本文对钢铁企业力学试验室未来发展趋势进行探讨，以期促进检测装备技术水平进一步提升。

  乐金涛老师在2018年比较前瞻性的，就钢铁企业成品性能检验测试流程自动化建设工作这一话题，从钢铁企业成品性能检验测试现状到未来技术发展的新趋势等技术等问题，发文进行了阐述。现在再回头看这六年多来钢铁材料力学性能检验测试自动化技术的发展进程，感觉到很鼓舞。本文对技术已很成熟、广泛使用的全自动试验设备不再描述，在现有的基础上对今后技术的发展再作展望，以期待这样的领域的自动化检测技术水平更进一步提升。

  促进我国力学性能测试和试样加工设施在自动化技术方面水平的提升，减少人为因素影响，提高检测精度，确保试验数据准确性，提高劳动生产率等，切实减少全自动试验设备的进口数量。

  1、自动化、智能化更加适合于流水线作业、重复性作业，不一样的试验室要通过你自己拟突破的关键工序（解决主要矛盾）、现有场地和资金等情况，结合技术的发展来考虑策划。

  2、提升钢铁材料性能检验测试试验室的技术水平离不开自动化、信息化和智能化，实现全过程无人工干预的钢铁材料力学性能检验测试试验室是这样的领域未来发展的方向。近年来，国内许多单位都在和国内相关试样加工、试验设备制造及自动化集成单位做了积极有益的探讨和合作，许多单位的试验室已经在酝酿或实施试验室自动化改造的项目。

  3、在国内钢铁行业检测系统中自动化技术发展的很快，但在力学性能检验测试过程中，只是单体的全自动试样加工中心和全自动试验机居多，力学性能检验测试整流程自动化至今还是处于起步阶段，许多有关技术还不成熟。从表面上看自动化提升的空间很大，但由于相关单体设备的稳定性不够等状况，严重困扰整个自动化线长期持续稳定运转，这也是国内同行深感顾虑迟迟不敢推进实施，力学性能检验测试流程自动化工作落后于其他专业的关键所在。

  4、自动化能轻松实现操作无人或少人，但不能缩短检验周期，还可能稍微延长检验周期，同时会提高设备或系统的运维成本，对这个现实必须有正确的认识。制定自动化项目规划时切忌盲目跟风，好高骛远，最后造成实施效果与初始目标值相距甚远的被动局面。对于自动化项目三年不见效果、新技术超过三分之一项目，建议要慎重。

  5、随着智慧制造风潮的兴起，由试验机和机器人组合的全自动试验系统需求大增。目前我们的祖国研发制造的全自动试验系统的主要特征是集成其他自动化配套装置，但平心而论对试验机本身技术没有大的提高。

  1、随着技术的发展，钢筋全自动试验系统已能集钢筋弯曲校直、称重、测长、钢筋外形检测、温度养护（人工时效）、配备非接触式引伸计的拉伸试验等功能。另外还能够准确的通过需要转接到弯曲试验、反复弯曲试验和硬度试验工序，在一套系统里能轻松实现对GB/T 1499.2《钢筋混凝土用钢 第2部分：热轧带肋钢筋》标准中相关试验项目的全自动连续试验与自动判定，实现热轧钢筋的智慧检测。另外，其他类似的棒线材检测，也可以根据检验测试的项目的需要实现整流程全自动检测。

  2、现在大部分的成品性能检验测试试验室都是采用带锯床、剪板机、火焰切割等方式分割样坯。随着现代技术的发展，现在采取了激光或等离子、数控高速锯、数控专用带锯等高效精准的切割技术已是很成熟的技术，开始得到认可或使用，特别是GB/T2975—2018《钢及钢产品力学性能测试取样位置及试样制备》标准附录B中，也结合切割技术的发展，增加了对激光切割加工余量选择的规定。

  3、带全自动引伸计的电子拉伸试验机的普及，特别是视频引伸计开发运用，加速了薄板n值、r值全自动测量技术的发展。

  视频引伸计：具有非接触、全场、高精度等优点，可对试样进行无标识点自动识别测量，监控试样直至其断裂，可自动测量试样断后伸长率。在全自动化拉伸试验系统中常用的变形测量手段是全自动接触式引伸计，但接触式引伸计大多只能测量一组标距变形。与接触式引伸计相比，视频引伸计自动识别应变分布状态，可以在整个试验过程中自动追踪最大应变产生的实际位置，从而将原始标距L

