拉伸试验机智能试样对中装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于材料试验机技术领域，涉及材料的拉伸试验机，尤其涉及拉伸试验机智能试样对中装置及方法。
【背景技术】
[0002]材料万能试验机是用于各种材料力学性能测试的设备。通过拉伸、压缩、弯曲等试验可得到材料的基本力学性能指标，如屈服强度、抗拉强度、伸长率、弹性模量等。作为一种用于质量检测的计量设备，对其产品自身的质量具有更高的要求，其测试结果的准确度必须符合相关的标准要求。对于拉伸试验机而言，影响其测试结果准确性的一个至关重要的参数是同轴度。而影响同轴度有两方面的因素。
[0003]—是试验机本身的结构合理性和零部件的加工制造精度。通常，试验机本身在设计结构合理、零件加工制造精度得到控制、装配合理的条件下，其自身的同轴度是可以得到保证的，上下夹具中心的绝对同轴度可控制在0.1mm以内。按照相对应变误差，其同轴度也能控制在5%以内，符合相关标准的要求。
[0004]另一方面是，试样本身相对试验机力中心线的位置的准确度对试验的同轴度影响非常大，直接影响试验结果的准确性。如果试样装夹歪斜或者偏离试验机力的中心，则所得到的测试结果必定是错误的。对于圆型试样，因采用的是V型夹块，具有自对中功能，其同轴度误差就是试验机本省的同轴度误差。但对于平板试样，必须采用平夹块夹持。在没有使用定位装置的情况下，可能发生下图1A-图1F所示的装夹情况。
[0005]其中图1A为主视图，图1B-图1F为各种装夹情况下所呈现的图1A的A-A向侧视图。图1B为装夹正确，图1C、图1D、图1E、图1F均为装夹错误。有时候试样偏差可能达到1mm以上，试验时，试样承受巨大的弯曲应力，因此所得到的测试结果必定是错误的。不但如此，试样装夹错误还可能导致设备损坏，甚至使夹具断裂，造成人身伤害和财产损失。
[0006]为保证平板试样装夹位置正确，目前试验机上普遍采用的办法是，用两只机械式定位尺，安装在上下夹具的夹块上，根据试样的宽度手工调节定位尺的位置。这种方法对于少量的试验来说具有一定的可行性。但是存在以下两方面的缺点和不足。
[0007]1.定位尺调整不方便，所花费时间较长。对每个新规格的试样，操作者必须根据试样宽度手工调整上下两件定位尺的位置。这对于规格多，试验量大的用户来说(例如钢铁企业的检测试验室)，这种方法会严重影响用户的工作效率。另外，手工调整时，经常出现因读数错误而发生定位尺调整错误，导致试样在错误的条件下进行测试，得到错误的测试结果的情况出现。
[0008]2.定位尺容易损坏。手工装夹试样时，因为试样自重较大的原因，通常很难精确控制试样的上下方向位置，因此经常出现试样侧面的圆弧过渡台肩恰好卡在定位尺上。随着试样在拉伸力的作用下伸长，定位尺也很容易被拉弯，从而导致定位尺损坏。
[0009]因为上述的两个原因，在试验量大、规格多的用户单位，普通的平板试样定位尺经常不能发挥作用而被放弃使用。操作者只能根据自身的操作技能和经验，凭借手感和视觉来装夹试样。这种情况势必对测试结果的准确性和一致性造成不可低估的影响。
[0010]为保证平板试样的夹持位置正确，必须采用更方便、更精确的试样定位装置，以限制平板试样在夹具上前后方向的位置。
【发明内容】
[0011]为此，本发明所要解决的技术问题是提供一种定位方便、定位准确的拉伸试验机智能试样对中装置，以克服现有技术存在的不足。
[0012]为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案:
[0013]一种拉伸试验机智能试样对中装置，其特征在于:包括设置在上平夹块夹具和与下平夹块夹具之间的试样放置区间的侧向的伸缩装置、驱动所述伸缩装置的伺服驱动定位器以及与所述伺服驱动定位器电连接的控制器；所述伸缩装置具有用于定位试样上下两个位置的靠板。
[0014]在本发明中，所述伸缩装置、伺服驱动定位器有两套，两个伸缩装置的靠板分别对应试样的上下位置。
[0015]所述伺服驱动定位器为带减速器的伺服电机。
[0016]所述伸缩装置包括壳体、靠板、螺杆、螺母，所述壳体为筒状结构，两端分别具有前端筒口和后端筒口，所述螺母套在螺杆上，所述螺母的前端从壳体的前端筒口伸出，所述靠板固定在螺母的前端上，所述螺杆的后端从壳体的后端筒口伸出并与伺服驱动定位器连接；在壳体和螺母之间还具有容许螺母轴向运动并限制螺母转动的限位机构。
[0017]所述限位机构由在所述螺母周面上的沿轴向延伸的定位槽和一端位于定位槽且另一端固定在壳体上的紧定螺钉构成。
[0018]另外，本发明还提供一种拉伸试验机智能试样对中方法，采用上述对中装置，其包括:
[0019]向控制器输入试样厚度h和试样宽度b的步骤；
[0020]控制器根据伸缩装置的靠板零点位置到拉伸试验机中心距离L和试样宽度b计算出靠板理论伸出长度LI的步骤；
[0021]由控制器向伺服驱动定位器发出指令以及伺服驱动定位器向控制器反馈进给量并由控制器计算出靠板实际伸出长度L2的步骤；
[0022]由控制器根据靠板的实际伸出长度L2和理论审查长度LI计算出差值Λ L并进行判断的步骤:若AL > bXl%，则对中继续进行、控制器控制伺服驱动定位器继续驱动伸缩装置伸出靠板；若AL<bXl%，则对中结束。
[0023]另外，还包括有控制器延时至上平夹块夹具和与下平夹块夹具夹紧试样后，控制伺服驱动器驱动伸缩装置将靠板缩回零点的步骤。
[0024]采用上述技术方案，本发明解决了拉伸试验机安装平板试样时的对中准确性问题，保证试验结果的一致性和准确性。
【附图说明】
[0025]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行详细说明:
[0026]图1A为平夹块夹具夹持平板试样的正面示意图；
[0027]图1B-图1F分别为各种装夹情况下所呈现的图1A的A-A向侧视图；
[0028]图2为本发明的结构示意图；
[0029]图3为伸缩装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0030]如图2所示，本发明的拉伸试验机智能试样对中装置包括伸缩装置3、伺服驱动定位器4、CANopen总线5、控制器6。
[0031]其中，伸缩装置3位于试样放置区间20 —侧的侧向位置。试样放置区间20位于拉伸试验机的上平夹块夹具21和下平夹块夹具22之间。试验时，平板试样2位于试样放置区间，上端被上平夹块夹具21加持，下端被下平夹块夹具22夹持。
[0032]在本实施例中，伸缩装置3和伺服驱动定位器4有两套。伸缩装置3由伺服驱动定位器4驱动。伺服驱动定位器4为带减速器的伺服电机。伺服驱动定位器4通过CANopen总线5与控制器6电连接(通讯)。控制器6内安装有相应的控制软件7。
[0033]再如图3所示，伸缩装置3包括壳体12、螺杆14、螺母13以