的工作流程、
轧钢生产按批次取试样后( 盘卷试样在线用矫 工作状态、 分析结果的留存等功能。控制系统还能
直机进行矫直), 从现有信息系统中获取( 或由人工 分析数据并自动判定、 上传至公司系统。
创建) 对应批次批号、 牌号、 序号等信息, 生成并打印 试验数据接收及传送系统能按通讯协议, 接收
试样信息条码, 将条码贴在对应试样上并送至物理 上位机有关试样的试验信息, 并按此进行设定; 试验
实验室, 力学测试人员收到试样后, 用全自动拉伸系 结束后能按设定自动上传试验数据, 实现与上位机
统进行扫码登记, 建立分析测试任务, 并将试样按顺 之间的数据通讯。
序放到试样装卸架中, 进入自动测试流程。 操作软件、 测试软件在 Windows界面下的控制
试样进入自动测试流程后, 机械手抓取试样送 软件包( 含上位机通讯软件包) 的功能包括: 拉伸、 压
至称重测长系统, 进行长度、 质量测试, 自动计算质 缩、 弯曲、 循环、 设定试验方法、 测试结果分析、 数据
量偏差, 称重测长完成后, 用机械手将弯曲试验试样 自动发送、 试样排序及试验优先、 图像分析软件模
送回至卸载试样架, 由人工取走进行弯曲试验。拉 块、 记录试验日期和时间, 同时包括力值、 引伸计的
伸试样由机械手自动送至拉伸试验工位, 拉伸试验 自动计量程序。
机根据测量长度自动调整夹具间距, 试样到位后自 试验程序可安装到其他离线计算机上, 以便在
动夹紧, 根据试样信息选择拉伸试验程序, 自动开展 其他计算机上分析、 查看试验数据等。
拉伸试验, 自动进行钢屑清理, 测试完成后对照判定 软件能显示试验力、 横梁位移、 引伸计变形、 试
标准判定结果是否合格。由机械手卸载试样后, 送 样夹持力、 试验时间等。 PLC ( 可编程逻辑控制器)
至对应标识试样收集工位, 完成一个试样试验, 根据 编程监控软件能实时监测 PLC 的运行状态。
检验任务重复上述过程, 完成该批次全部试样检测 试验机控制计算机可自动预判断试验结果是否
后, 将该批次结果上传至公司质量系统, 完成一批次 合格、 有效( 试验数据是否符合有关标准规定)。如
试样检测 [ 3 ] 。 试验结果预判定不合格或无效, 需在试验结果的数
该系统为一台机械手配合两台自动拉伸试验机 据上作出标记。试验机控制计算机能永久保留试验

的工艺组合, 系统能够自动进行试样排队、 任务分配 段的数据( 大于 10000 个试样的试验数据), 以便操
等功能。 作人员可在控制计算机上根据试验日期、 试验人、 试
3.2 全自动试验系统主要功能 验批号等条件模糊动态查询到以往的试验结果。
试样矫直范围为 6~ ϕ 16mm ; 替代了人工矫 试验机控制计算机具备人工试样登记功能, 人

ϕ
直过程, 大大提高了矫直效率。 300 , 1200kN 电液 工登记的试验结果也可方便迅速上传到上位机上。

伺服拉伸试验机的精度等级均为 0.5 级, 夹持圆试 试验机控制计算机上传的数据结构( 试验数据
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