一种实验室机加工试样质量管理系统的制作方法

本发明涉及金属材料质量检测管理，具体的说是一种实验室机加工试样质量管理系统。

背景技术：

1、金属材料的机械性能检测(例如室温拉伸、高温拉伸、冲击吸收功、单轴拉伸疲劳试验)均要基于标准试样的制作。标准试样制作的质量是机械性能检测结果准确性的基本保障。随着国内各行业发展的加速，对机械性能检测质量和效率的需求日益提高，标准试样制作的重要性日益突显。试样加工制作的质量已经成为当前国内各大金属材料实验室保证良好机械性能检测质量和效率的瓶颈。

2、标准试样制作在取样和加工完成到机械性能上机检测之间，有试样编号标识、尺寸的符合性检验、关键尺寸(用于计算的)的检测记录、标距划线，一系列预备工作。其中：试样编号是质量管理中区分样品和结果追溯的必要环节；尺寸的符合性检验用于确定标准试样的制作结果是否符合标准要求，关键尺寸的检测是后续检测结果运算的基础，标距划线是机械性能检测中伸长率测量必要的预处理工作。

3、以上工作当前主要由人工完成，其中样品编号标识主要有人工书写、或手工激光雕刻两种方式。人工书写、手工钢印等字体大导致易受样品尺寸限制、手工激光雕刻需要在平整表面对位调节，均存在样品适应性差、效率低下的问题；尺寸符合性检验以及关键尺寸检测目前由人工借助一定的测量工具完成，测量稳定性受人为影响大，实施效率低下；标距划线目前有借助量具手工绘制、或使用机械打标机刻线或冲点两种方式，均存在标记粗大，测量基准模糊问题。

4、同时由于标准试样形式和尺寸多样，制作工序多，尚以人工操作机床加工为主，各种工序的加工质量和效率缺少高效的监控手段。

5、鉴于此，本发明提出了一种实验室机加工试样质量管理系统，解决了上述技术问题。

技术实现思路

1、为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种实验室机加工试样质量管理系统；从而解决了金属材料实验室机加工样品质量检测、编号标识、精密标距标识、加工质量分析、加工工时统计、样品关键尺寸信息共享等功能，实现了金属材料实验室机加工样品的一站式管理，并可显著提升机械性能自动化检测系统的样品适应性。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种实验室机加工试样质量管理系统，包括试样、送样台、激光影像测量系统、激光雕刻系统和数据管理软件。

3、所述试样固定安装于送样台中，激光影像测量系统由发射端和接收端组成，激光影像测量系统分别位于送样台的两侧，且激光影像测量系统测量高度与试样放置高度适配，试样的端部设置有用于影像特征识别的编号区，激光雕刻系统位于送样台的一侧，且激光雕刻系统的雕刻高度与试样放置高度适配，数据管理软件用于试样关键尺寸数据库的远程调阅、数据运算、加工质量分析和加工工时统计。

4、优选的，所述送样台包括台座、精密滑台和活动双顶，所述台座内通过轴承安装有丝杆，台座的上部滑动安装有滑板，滑板与丝杆螺纹配合，精密滑台固定安装于滑板上，台座的一端固定安装有送样电机，送样电机的输出轴与丝杆的一端固定连接。

5、所述精密滑台上部对称安装有活动双顶，活动双顶分别位于精密滑台的两端，且活动双顶的下部与固定设置于精密滑台中部的滑杆滑动连接。

6、优选的，所述台座的上端以及精密滑台的上端均固定安装有防尘板，台座的侧壁固定安装有导轨，导轨内安装有多个光电传感器，精密滑台的侧壁固定设置有与光电传感器相适配的遮光片。

7、优选的，所述精密滑台的侧壁贴合有防滑齿带，活动双顶的侧壁固定安装有凸齿板，且凸齿板与防滑齿带卡接。

8、优选的，所述活动双顶的上部转动安装有端位轴，试样的两端分别与两侧的端位轴贴合，其中一个活动双顶的中部通过螺纹配合的方式安装推进杆，推进杆的一端端部与其中一个端位轴的端部转动连接，推进杆的另一端周向设置有槽纹，活动双顶的上部设置有与推进杆卡接的插栓，另一个活动双顶的中部固定安装有测量电机，测量电机的输出轴与另一个端位轴的端部固定连接。

9、优选的，所述活动双顶靠近端位轴的一侧均活动安装有排烟环，排烟环的侧壁周向安装有排烟管，排烟管周向排布于端位轴的外侧，且排烟管朝向试样的一端设置有进风口，活动双顶的侧壁固定设置有排气阀，且排气阀通过排烟环与排烟管相连通。

10、优选的，所述端位轴的侧壁周向开设有切面槽，切面槽内滑动安装有摆杆，摆杆的一端端部与试样的外弧面滑动贴合，摆杆的另一端端部与端位轴之间连接有推力弹簧。

11、优选的，所述端位轴的外侧面中部转动安装有防脱环，防脱环滑动贯穿切面槽，摆杆的中部固定安装有韧性材质的防脱齿，且防脱齿与防脱环的侧壁卡接。

12、优选的，所述激光影像测量系统由发射端和接收端组成，试样的端部设置有用于影像特征识别的试样编号区。

13、优选的，还包括数据管理软件，所述数据管理软件用于试样关键尺寸数据库的远程调阅、数据运算、加工质量分析和加工工时统计。

14、本发明的有益效果：

15、(1)基于激光雕刻和样品回转的试样编号标识，一方面解决了对机械性能检测用标准试样人工书写标识、手工钢印或手工激光标识的低效问题；另一方面样品回转结合激光雕刻，实现了圆形试样的周向打印，相比传统激光打印，数字容量大，能兼容更多位的数字编号打印。

