拉伸试验机移动横梁倾斜监控方法与流程

本发明涉及一种拉伸试验机监控技术，尤其涉及一种拉伸试验机移动横梁倾斜监控方法。

背景技术：

1、拉伸试验机通过对试样进行拉伸试验来获得所需要的物理性能指标,如屈服强度、抗拉强度、断裂强度、断裂延伸等，并被广泛用于生产检验和研究中。

2、目前的拉伸试验机如图1所示，其包括底座5、丝杆驱动机构6、双丝杆旋升机构2、移动横梁1、上夹头3和下夹头4。所述双丝杆旋升机构2设置在底座5上，所述移动横梁1安装在双丝杆旋升机构2上，具体来说，移动横梁1的两侧部位分别与双丝杆旋升机构2的两根丝杆螺纹连接；所述丝杆驱动机构6设置在底座5内，所述丝杆驱动机构6能够驱动双丝杆旋升机构2旋转，转动的双丝杆旋升机构2则能够驱动移动横梁1上升或下降，也就是远离或靠近底座5；所述上夹头3固定设置在移动横梁1上，所述下夹头4固定设置在底座5上，移动横梁1上升或下降，可使得上夹头3与下夹头4之间远离或靠近；若要对试样7实施拉伸试验时，将试样7的两端分别固定在上夹头3和下夹头4上，然后控制丝杆驱动机构6驱动双丝杆旋升机构2运转，以驱动移动横梁1上升，上夹头3与下夹头4之间远离，从而实现对试样7的拉伸。

3、随着拉伸试验机做拉伸试验的次数的增加，双丝杆旋升机构2的机械结构会出现疲劳的状况，这就导致了移动横梁1在上升的过程中会出现两侧不同步的情况，移动横梁1整体会发生倾斜，严重时会导致拉伸试验机主体框架报废的情况。随着自动化程度的提高，目前大多数的拉伸试验机都是处于无人值守的状态，若不能很好地解决移动横梁1发生倾斜的状况，这就会严重妨碍无人化作业的推进，影响正常的生产作业。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种拉伸试验机移动横梁倾斜监控方法，该移动横梁倾斜监控方法能够保护拉伸试验机不会因为移动横梁的倾斜角度过大而受损。

2、为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种拉伸试验机移动横梁倾斜监控方法，所述拉伸试验机用于对试样实施拉伸试验；拉伸试验机包括底座、丝杆驱动机构、双丝杆旋升机构和移动横梁，所述双丝杆旋升机构设置在底座上，所述移动横梁安装在双丝杆旋升机构上，所述丝杆驱动机构设置在底座内，所述丝杆驱动机构能够驱动双丝杆旋升机构运转，运转的双丝杆旋升机构能够驱动移动横梁远离或靠近底座，以实现对试样的拉伸动作；

4、所述移动横梁倾斜监控方法包括：

5、在移动横梁上设置倾斜传感器，所述倾斜传感器用于检测移动横梁的倾斜角度；

6、在采用拉伸试验机对试样实施拉伸试验时，实施数据采样比较判定停机控制方法；

7、所述数据采样比较判定停机控制方法包括：依照预先设定的倾斜角度采样周期时间对倾斜传感器的检测信号进行周期性的采样，采样获得的数据作为移动横梁倾斜角度采样数据；将移动横梁倾斜角度采样数据与预先设定的倾斜上限角度阈值进行比较，若连续n次采样比较的结果均为，移动横梁倾斜角度采样数据大于或等于倾斜上限角度阈值，则判定拉伸试验机的移动横梁倾斜角度过大，并且，控制拉伸试验机停止正在实施的拉伸试验；所述n为自然数。

8、进一步地，所述移动横梁倾斜监控方法还包括：

9、在拉伸试验机对试样实施拉伸试验时，对试样拉断时间点进行预判，当判定试样拉断时间点即将到点时，启动预判断裂时间窗口开始计时，并且控制所述数据采样比较判定停机控制方法在预判断裂时间窗口内暂停实施，直至经过预判断裂时间窗口后再恢复实施；

10、所述预判断裂时间窗口为预先设定的时间窗口区间。

11、进一步地，所述移动横梁倾斜监控方法还包括：

12、在对倾斜传感器的检测信号进行周期性的采样的过程中，记录累积移动横梁倾斜角度采样数据，依据移动横梁倾斜角度采样数据绘制移动横梁倾斜角度频次与倾斜角度值关系曲线图；

13、所述移动横梁倾斜角度频次与倾斜角度值关系曲线图中，一维坐标为倾斜角度频次，另一维坐标为倾斜角度值，图中曲线上的点所对应的倾斜角度频次为，所有移动横梁倾斜角度采样数据中与该点所对应的倾斜角度值近似的数据的个数。

14、进一步地，所述对试样拉断时间点进行预判，其具体实现方法包括：

15、对于正在拉伸试验机上进行拉伸试验的试样，不断地记录试样的拉伸曲线，当确定拉伸曲线出现试样拉伸最大应力负荷值时，记录该试样拉伸最大应力负荷值；所述试样拉伸最大应力负荷值用fmax来表示；

