一种铝合金挤压棒材宏观金相粗晶环缺陷分析系统的制作方法

1.本实用新型属于铝合金挤压棒材产品测试技术领域，涉及一种铝合金挤压棒材宏观金相粗晶环缺陷分析系统。


背景技术：

2.目前，铝合金挤压棒材的宏观组织检验流程为：碱蚀
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水洗
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酸洗
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水洗，然后观察。在观察试样时，由于样品数量特别多，每支挤压棒材需进行低倍头尾宏观金相组织检验，试验人员长时间工作难免会造成视觉疲劳，有缺陷漏检的可能发生。随着客户对轻量化铝挤压棒材质量的不断提高，挤压工艺技术满足客户要求的同时技术水平也不断提高，例如裂纹，缩尾，夹杂等缺陷可以达到0出现率，但粗晶环这一缺陷还会频繁出现。
3.根据合金状态的不同和挤压棒材使用功能的不同，客户标准要求各不相同，一般按照最严格的要求，例如正挤压棒材粗晶环深度小于等于1mm，有的客户要求粗晶环深度小于等于0.5mm，有的客户要求粗晶环深度小于等于0.3mm，有的客户要求粗晶环深度小于等于0.1mm，这对于试验人员检验有一定的挑战性。如何能够快速、稳定、准确对挤压棒材进行检验测试成为关键问题。那么当下提供一种铝合金挤压棒材宏观金相粗晶环缺陷分析系统显得尤为重要。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种能够批量快速地对粗晶环缺陷进行精准定性、定量分析的铝合金挤压棒材宏观金相粗晶环缺陷分析系统。
5.为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.一种铝合金挤压棒材宏观金相粗晶环缺陷分析系统，包括互相垂直的样品传送装置和分离传送装置，分离传送装置的另外一侧并列间隔的分布有若干样品输出装置，分离传送装置和样品输出装置的连接处通过样品传输分离设备进行方向的转换，样品输出装置的终端设置有用于收集挤压棒材试样的分料箱；
7.样品传送装置的上方架有图像数据采集装置一，图像数据采集装置一与样品定性分析单元电连接并为样品定性分析单元提供挤压棒材试样的图像数据，样品定性分析单元对图像数据采集装置一的数据进行分析后控制挤压棒材试样的传输方向；
8.前两个样品输出装置之间的分离传送装置上架有用于采集挤压棒材试样的缺陷大小的图像数据采集装置二，图像数据采集装置二与样品定量分析单元电连接，图像数据采集装置二将收集的图像信息传递给样品定量分析单元，样品定量分析单元用于分析挤压棒材试样的粗晶环缺陷的大小并控制挤压棒样品从哪个样品输出装置输出。
9.进一步的，样品传送装置、图像数据采集装置一、样品定性分析单元、样品传输分离设备、图像数据采集装置二、样品定量分析单元、分离传送装置和样品输出装置分别与终端系统计算机连接，终端系统计算机控制这些部件的工作。
10.进一步的，图像数据采集装置一包括支架，支架上架有物镜，物镜上装有物镜调焦
旋钮，目镜与物镜通过管状螺纹连接在一起，目镜上装配有目镜调焦旋钮，目镜上方的支架上还固定有与目镜和物镜相配合的激光扫描仪，激光扫描仪与传感装置电连接，传感装置通过传输线缆与样品定性分析单元电连接，物镜、目镜、扫描仪通过三目头连接。
11.进一步的，图像数据采集装置二在图像数据采集装置一的基础上在目镜上添加了用于测量粗晶环缺陷大小的系统测试分析检验尺。