16、(2)使用激光影像测量系统模块结合样品回转，实现试样的全参数一次性测量，克服了传统样品测量使用量具多、仪器多，效率低下的问题；也克服了传统人工测量边界识别模糊(如：用测量平行段长度时的圆弧切线边界)，测量不确定度大等缺点。结合数据管理软件，实现计算平均值，最大、最小值、超限值的一次性输出显示，减少人工的误读误判。

17、(3)使用激光雕刻和样品滑台步进，解决了标距线的精确雕刻，一方面较手工绘制、或使用机械打标机刻线或冲点标线更加细密，间距更加准确；另一方面，细黑标线的辨识度更高，提高后续机械性能试验中伸长率测量的准确度。

18、(4)该系统将标准试样制作完成到机械性能上机检测之间的样品质量检验、用于计算的关键尺寸测量、样品编号标识、划线等一系列过程实现了一体化和自动化，可替代繁琐的人工步骤和流程。

19、(5)传统机械性能检测用标准试样加工使用人工记录每种试样的取样信息、尺寸参数及合格状态、工序及人员等，无法做到系统化，加工数据的分析需要投入大量的人力、物力。本系统可以实现参数、工序与加工人员关联，实现加工作业人员的质量分析与管理，随时查阅调取指定加工人员的质量数据，实现每种试样尺寸参数合格率的调取与统计，分析试样的合格水平，指导工艺调整，对提升加工质量更具价值。

技术特征：

1.一种实验室机加工试样质量管理系统，包括试样(1)，其特征在于：

2.根据权利要求1中所述的一种实验室机加工试样质量管理系统，其特征在于：所述送样台(2)包括，

3.根据权利要求2中所述的一种实验室机加工试样质量管理系统，其特征在于：所述台座(5)的上端以及精密滑台(6)的上端均固定安装有防尘板(54)，台座(5)的侧壁固定安装有导轨(55)，导轨(55)内安装有多个光电传感器(551)，精密滑台(6)的侧壁固定设置有与光电传感器(551)相适配的遮光片。

4.根据权利要求2中所述的一种实验室机加工试样质量管理系统，其特征在于：所述精密滑台(6)的侧壁贴合有防滑齿带(62)，活动双顶(7)的侧壁固定安装有凸齿板(71)，且凸齿板(71)与防滑齿带(62)卡接。

5.根据权利要求2中所述的一种实验室机加工试样质量管理系统，其特征在于：所述活动双顶(7)的上部转动安装有端位轴(72)，试样(1)的两端分别与两侧的端位轴(72)贴合，其中一个活动双顶(7)的中部通过螺纹配合的方式安装推进杆(73)，推进杆(73)的一端端部与其中一个端位轴(72)的端部转动连接，推进杆(73)的另一端周向设置有槽纹，活动双顶(7)的上部设置有与推进杆(73)卡接的插栓(731)，另一个活动双顶(7)的中部固定安装有测量电机(74)，测量电机(74)的输出轴与另一个端位轴(72)的端部固定连接。

6.根据权利要求5中所述的一种实验室机加工试样质量管理系统，其特征在于：所述活动双顶(7)靠近端位轴(72)的一侧均活动安装有排烟环(75)，排烟环(75)的侧壁周向安装有排烟管(751)，排烟管(751)周向排布于端位轴(72)的外侧，且排烟管(751)朝向试样(1)的一端设置有进风口，活动双顶(7)的侧壁固定设置有排气阀(752)，且排气阀(752)通过排烟环(75)与排烟管(751)相连通。

7.根据权利要求5中所述的一种实验室机加工试样质量管理系统，其特征在于：所述端位轴(72)的侧壁周向开设有切面槽(721)，切面槽(721)内滑动安装有摆杆(722)，摆杆(722)的一端端部与试样(1)的外弧面滑动贴合，摆杆(722)的另一端端部与端位轴(72)之间连接有推力弹簧(723)。

8.根据权利要求7中所述的一种实验室机加工试样质量管理系统，其特征在于：所述端位轴(72)的外侧面中部转动安装有防脱环(724)，防脱环(724)滑动贯穿切面槽(721)，摆杆(722)的中部固定安装有韧性材质的防脱齿(725)，且防脱齿(725)与防脱环(724)的侧壁卡接。

9.根据权利要求1中所述的一种实验室机加工试样质量管理系统，其特征在于：所述激光影像测量系统(3)由发射端和接收端组成，试样(1)的端部设置有用于影像特征识别的编号区(11)。

10.根据权利要求1中所述的一种实验室机加工试样质量管理系统，其特征在于：还包括数据管理软件，所述数据管理软件用于试样(1)关键尺寸数据库的远程调阅、数据运算、加工质量分析和加工工时统计。

技术总结
本发明涉及金属材料质量检测管理技术领域，具体的说是一种实验室机加工试样质量管理系统，包括试样、送样台、激光影像测量系统、激光雕刻系统、台座和精密滑台，本发明提供的一种实验室机加工试样质量管理系统，提供了金属材料实验室机加工样品质量检测、编号标识、精密标距标识、加工质量分析、加工工时统计、样品关键尺寸信息共享等功能，实现了金属材料实验室机加工样品的一站式管理，并可显著提升机械性能自动化检测系统的样品适应性。

技术研发人员：陈琦峰,王慧,崔喆珉,吴丽华,万春阳,朱勤为,戈伟忠,夏涛,朱佳萍
受保护的技术使用者：浙江国检检测技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15