Page 35 - 理化检验-物理分册2022年第十期

刘明辉, 等: 热轧带肋钢筋的全自动检测技术

中各标定点的变形范围, 并将被测试样所发生的位 棒材试样拉伸断裂位置随机性较大, 及采用接触式
置变化等关联, 由此可见, 无论试样断裂于何处, 视 引伸计测量试样断后伸长率结果误差较大的问题。
频引伸计都可通过分析图像软件来优化标距选择范 表 3 不同拉伸试验机间的比对配对 T 检验结果
围, 使试样断裂点始终处于测量标距的合适位置, 进 最大 最小 相对 配对 T 检验 配对 T 检验
而测量出试样拉伸过程中所发生的应变与位移, 视频 指标 相对 相对 偏差 平均值差值 平均值
引伸计跟踪钢筋表面特征点示例如图 2 所示 [ 2 ] 。经 偏差 / % 偏差 / % 均值 / % ( 95%置信区间)差值 P 值
过测试比对, 视频引伸计完全满足钢筋塑性指标测量 下屈服强度 3.42 -1.97 1.23 ( -8.40 , 2.14 ) 0.228

的要求。 抗拉强度 1.39 0.00 0.12 ( -7.88 , 3.36 ) 0.409

断后伸长率 0.30 -1.60 -0.52 ( -0.42 , 0.09 ) 0.187

2.3 弯曲试验自动化
在进行拉伸试验的同时, 六轴机器人将钢筋质
量偏差测量仪上剩余的 3 个试样( 每批次 5 个试样
中的 2 个已用于拉伸试验) 转运至弯曲、 反向弯曲待
检试样架。
弯曲试验系统由六轴机器人、 待检试样架、 试样
图 2 视频引伸计跟踪钢筋表面特征点示例 收集系统等部件组成。该系统可以一键自动控制或
为确认采用视频引伸计后全自动拉伸试验机测 接受上位机信号控制, 自动完成六轴机器人上下料、
量结果的精度, 使用测量钢筋标准试样和不同试验 弯曲跨距调整、 弯角控制、 弯曲等试验过程。弯曲试
机比对两种方式确认拉伸试验结果, 钢筋标准试样 验机外观如图 3 所示。
测量结果如表 2 所示。
表 2 钢筋标准试样测量结果
项目 下屈服强度 / MPa 抗拉强度 / MPa 断后伸长率 / %
标准试样特征值 464 623.0 29.5
标准试样 1 实测值 466 620.0 29.0
标准试样 2 实测值 466 619.0 30.0
平均值 466 619.5 29.5

下屈服强度的最大偏差为 2 MPa , 满足标准试 图 3 弯曲试验机外观

样允许偏差 ±20 MPa 的要求; 屈服强度的 最大偏 弯曲工位采用液压加荷与微机系统相结合的技

差为4MPa , 满足标准试样允许偏差 ±15MPa的要 术, 由一个垂直油缸将试样弯曲到规定角度后, 利用

求; 断后伸长率的最大误差为 -0.5% , 满足标准试 主活塞的下降来实现试样的弯曲, 从而完成弯曲试
样允许误差 ±2% 的要求。 验, 再调整两个相对的水平油缸位置, 使得试样可以
在 40 个热轧钢筋棒材上各连续截取 2 个试样, 自动完成收集和取出。
将 80 个试样按取样来源分 2 组, 即每组中的 40 个 受视频自动识别技术的限制, 该案例未集成弯

均来自 不 同 的 钢 筋 棒 材。 2 组 试 样 分 别 在 MTS 曲试样结果自动判定功能, 弯曲试验完成后, 试样自
SHT5605 型 拉 伸 试 验 机 ( 配 备 机 械 式 引 伸 计) 和 动收集在料车内, 需要进行人工弯曲结果判定 [ 3 ] 。

SL1000 型拉伸试验机( 配备视频引伸计) 两台设备 2.4 反向弯曲试验自动化
上进行比对试验, 通过配对 T 检验方法对两台拉伸 在进行弯曲试验的过程中, 六轴机器人将待检
试验机测量结果进行数据分析, 结果如表 3 所示( 表 试样架上的 1 个试样转运至自动反向弯曲试验机
中 P 为假设检验概率)。 ( 见图 4 ) 弯曲工位上。
经过统计分析, 两台拉伸试验机的测量结果没 自动反向弯曲工位为卧式结构设计, 由两个油
有明显差异, 说明全自动拉伸试验机配备视频引伸 缸液压加荷, 弯曲支辊由双向丝杠带动, 支辊同步进
计完全满足热轧钢筋棒材的检验需要, 有效解决了 退以便调整支辊距离, 活塞上安装压辊, 可以进行试
1 9