[发明专利]自动化材料拉伸实验装置及其控制系统

说明书

一种自动化材料拉伸实验装置包括壳体、安装在壳体内部用于拉伸实验的万能机、为万能机提供试件的托盘和储料仓、用于抓取试件并送入万能机中的机械手、用于运输实验废料的输送线，万能机、托盘和机械手安装在壳体内的上半部，且机械手安装在万能机和托盘之间。储料仓和输送线安装在壳体内的下半部，且储料仓位于托盘的下方，输送线位于万能机的下方。本发明自动化材料拉伸实验装置通过自动化电气控制系统和机械结构设计实现自动上下料，摆脱了传统设备人工上下料的繁琐操作，极大提高了实验的准确性和效率。

【技术领域】

本发明设计自动化设备技术领域，具体为一种自动化材料拉伸实验装置及其控制系统。

【背景技术】

材料的拉伸实验是检测材料机械性能试验的基本方法之一，主要用于检验材料是否符合规定的标准和研究材料的性能。以金属材料在建筑领域的应用为例，在钢筋混凝土结构中，混凝土主要起到抗压的作用，而钢筋主要起到抗拉的作用。钢筋混凝土结构的力学反应在很大程度上取决于钢筋混凝土的材料性能。

拉伸试验可测定材料的一系列强度指标和塑性指标，强度通常是指材料在外力作用下抵抗产生弹性变形、塑性变形和断裂的能力。材料在承受拉伸载荷时，当载荷不增加而仍继续发生明显塑性变形的现象叫做屈服，产生屈服时的应力，称为屈服点或物理屈服强度。工程上有许多材料没有明显的屈服点，通常把材料产生的残余塑性变形为0.2％时的应力值作为屈服强度，称为条件屈服极限或条件屈服强度，材料在断裂前所达到的最大应力值，称为抗拉强度或强度极限。塑性是指金属材料在载荷作用下产生塑性变形而不致破坏的能力，常用的塑性指标是延伸率和断面收缩率。延伸率又叫伸长率，是指材料试样受拉伸载荷折断后总伸长度与原始长度比值的百分数，断面收缩率是指材料试样在受拉伸载荷拉断后，断面缩小的面积与原截面面积比值的百分数。

目前绝大多数质检机构和教学机构在钢筋抗拉试验测定过程中仍采用人员上下料钢筋试件，人员从物料周转小推车上搬取一件待测钢筋试件，摆放到万能机夹头中心位置，按下夹头启动按钮，夹头动作并将待测钢筋试件夹紧，再按下试验启动按钮，万能机进行抗拉强度实验测定。该传统设备和操作方式方式需要人工频繁搬运试件和上下料，因此劳动强度大、效率低、成本高。

由此可见，提供一种提升效率，减少成本的自动化材料实验拉伸装置是本领域亟需解决的问题。

【发明内容】

针对上述问题，本发明自动化材料拉伸实验装置及其控制系统通过自动化电气控制系统和机械结构设计实现自动上下料，摆脱了传统设备人工上下料的繁琐操作，极大提高了实验的准确性和效率。

为解决上述问题，本发明自动化材料拉伸实验装置及其控制系统包括壳体、安装在壳体内部用于拉伸实验的万能机、为万能机提供试件的托盘和储料仓、用于抓取试件并送入万能机中的机械手、用于运输实验废料的输送线，万能机、托盘和机械手安装在壳体内的上半部，且机械手安装在万能机和托盘之间。储料仓和输送线安装在壳体内的下半部，且储料仓位于托盘的下方，输送线位于万能机的下方。

进一步的，所述壳体包括由若干根铝型材组成的框架和若干块板材组成的围板，其中框架用于其他部件的安装和承重，围板用于对壳体内部的设备进行防护。

进一步的，所述万能机包括安装在壳体上的机座、安装在机座上的滑杆、安装在滑杆顶端的端盖、套设在滑杆上的动梁、位于动梁下方的液压机以及开设在动梁和机座上的钳口。

进一步的，所述托盘包括一块安装在壳体上的托板以及安装在托板上的支撑块。

进一步的，所述储料仓包括保护壳和循环上料组件。

进一步的，所述机械手包括两根X轴滑轨、安装在X滑轨上的X轴滑块、位于X轴滑轨上方的Y轴滑轨、安装在Y轴滑轨上的Y轴滑块、与Y轴滑块连接的Z轴滑块、与Z轴滑块可移动连接的Z轴滑轨。