论全自动拉力试验机的现状和发展趋势

摘 要：全自动拉力试验机，只需操作员将试样放置在试样架上，按测试的要求设定好相对应的试样参数，即可全自动完成包括取样、试样长度测量、校样、测量横截面尺寸、送样、引伸计夹持、拉伸试验、引伸计松开、回收试样等。文章主要从现状和发展趋势两方面出发，对全自动拉力试验机这一新型设备进行客观全面的分析与阐释。

关键词：全自动控制；拉力试验机；发展趋势

拉力试验机是一种常用的力学检测仪器，是保证材料拉伸、压缩、弯曲、撕裂、剥离等试验顺利进行的基础检测设备[1]。现阶段我国的科学技术水平飞速发展，各种前沿材料在使用前均需用拉力试验机测试其强度与刚度，保证材料在弹性形变与塑性形变中的机械承载力能够满足复杂化的工程使用需要。目前，世界乃中国至正在经历着自动化向智能化的蜕变，试验机行业也不例外。为此，有必要解析全自动拉力试验机特有的进展现状，解析发展趋势。

1 全自动拉力试验机的工作原理

电子万能试验机由计算机控制系统、动力传动系统、测力机构、传感器及工作台组成[2]。全自动拉力试验系统，是以电子万能试验机为基础，与之配套的全自动引伸计、液压平推对夹夹具、横截面测量装置等，再配上试样架、机械手、回收装置、清洁装置等辅助设施。

整个试验的流程如下：取样→测试样长度→校正→测横截面尺寸→装夹试样→引伸计夹紧→试验→引伸计松开→装卸和回收断样→开始下一试验。

试验过程中，试样的转移由机械手完成，试验的全部过程在控制系统的指挥下自动进行，不需人工操作。

2 全自动拉力试验机的优势及其推广应用情况

2.1 全自动拉力试验机的强大优势

全自动特性的拉力试验机，摆脱了枯燥及繁琐的平日劳动，提高试验成效。它凸显了最优的效率，对于普通拉力机很难去进行的试验，也可顺利进行。例如：在高温状态下、偏大负荷之下，测验得来的数值都很精准。全自动拉力试验机用计算机实现试验者对整个试验进程的控制，与传统的、人工机电控制的拉力试验机相比具有强大的优势。

全自动架构下的测验体系，符合设定指标，测试偏重严格。最近几年，全自动情形下的测试凸显了递增的倾向，Zwick特有的测试体系符合了这一水准。从现状看，Zwick创设了模块化框架内的测试体系，满足重复测试。MTS特有的体系，下属子公司涵盖了美斯特工业体系。它创设了精度层级更高的新颖力学测试，可识别出装置的力学特性。LZW-600特有的全自动装置，含有18个配套的分支体系。这类自动装置，含有层架转台、自动平推夹持、测量必备的引伸仪、自动分拣断样、后续自动卸样。这类新式装置，是华龙及宝钢协同开发出来的试验机。它采纳了联控，含有电液伺服。

2.2 全自动拉力试验机的广泛应用

全自动拉力试验机操作简便、功能强大，与传统的人工机电控制的拉力试验机相比具有更空阔的应用前景。微机控制电子拉力试验机主要用于金属、非金属材料的拉伸力学性能的测试和分析研究，可根据GB、ISO、JIS、ASTM、DIN及用户提供的多种标准进行试验和数据处理，是科研院所、大专院校、工矿企业、技术监督、商检仲裁等部门的理想测试设备[3]。例如，当前我国的钢铁行业普遍使用全自动拉力试验机来测试工程机械金属材料的拉伸强度。

3 全自动拉力试验机的发展现状

从现有状态看，国外已经形成成熟的产品体系，如德国zwick公司，形成针对不同材料、不同负荷、不同的产量需求的系列化产品：roboTest A、roboTest C、roboTest L Metal、roboTest L Plastic、roboTes

t L Rubber、roboTest P Metal、roboTest R Metal、roboTest R Plastic。而国内这类厂家进展还是属于起步阶段的。当前，全自动拉力试验机的市场需求仍处于逐年增长的势态中，这就要求我国的试验机制造企业把握历史机遇，全面提高自身的自主创新能力与市场拓展能力。国内厂家人力投入不足，认识不够。试验机制造产业遇有创新瓶颈。

唯有最大程度地提高产品设备的质量与性能，才能积极打造国产全自动拉力试验机品牌。将试验机制造企业的发展瓶颈视作行业变革的突破口，通过高端设备的研发和应用拉动整个行业的良性发展。

4 全自动拉力试验机的发展前景与趋势

现有进展趋势，包含智能化、人性化、国际化及更高的可靠性。整合多重功能，如以拉力试验为主的，包括尺寸测量、硬度测量、表面粗糙度测量和表面镀层测量。人性化的设计，创造最适宜的试验环境，从初始的试验准备至后续的试验结束，以及设备修护诊断，都凸显了以人为本的思想。

全自动拉力试验机，选用微机控制、自动送样、自动测量技术，提升了数值处理的准确性和可重复性。依照用户需要，创设了最优的友好界面。在试验窗口中，显示出明晰的加载力、加载耗费的时段、现有加载状态、加载曲线及速率，以及设备状态。

企业管理者须打破思维定势，积极采用研究所与企业联合研制方式，突破进展阻碍。研究所拟定了新颖的产品方案，企业负责设备的开发与应用。这种新式做法，不仅能在最大限度上保证产品得到充分的利用，更有利于研发者不断寻找产品的弊端与问题，以创造性的思维提出改良设备的最佳方案。这种合作的方式不仅有效节省了企业的人力财力成本，实现生产资源的最优配置，更为研究所创设的科研项目提供了必要条件。

5 结束语

随着前沿材料在我国各行业领域的广泛应用，材料本身使用环境的限制对拉力试验机的实验条件提出了愈加苛刻的要求。这一矛盾不断刺激试验机行业与时俱进，以先进的设计理念和尖端的制造技术不断完善拉力试验机的质量与功能。全自动拉力试验机能够帮助试验者在最大限度上掌控被试验材料的加载速度与试验的整体进程，为其提供精准的、多样化的试验输出结果。因而在材料开发、质量控制、物性实验等领域有着无可取代的重要作用[5]。

参考文献

[1]陈月婷.全自动计算机控制电子拉力试验机控制系统研究[A].第七届21世纪试验技术与试验机研讨会论文集[C].2013：66-68.

[2]德瑞克凝聚最新工业技术的电子拉力试验机研制成功等[J].工程塑料应用，2013（8）：65-65.

[3]陈中谋.电子式拉力试验机测控系统设计与研究[D].扬州大学，2010.

[4]费亚琴.电子拉力试验机嵌入式测控系统研究[D].扬州大学，2011.

作者简介：王轶云（1979，2-），男，籍贯：云南省弥勒县，单位：美特斯工业系统（中国）有限公司深圳分公司，研究方向：全自动拉力试验机机械设计。