12.进一步的，样品定性分析单元包括缺陷图像采集模块、缺陷原始记忆模块、缺陷自动跟踪比对模块、缺陷定性分析设定模块和控制分拣模块一，缺陷图像采集模块和缺陷原始记忆模块分别与缺陷自动跟踪比对模块电连接为缺陷自动跟踪比对模块输送信息，缺陷自动跟踪比对模块与缺陷定性分析设定模块电连接为其输送数据，缺陷定性分析设定模块与控制分拣模块一电连接，缺陷自动跟踪比对模块将缺陷图像采集模块和缺陷原始记忆模块对比后的数据传递给缺陷定性分析设定模块，缺陷定性分析设定模块对挤压棒材试样进行定性分析自动评定，评定挤压棒材试样是否有缺陷，然后将信号传递给控制分拣模块一，控制分拣模块一控制首先到达的样品传输分离设备的输送方向。
13.进一步的，样品定量分析单元包括缺陷数据采集模块、数据自动计算模块、缺陷定量分离设定模块和控制分拣模块二，缺陷数据采集模块将采集后的数据传递给数据自动计算模块，数据自动计算模块计算缺陷的大小并将结果传递给缺陷定量分离设定模块，缺陷定量分离设定模块判断出挤压棒试样应该从哪个样品输出装置输出并将信息传递给控制分拣模块二，控制分拣模块二控制样品传输分离设备的输送方向。
14.进一步的，样品输出装置的数量设置有五个，从传输方向看由近及远分别为样品输出装置一、样品输出装置二、样品输出装置三、样品输出装置四和样品输出装置五，样品输出装置一在样品传送装置的输送方向的延长线上。
15.进一步的，样品传送装置的工作台上设置有与终端系统计算机电连接的用于控制系统传输装置的运作情况的自动传输控制电磁阀。
16.进一步的，样品传送装置的工作台上设置有与终端系统计算机电连接的能够实现手动停止试验系统的手动传输控制电磁阀。
17.进一步的，样品传输分离设备包含输送平面，输送平面上开有若干孔，孔内安装有突出于输送平面的输送辊，输送辊能够转动实现传送，输送辊的下方固定有90度角切换机构实现输送辊输送方向的自动切换。
18.本实用新型的有益效果在于：
19.本实用新型提供一种铝合金挤压棒材宏观金相粗晶环缺陷分析系统，该分析系统设备不但提高宏观组织检验试验的测试效率，为大批量检测工作提供了保证；而且减少的人为环境干预影响，提高了产品测试的精准度；更降低了试验过程中的劳动强度和检测成本，提高工作效率；主要目的为根据标准缺陷定性更准确，缺陷定量更精确，实现分类，达到试验规定的标准更具体规范化。
20.本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
21.为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作优选的详细描述，其中：
22.图1为本实用新型实施例的结构示意图；
23.图2为本实用新型实施例所述的图像数据采集装置一和样品定性分析单元的结构示意图；
24.图3为本实用新型实施例所述的图像数据采集装置二和样品定量分析单元的结构示意图；
25.图4为本实用新型实施例所述的样品传输分离装置的结构示意图；
26.图5为粗晶体的缺陷实物图；
27.图6为粗晶体的缺陷实物图；
28.图7为粗晶体的缺陷实物图；
29.图8为粗晶体的缺陷实物图；
30.图9为粗晶体的缺陷实物图；
31.图10为粗晶体的缺陷实物图。
32.附图标记说明：
33.1、样品传送装置；2、样品输出装置一；3、样品输出装置二；4、样品输出装置三；5、样品输出装置四；6、样品输出装置五；7、样品定性分析单元；8、缺陷图像采集模块；9、缺陷原始记忆模块；10、缺陷自动跟踪比对模块；11、缺陷定性分析设定模块；12、样品定量分析单元；13、缺陷数据采集模块；14、系统测试分析检验尺；15、数据自动计算模块；16、缺陷定量分离设定模块；17、样品传输分离设备；171、输送平面；172、输送辊；18、自动传输控制电磁阀；19、手动传输控制电磁阀；20、挤压棒材试样；21、分料箱；22、目镜；23、目镜调焦旋钮；24、三目头；25、物镜；26、物镜调焦旋钮；27、支架；28、激光扫描仪；29、传感装置；30、传输线缆；31、分离传送装置；a、图像数据采集装置一；b、图像数据采集装置二。
具体实施方式
34.以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
