Page 34 - 理化检验-物理分册2022年第十期
P. 34
刘明辉, 等: 热轧带肋钢筋的全自动检测技术
表 1 GB / T1499.2 — 2018 规定钢筋的检测项目及数量 的高精度测量尺, 试样放置于支架上后, 气缸带动测
检测项目 数量 / 个 量尺运动并夹紧试样, 从而自动测量试样长度。长
室温拉伸试验 2 度和质量测量结果通过 PLC ( 可编程逻辑控制器)
弯曲试验 2 计算后, 自动转换为钢筋质量偏差测量结果。为提
反向弯曲试验 1 高设备精度, 减少全流程人为干扰因素, 钢筋质量偏
质量偏差 5 差称重测长仪配备了质量控制试样( 以下简称质控
显微组织 2 试样), 可通过实验程序设置质控试样的自动检测频
晶粒度 2 次, 六轴机器人自动抓取质控试样, 对称重测长仪显
疲劳试验 5 示的质量、 长度两个关键指标进行核验, 如果超出设
连接性能 根据实际需求 置偏差, 可自动报警, 并根据设置进行校准。
由中国住房和城乡建设部发布的 《 混凝土结构
工程施工质量验收规范》 中, 多条为强制性条文, 必
须严格执行。根据该规范第 5.2.1 条规定: 钢筋进
场时, 应按国家现行相关标准的规定抽取试样进行
拉伸、 弯曲、 反向弯曲等力学性能和质量偏差检验,
检验结果必须符合有关标准的规定, 检验数量按进
场的批次和产品的抽样检验方案确定。
由以上标准、 规范中的相关规定可知: 对于日常 图 1 钢筋质量偏差称重测长仪外观
生产检验, 钢筋主要检测项目为室温拉伸、 弯曲、 反 2.2 拉伸试验自动化
向弯曲、 质量偏差等 4 个检测项目。 钢筋质量偏差测量试验完成后, 机器人将其中
2 热轧带肋钢筋检测中的全自动检测技术 2 个试样转运至拉伸试验机工位, 拉伸试验机根据
钢筋质量偏差测量仪测出的试样长度调整上、 下横
钢筋室温拉伸、 弯曲、 反向弯曲、 质量偏差 4 个 梁间距, 开始拉伸试验。
检测项目的试样直径规格相对固定, 外形尺寸不需 目前, 钢筋检测领域用电子万能试验机配备六
要机加工, 而且相对复杂的室温拉伸试验已经实现 轴机器人和机械接触式引伸计, 实现了钢筋拉伸性
了自动检测, 这为 4 个项目集成后的钢筋全流程自 能全自动检测 [ 1 ] 。该模式的主要缺点在于机械接触
动化检测奠定了基础。同时, 由于质量偏差测量需 式引伸计的使用, 由于钢筋在拉伸断裂的过程中产
要 5 个试样, 且属于非破坏性试验, 因此质量偏差测 生较大振动, 特别是钢筋表面带有横肋, 振动时对机
量后的 5 个 试 样 可 继 续 应 用 于 其 他 项 目 的 检 验, 械接触式引伸计影响较大, 钢筋表面的氧化铁受到
2 个用于室温拉伸试验, 2 个用于弯曲试验, 1 个用 振动而脱离基体, 变成细小的粉尘弥漫在空气中, 并
于反向弯曲试验。因此, 钢筋全流程自动化检测的 附着在机械接触式引伸计的各个传动装置表面, 严
设计思路为: 每批待检试样取 5 个, 由六轴机器人连 重影响引伸计的精度, 以上原因造成的机械接触式
接各试验仪器, 并流转各工序试样; 首先进行质量偏 引伸计的故障率特别高。除此之外, 试样拉断后, 断
差测量, 再对质量偏差测量完成后的 5 个试样进行 裂位置具有随机性, 而接触式引伸计与试样的接触
自动化分配, 分别进行室温拉伸、 弯曲、 反向弯曲试 位置相对固定, 如果试样断裂位置处于引伸计标距
验, 完成钢筋的全流程自动化检测。 以内, 且靠近引伸计与试样的接触点, 甚至处于引伸
2.1 质量偏差测量自动化 计标距以外, 则会造成试样的形变指标测量结果误
采用钢筋质量偏差称重测长仪( 见图 1 ) 测量钢 差较大, 尤其对于棒材试样, 这一问题尤其突出。
筋的质量偏差, 案例中钢筋质量偏差称重测长仪结 针对机械接触式引伸计在钢筋拉伸试验中故障
构为: 5 个试样水平支架, 每个支架下方配置质量传 率高、 误差较大的问题, 以下案例基于数字图像相关
感器, 六轴机器人将试样放置于支架上后, 传感器自 ( DIC ) 原理, 利用视频引伸计, 对不同直径的带肋钢
动感应试样的质量, 同时每个支架采用端部定位方 筋标距进行标定, 应用特定的电荷耦合元件( CCD )
式, 一端为试样长度测量的零点, 另一端为气缸带动 图像化、 数字化成像技术, 拍摄钢筋在拉伸试验过程
1 8
