Page 19 - 理化检验-物理分册2024年第十一期

张 康，等：钢铁板材全自动力学性能测试工艺设计及实验室建设

加工中心，用于对圆棒拉伸试样、高温拉伸试样进行 接从产线运输至机械手抓取区域。利用红外扫描仪
精细加工 [3-4] 。 可判断试样的位置及摆放角度，通过调整机械手的
1.2.2 全自动拉伸试验机 姿态，修正抓取角度，保证机械手能够准确抓取试
全自动拉伸试验机是在传统拉伸试验机的基础 样。如实验室距离轧线较远，可使用车辆运输试样。
上，增加机械手、全自动横截面测量台及全自动引伸 生产厂切割的试样按规定的形状、尺寸放在指定规
计，以实现全自动拉伸性能测试的试验机。拉伸试 格的试样框内。进行试验时需将试样框放在机械手
验是在规定速率下进行的，而机械手的运动速率很 抓取区域。利用上料机械手上的扫码器扫描试样上
快，因此建议采用一台机械手配合两台拉伸试验机 的代码，识别标称规格、试样类型、试样方向等信息。
的配置，可以节省部分资金。目前，引伸计常采用 利用喷码器喷码、激光打码或纸质打印贴码等方法
的组合模式为全自动纵向视频引伸计/全自动机械 标识试样上的代码。
式纵向引伸计+全自动光学式横向引伸计。建议采 2.1.2 试样尺寸测量
用全自动纵向视频引伸计+全自动光学式横向引伸 利用上料机械手将样板抓取至尺寸测量台，通
计，其测量数据更加稳定、精确，且不需要频繁调整 过视觉系统识别试样的长度、宽度，用激光测量试样
和保养。全自动拉伸试验机可以选择电子万能试验 的厚度等信息。如果试样厚度异常，或长度和宽度
机，其性能更加稳定，避免频繁调整和维修，同时根 无法满足加工要求，利用机械手抓取试样至异常料
据产品结构合理选择试验机量程及数量。 筐内，并在信息化平台上提示错误信息，后续可由操
1.2.3 全自动冲击试验机 作人员确认是否调整切割项目，以进行下一步切割
全自动冲击试验机是在传统冲击试验机的基础 作业。
上，增加了机械手及全自动保温箱，可实现全自动冲 当试样厚度不大于25 mm时，利用机械手抓取
击性能测试。目前，全自动冲击试验机的缺口对中 试样至激光切割加工区；当试样厚度大于25 mm时，
方式有：基于视觉识别的光学对中，其优点是可同时 利用机械手抓取试样至全自动圆盘锯切割加工区。
实现缺口对中和试样尺寸测量，并且在接入全自动 2.1.3 试样分解加工
检验线时，对试样摆放精度及尺寸精度要求低，缺点 按照实验室信息管理系统（LIMS）指令中的切
是对V型缺口的加工精度要求高，V型缺口内的铁 割信息，自动匹配预设的切割工艺进行切割。
屑等可能对缺口的识别造成干扰；V型定位销的机 2.1.4 试样分拣及打标
械对中，该方式是通过带有V型定位销的冲击试样 切割后的试样掉落至传送带。为避免因切割不
架实现的，其优点是长期使用稳定性高，不易受环境 彻底或者边部挂渣而导致试样未掉落，可利用机械
干扰，缺点是在接入全自动检验线时，对摆放精度要 手上的施力杆向试样施加向下的力，协助试样掉落。
求高。目前，这两种对中方式均可达到0.1 mm的定 分拣机械手通过视觉系统识别试样类型，抓取试样
位精度。 至打标台，在取样位置的适当区域刻蚀上能够在后
续工序识别的标识，并按照检验项目等要求，将试
2 不同产品的自动化力学性能测试流程
样分类放到不同的试样盒内。试样盒的设计需方便
2.1 中厚板及热轧平直板 AGV搬运及后续机械手拿取。废样板由上料机械
板材越厚，需要的激光切割功率越大，导致切口 手抓取至废样斗。
[5]
宽度和热影响区越宽 ，切口断面或下表面更易挂 2.1.5 试样精加工
渣，影响试样掉落。随着板材厚度的增大，切割时需 板状拉伸试样的工艺流程为：AGV转移试样至
要的辅助气体纯度越高，成本越高 。因此，中厚板 综合加工中心点位→机械手抓取试样至综合加工中
[6]
普遍采用的切割方案为：对于厚度不大于25 mm的 心→试样加工→机械手抓取试样进行尺寸测量、打
试样，采用激光切割，激光器需达到10 kW以上功率； 标距点及标识码→机械手抓取试样至试样框→AGV
对于厚度大于25 mm的试样，采用全自动圆盘锯切 运输试样至拉伸试验机点位→机械手抓取试样框至
割，通过机械手进行试样反转及拿取，并接入全自动 待测料架。
加工检验线中。 圆棒拉伸试样的工艺流程为：AGV转移试样至
2.1.1 试样登记 圆棒试样加工中心点位→机械手抓取试样至圆棒试
如果实验室紧邻轧线，可通过传送带将试样直 样加工中心→试样加工→机械手抓取试样进行尺寸

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