35.其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
36.本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，
而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
37.请参阅图1～图4，为一种铝合金挤压棒材宏观金相粗晶环缺陷分析系统，包括互相垂直的样品传送装置1和分离传送装置31，分离传送装置31的另外一侧并列间隔的分布有若干样品输出装置，样品输出装置与分离传送装置31垂直。分离传送装置31和样品输出装置的连接处通过样品传输分离设备17进行方向的转换，样品传输分离设备17能够90度角切换输送方向。样品输出装置的终端设置有用于收集挤压棒材试样20的分料箱21。分料箱21用于回收挤压棒材试样20。样品输出装置的数量根据自己的需求进行设定。
38.本实施例中的样品输出装置的数量设置有五个，从传输方向看由近及远分别为样品输出装置一2、样品输出装置二3、样品输出装置三4、样品输出装置四5和样品输出装置五6。
39.样品输出装置一2在样品传送装置1的输送方向的延长线上。
40.样品传送装置1为传送带，用于将挤压棒材试样20运送到指定定性检验区域。样品传送装置1的上方架有图像数据采集装置一a，图像数据采集装置一a与样品定性分析单元7电连接并为样品定性分析单元7提供挤压棒材试样20的图像数据，样品定性分析单元7对图像数据采集装置一a的数据进行分析，分析挤压棒材试样20是否有缺陷后控制挤压棒材试样20的传输方向。
41.样品输出装置一2和样品输出装置二3之间的分离传送装置31上架有图像数据采集装置二b，图像数据采集装置二b采集挤压棒材试样20的的缺陷大小，图像数据采集装置二b与样品定量分析单元12电连接，图像数据采集装置二b将收集的图像信息传递给样品定量分析单元12，样品定量分析单元12用于分析挤压棒材试样20的粗晶环缺陷的大小并控制挤压棒样品从哪个样品输出装置输出。
42.样品传送装置1、图像数据采集装置一a、样品定性分析单元7、样品传输分离设备17、图像数据采集装置二b、样品定量分析单元12、分离传送装置31和样品输出装置分别与终端系统计算机连接，终端系统计算机控制这些部件的工作。
43.图像数据采集装置一a包括支架27，支架27上架有物镜25，物镜25用于观察挤压棒材试样20的粗晶分布状态。物镜25上装有物镜调焦旋钮26，物镜调焦旋钮26使挤压棒材试样20的最边部自动对准物镜25。目镜22与物镜25通过管状螺纹连接在一起。目镜22是用来观察测定前方光学系统所成像的目视光学器件，将物镜25放大所得的实像再次放大形成清晰的图像。目镜22上装配有目镜调焦旋钮23，目镜调焦旋钮23调节被测量观察挤压棒材试样20到透镜的距离，使挤压棒材试样20的自由端粗晶层经过透镜在屏幕上呈清晰的像。
44.目镜22上方的支架27上还固定有与目镜22和物镜25相配合的激光扫描仪28，激光扫描仪28用来实时采集通过物镜25、目镜22扫描的图像数据。激光扫描仪28与传感装置29电连接，传感装置29通过传输线缆30与样品定性分析单元7电连接。物镜25、目镜22、扫描仪通过三目头24连接起来，激光扫描仪28把图像取到电脑屏幕上进行观察。
45.样品定性分析单元7包括缺陷图像采集模块8、缺陷原始记忆模块9、缺陷自动跟踪比对模块10、缺陷定性分析设定模块11和控制分拣模块一。缺陷图像采集模块8通过对挤压棒材试样20横截面上进行缺陷的点、线、面状缺陷进行数据采集传输。缺陷原始记忆模块9
将缺陷图谱即粗晶环的分布形态储存于计算机系统内。缺陷图像采集模块8和缺陷原始记忆模块9分别与缺陷自动跟踪比对模块10电连接为缺陷自动跟踪比对模块10输送信息，缺陷自动跟踪比对模块10与缺陷定性分析设定模块11电连接为其输送数据，缺陷定性分析设定模块11与控制分拣模块一电连接。
