為實驗室增加自動化

文/Tinius Olsen試驗機有限公司 Shawn Byrd

機械手在塑料生產(chǎn)車間已司空見慣，它可以幫助注射成型商和其他加工商降低成本和提高效率。同樣，這些好處現(xiàn)在在實驗室里也可以實現(xiàn)。

自動化已經(jīng)被塑料加工廠接受，注射成型商和其他加工商在生產(chǎn)車間內(nèi)通過采用機械手來降低成本和提高效率。但是在實驗室里呢？一種可擴展的全自動系統(tǒng)用于材料測試可行嗎？這意味著，就像在工廠車間里一樣，操作員可以自由地進行其他類型的質(zhì)量測試，與此同時自動化系統(tǒng)，其核心是封閉單元中的機械手臂，與各個批次試樣的測試任務很好地匹配著。

現(xiàn)在，可以在實驗室里部署機械手執(zhí)行一系列任務，測試從包裝容器到醫(yī)用配藥器的任何產(chǎn)品。測試可以在不需要人為干預的情況下進行，全年無休。傳統(tǒng)上，半自動測試主要用于大型工業(yè)金屬工廠，比如需要每24 h取樣一次并進行測試。鑒于操作員每周只能工作59 h，或者一年中工作127天，如果材料測試中采用一個可以連續(xù)運行的機械手系統(tǒng)，會使生產(chǎn)率顯著提高。

測試自動化不僅僅是指在工廠中每天進行成百上千個試樣的測試。如果在一個單元中采用機械手對試樣進行自動化處理，也能提高生產(chǎn)率。

舉一個醫(yī)用成型商測試藥物分配裝置的真實例子：該公司在三個單獨工位上進行測試，一群實驗室操作員需要在一天內(nèi)反復進行裝載、測試和拆下測試部件。現(xiàn)在，這一切都是完全自動化的。另一個案例，是一家從事橡膠和塑料測試的全球化公司已經(jīng)實現(xiàn)拉伸、彎曲模量和壓縮的自動化測試，現(xiàn)在其正在研究是否能使整個過程進一步自動化。

自動化測試還減少了在執(zhí)行大量重復任務時由于無聊和疲勞而導致工作失誤的幾率。與人不同，一臺機械手可以始終如一的工作。先進的自動化系統(tǒng)不僅限于一種測試，通過特別設計，系統(tǒng)能夠運行多個不同任務以及測試組合，從而提高效率和速度。

以積木式可擴展的方法構建系統(tǒng)，可以實現(xiàn)從很低的力（僅幾牛頓）到1 000 kN以上很高的力的自動化測試。也可以采用一種單一試樣的處理系統(tǒng)，用一個機械臂向多臺測試機提供試樣。

Tinius Olsen公司在德國斯圖加特2017控制展會上重點推出一款材料測試自動化系統(tǒng)。該單元是一種低施力系統(tǒng)，在塑料上進行彎曲試驗

單元中心的一臺機械手可以服務多個材料試驗機，為其提供多種試樣進行多種類型的測試

采用最新的技術，你可以在一臺機器上進行拉伸測試，在另一臺機器上進行彎屈測試；也可以用兩臺測試機進行緊固件測試、供樣和管理；或者使一臺Rockwell硬度計和一臺拉力試驗機一起工作。針對藥物遞送裝置的例子，可以在一個工位上測試針穿刺力，在另一個工位上測試藥物分配壓力。

在一個自動化系統(tǒng)中，材料測試成功的關鍵同樣也是要有正確的夾具，用來牢固固定試樣進行精確測試

自動化系統(tǒng)在生產(chǎn)制造中已經(jīng)存在很多年了，今天的技術可以按比例放大或縮小，以滿足任何要求。智能手機和平板電腦的應用也意味著管理人員可以在任何地方遠程查看機械手和測試工位。測試部件從單元中頂出，整個過程的成功或失敗，可以使用單元內(nèi)的一臺工業(yè)相機實時遠程監(jiān)控。該單元允許生產(chǎn)經(jīng)理每天24 h通過手機或平板電腦進行訪問，以檢查一切工作是否順利進行。

基于積木式概念和可擴展性，材料測試自動化現(xiàn)在對于塑料加工商而言是切實可行的。他們原本認為達到一定生產(chǎn)量的時候才有必要擺脫手工測試。而現(xiàn)在通過利用自動化他們每時每刻都能從生產(chǎn)率和可重復性中受益。