  重新定位在最高应变区域的中心。避免了试样断在标距外或标距附近时的无效或不准确测试，有效提升试样利用率。

  4、自动化样品管理库：生产厂送检的样坯经过分割后，会留下余料需要试验室保留以备以后的各种复验等，还有试验后按规定需要保留的试验。传统的管理模式是试验室内部寻找场地人工编号堆放，需要时翻找，方式原始繁琐、效率低。自动化立体仓库系统由货架、堆垛机、出入库输送系统、管理系统等组成，按样品量和存放周期设计确定货架货位数，按规格厚度确定载货重量（托盘与货物总重）。自动化仓库系统集成计算机控制、数据通信、红外传输、信息识别等技术，能够监视整个立体仓库中各部分的运作情况，能够动态显示堆垛机的运行位置和各货位的状态。自动化仓库实现了样品管理收发自动化、仓储管理数字化、存储单元立体化等功能。

  5、全自动样品传送系统：目前试验室在不同的加工工序、加工与试验工序、样品管理、残样清理等环节，一定要通过人工进行过程流转，劳动效率低。自动化试验室建成以后，机器人能将样品按照类别存储放置到各自框中，然后能够准确的通过试验室场地等工况条件选择传输辊道配置机械手、桁架机械手、可移动机械手，AGV小车或采用风动送样等运送方式送至加工工序，或将加工好的试样分别输送至各试验机工位，也可以将样品运至自动化立体仓库进行保存。

  现在国内绝大部分钢厂的成品力学性能检验测试都是按照产品生产厂分开设置的。国内已经有钢厂成功开发和运用了样坯或试样正压单管快速风动送样技术，在取样现场和中央试验室均设有储气罐和收发柜和连接输送管道。力学样坯或试样正压单管快速风动送样技术成功开发和运用，实现了钢材样坯或试样远距离快速传送，提高了传输效率，减少了运输人员的工作量，真正的完成了成品力学性能的集中检验，做到了试验室资源优化。

  6、全自动金相试样制备系统：由磨抛机、磨料自动配送系统、超声波清洗器、试样干燥器等集成。设备配置了自动研磨夹持装置，存储了十多种磨抛制备程序供调用，可自动对夹持器和样品进行清理洗涤与烘干，可实现悬浮液自动定时均匀滴定。

  试验人员根据自动接收到的试验要求，将硬度试样通过人工或机械手放置到指定位置→经过高速铣或磨削等设备自动完成硬度试样的表面加工→试样号自动识别→机械手按指令将加工后的试样放置到硬度计自动载物台→根据试验指令硬度计自动完成压头更换、试样力的切换等试验参数配置→通过硬度计自动载物台移动配合自动完成单点或多点的加载、保载、卸载、压痕测量等试验过程→试验数据自动保存并发送给上位机→机械手可根据试验结果合不合格将残料分别放到不同的残样收集装置等。

  1、在样坯分割工序中如采取了激光切割工艺，对有弧度样坯（卷板）的激光切割对焦问题。

  2、全自动弯曲试验机开发，包括对弯曲和钢筋反向弯曲试验结果的自动判断技术。

  4、在冲击和落锤试验中，目前已经实现了冲击或打击等过程的全自动，但对试样断口的判定目前还只能依靠人工进行，评定过程还存在许多人的因素，对断口评定带有很高的主观性，国内虽然已经有配套的图像分析仪开发，但由于种种原因推广困难。

  1. 现在的力学试验室的流程是试样批量加工、后续批量试验。如整流程的试验室自动化能轻松实现，那就可以变成单批次样坯逐一自动加工和试验，加工完的试样自动流转到指定位置后由机械手抓取试样直接做试验，缩短了检验周期。

  2、另外用于采用了全自动试样加工设施后，此类设备有对试样加工尺寸的检测功能，检测后的如横截面测量等尺寸数据能够最终靠传递，可当作下一试验流程对试验横截面尺寸测量或复验的数据，试验工序不再进行重复测量。如加工质量优，按照标准规定可直接用名义尺寸，不再测量试样横截面积。

  流水线似的全自动作业最大的突破之一就是优化了工序，可以取消现在各类全自动试验机的试样架和横截面测量装置等。

  希望试验设备制造厂家要重视市场需求，要多与相关试验室用户合作开发关键技术，以自动化、智能化为发展目标，来使用户得到满足个性化需求；要实现试验设备在关键参数、测量范围、特殊应用等方面的突破，提高试验设备的可靠性、稳定性和适用性。在高档或专用试验设备的研发制造等方面争取再获突破。

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