46.传感装置29将采集到的图像数据通过传感装置29传输给缺陷图像采集模块8，缺陷自动跟踪比对模块10将缺陷图像采集模块8和缺陷原始记忆模块9对比后的数据传递给缺陷定性分析设定模块11。缺陷定性分析设定模块11对挤压棒材试样20进行定性分析自动评定，评定挤压棒材试样20是否有缺陷，然后将信号传递给控制分拣模块一，控制分拣模块一控制首先到达的样品传输分离设备的输送方向，如果没有缺陷则样品传输分离设备的输送方向为朝向样品输出装置一2，如果有缺陷则样品传输分离设备的输送方向朝向分离传送装置31。
47.图像数据采集装置二b在图像数据采集装置一a的基础上在目镜22上添加了用于测量粗晶环缺陷大小的系统测试分析检验尺14。
48.样品定量分析单元12包括缺陷数据采集模块13、数据自动计算模块15、缺陷定量分离设定模块16和控制分拣模块二。传感装置29将数据传递给缺陷数据采集模块13，缺陷数据采集模块13将采集后的数据传递给数据自动计算模块15，数据自动计算模块15计算缺陷的大小并将结果传递给缺陷定量分离设定模块16，缺陷定量分离设定模块16判断出挤压棒试样应该从哪个样品输出装置输出并将信息传递给控制分拣模块二。控制分拣模块二控制样品传输分离设备的输送方向。
49.样品传送装置1的工作台上分别设置有与终端系统计算机电连接的自动传输控制电磁阀18和手动传输控制电磁阀19。自动传输控制电磁阀18控制系统传输装置的运作情况。手动传输控制电磁阀19保证当出现问题时可实现手动停止试验。
50.样品传输分离设备17包含输送平面171，输送平面171上开有若干孔，孔内安装有突出于输送平面171的输送辊172，输送辊172能够转动实现传送，输送辊172的下方固定有90度角切换机构实现输送辊172输送方向的自动切换。切换机构由终端系统计算机控制。
51.本实用新型的工作原理：
52.1、打开系统自动传输控制电磁阀18，挤压棒材试样20通过样品传送装置1被运送到指定定性检验区域。
53.2、通过图像数据采集装置一a和样品定性分析单元7，对挤压棒材试样20进行自动定性分析。具体的为：系统将通过图像数据采集装置一a对挤压棒材试样20的横截面进行自动扫描观测，此时相当于试验人员的眼睛，将点状或线状或环状的粗晶环自动记录，自动传输给缺陷图像采集模块8，缺陷图像采集模块8将信息传递给缺陷自动跟踪比对模块10，计算机通过缺陷原始记忆模块9将自动扫描观测的粗晶缺陷与记忆缺陷图谱进行自动比对，此时相当于试验人员的大脑进行思考对比。当挤压棒材试样20被系统定性为无缺陷时将通过样品输出装置一2输出。当挤压棒材试样20被系统定性为粗晶环时，下一步进行定量分析。
54.3、通过样品定量分析单元12对挤压棒材试样20进行自动定量分析，根据标准要求自动定量分析点、线、面状缺陷是否超出标准值。具体的为：例如当有粗晶的挤压棒材试样20为环状，系统将通过图像数据采集装置二b上的系统测试分析检验尺14对有粗晶环缺陷
的试样进行自动测量粗晶环深度，然后通过缺陷数据采集模块13传输到数据自动计算模块15，数据自动计算模块15计算缺陷的大小并将结果传递给缺陷定量分离设定模块16，缺陷定量分离设定模块16判断出挤压棒试样应该从哪个样品输出装置输出并将信息传递给控制分拣模块二。
55.当挤压棒材试样20被样品定性分析单元7定性为粗晶环且被样品定量分析单元12定量分析粗晶环深度超过1.0mm时，将通过样品输出装置二3输出。当挤压棒材试样20被定性分析单元定性为粗晶环且被定量分析单元定量分析粗晶环深度超过0.5mm时，将通过样品输出装置三4输出。当挤压棒材试样20被定性分析单元定性为粗晶环且被定量分析单元定量分析粗晶环深度超过0.3mm时，将通过样品输出装置四5输出。当挤压棒材试样20被定性分析单元定性为粗晶环且被定量分析单元定量分析粗晶环深度超过0.1mm时，将通过样品输出装置四5输出。
56.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。