16、在拉伸曲线出现试样拉伸最大应力负荷值之后，继续不断地记录试样的拉伸曲线，当拉伸曲线上指示的拉伸力降低至fmax×λ的数值时，则判定试样拉断时间点即将到点；所述λ为预先设定的预判断裂系数。

17、进一步地，所述确定拉伸曲线出现试样拉伸最大应力负荷值，其具体实现方法包括：

18、对拉伸曲线的拉伸力和延伸率进行跟踪；

19、当延伸率δ≥4％时，开始周期性地对拉伸力进行采样比较；

20、将连续两次采样的拉伸力作比较，当前次采样的拉伸力大于后次采样的拉伸力，则将前次采样的拉伸力作为试样拉伸最大应力负荷值候选值；

21、继续对延伸率进行跟踪，若延伸率继续增加1％，在此过程中采样的拉伸力数据，其始终保持前次采样的拉伸力大于后次采样的拉伸力，则将试样拉伸最大应力负荷值候选值确定为试样拉伸最大应力负荷值，否则，重新进行确定试样拉伸最大应力负荷值候选值至确定试样拉伸最大应力负荷值的过程，直至最终确定试样拉伸最大应力负荷值。

22、进一步地，所述移动横梁倾斜角度频次与倾斜角度值关系曲线图，其绘制方法包括：

23、对于采样得到的移动横梁倾斜角度采样数据，将其中绝对值大于倾斜上限角度阈值的数据剔除；

24、对于保留下来的移动横梁倾斜角度采样数据，依据移动横梁倾斜角度采样数据绘制移动横梁倾斜角度与时间数据高度点位分布图，所述移动横梁倾斜角度与时间数据高度点位分布图中，一维坐标为横梁倾斜角度数据值，另一维坐标为移动横梁倾斜角度采样数据的采样时间，图中的每一个点位对应一次采样得到的移动横梁倾斜角度采样数据；

25、对于绘制的移动横梁倾斜角度与时间数据高度点位分布图，对横梁倾斜角度数据值坐标进行分段，在每一个分段内，对图中绘制的点位数量进行统计，得出相应分段所对应点位的数量；

26、依据横梁倾斜角度数据值坐标分段以及每个分段内坐标点的数量，来绘制出移动横梁倾斜角度频次与倾斜角度值关系曲线图，其中，移动横梁倾斜角度与时间数据高度点位分布图中的横梁倾斜角度数据值坐标对应移动横梁倾斜角度频次与倾斜角度值关系曲线图中的倾斜角度值坐标，统计得出的分段内点位的数量对应移动横梁倾斜角度频次与倾斜角度值关系曲线图中的倾斜角度频次坐标。

27、进一步地，所述倾斜角度采样周期时间用t周期来表示，所述t周期的取值满足条件：

28、式中，d表示双丝杆旋升机构中丝杆螺距，n表示所取丝杆螺距数，δvmax表示移动横梁上升时两端最大速度差。

29、进一步地，所述预判断裂系数λ预先取值为0.9。

30、进一步地，所述n取值为2。

31、进一步地，所述倾斜上限角度阈值设定为0.6度。

32、在本发明的移动横梁倾斜监控方法中，在移动横梁上设置倾斜传感器，采用倾斜传感器来检测移动横梁的倾斜角度；对于移动横梁的倾斜角度设置一个倾斜上限角度阈值αmax，对倾斜传感器的检测信号进行周期性的采样，然后与倾斜上限角度阈值αmax进行比较，依据比较结果来判定移动横梁的倾斜角度是否过大，若判定移动横梁倾斜角度过大，则控制拉伸试验机停止正在实施的拉伸试验，从而避免移动横梁的倾斜角度过大。

33、在拉伸试验机对试样实施拉伸试验时，当判定试样拉断时间点即将到点时，暂停数据采样比较判定停机控制方法的实施，以避开试样被拉断的一刹那，从而防止对移动横梁倾斜状态的误判。

34、在对倾斜传感器的检测信号进行周期性的采样的过程中，记录累积移动横梁倾斜角度采样数据，然后绘制移动横梁倾斜角度频次与倾斜角度值关系曲线图，依据该图能够及时了解移动横梁的倾向性倾斜趋势。

35、本发明的移动横梁倾斜监控方法相对现有技术，其有益效果在于：

36、1)保护拉伸试验机不会因为移动横梁的倾斜角度过大而导致主体框架报废的情况的发生；

37、2)防止对移动横梁倾斜状态的误判，避免错误控制拉伸试验机停机；

38、3)依据移动横梁倾斜角度频次与倾斜角度值关系曲线图能够及时了解移动横梁的倾向性倾斜趋势，以便于及时掌握拉伸试验机的工作状态，以便于及时对拉伸试验机进行设备维护，将移动横梁校正。