智能抗压机器人在混凝土检测中的应用.docx

引言 对建筑行业的检测人员或检测机构而言，建筑材料性能检测是一项复杂而又繁琐的工作。水泥混凝土作为近现代最广泛使用的建筑材料之一[1]，也是当前最大宗的人造材料之一，其结构的安全性和耐久性将直接影响工程质量。混凝土的抗压强度是混凝土的主要特性之一[2]，是检测建筑结构质量的重要性能参数。就目前检测行业现状而言，对于混凝土抗压强度试验，大部分检测机构仍采用传统的一人、一机、一岗模式，效率低且试验过程容易受外部因素干扰，无法保证试验的准确性与公正性。如何保证试验检测数据的准确性与真实性，避免由于人工检测过程耗费长，操作繁琐而造成的误差影响，成了当下需要解决的一大难题。近年来，互联网+、大数据、人工智能及物联网技术蓬勃发展，相关理念及技术也影响着各行各业[3]，而数字化、网络化、智能化、服务化是新一轮工业革命的主要特征与核心要素[4]，这对混凝土力学性能的检测产生了深远影响。智能抗压机器人的成功研发为此难题提供了借鉴，该设备依托“计算机网络、大数据、物联网和人工智能”，充分运用成熟技术和模式，对管理存储的专业数据进行深度清洗、分析、挖掘[5]，呈现出一种不同于人工抗压的新检测方式，通过各种智能化信息传感器、射频识别、视频识别、自动系统等装置和技术，可实现材料智能检测的物与物、物与人的连接，以及对材料检测的智能化感知、判断识别和管理，极大便利了检测工作的进行，对今后智慧实验室[6]实现试验全过程的无人化、可视化和自动化奠定了良好基础，同时对检测行业的自动化、智能化、信息化发展具有重要意义。 1、智能抗压机器人检测概述及应用?智能抗压机器人主要由自动化控制系统、信息化智能系统2部分组成。自动化控制系统主要包括全自动试验、试件标识系统、残渣自动清理系统、动分拣码放、设备异常云预警5部分组成。其中上料系统由六轴高精度智能机械臂配套混凝土试件专用机械抓手组成，智能机械抓手采用隐藏式设计，集成多个超薄光电感应传感器，自动识别试件堆放位置、精准定位承压中心点，可用二维码芯片代替传统的手动标识，自动上料系统替代传统的人工上料工作，通过高速扫码识别系统，自动对试件编码进行识别，然后根据试件的强度等级，自动切换标准试验速率并完成试验。可根据试验结论，对合格及不合格品进行自动分拣，同时可实现试验残渣的全自动清扫和传送，确保试验环境的干净整洁。另外，当设备运行出现异常时，声光报警装置可实时自动预警，便于检测人员排除异常情况。信息化智能系统主要由二维码芯片、CEM系统、线上APP组成，运用互联网物联技术通过服务器数据接口将CEM系统与二维码芯片连接起来，最后在机械臂程序里集成。CEM系统作为搅拌站生产、运输、委托的基本运行软件，会根据混凝土试块委托规则对已经发生的任务进行试块委托同时生产唯一的事件编号，试验员根据事件编号在线上APP上同步搜索就会出现对应的信息（工程名称、混凝土标号、罐车号、部位、龄期）。通过对植入二维码芯片的试块进行扫码录入，使之前的信息同步到二维码芯片中，大大提高了录入效率。不仅如此二维码芯片中还附带定位追踪功能，有效预防没有制作试件就出具试验报告、不按规定龄期试验、试验样品“偷梁换柱”以及出具虚假数据等现象的发生。最后通过安装在一侧的高速扫码识别后, RFID读写器的天线会自动检测到混凝土试块, 系统强度测试模块根据检测到的试块的电子标签号码, 查找数据库中的相关记录, 并根据记录判断当前试块的龄期是否和数据库中相符。判断结果显示于系统屏幕上, 如果相符, 启动压力机的强度测试功能, 在测试完成后, 系统自动记录测试结果，并将数据发送至CEM系统自动生成报告。试验过程中自带的视频监控设备，可将检测过程的影像资料以信息储存的方式完整留存，为检测过程的溯源提供数据支持。智能抗压机器的信息化智能检测流程如图1所示。 图1? ?信息化智能检测流程 2、试验数据分析?2.1 检测设备选用情况智能抗压机器人选用一套由压力机DY-2008DFZ、六轴机械手DY-ROBOT6、压力机嵌入系统V1.0及试块流转车组成的“一拖一”（一台机械臂配合一台压力机）设备（如图2所示），其自动化水平高，抗压设备的量程为2000kN，精度为1级，且设备检定合格，在检定有效期内。 图2? ?某公司智能机器人压力机（一拖一） 人工检测选用YA-2000压力试验机，需在混凝土试块试压前用黑板笔对试块进行统一标识，然后由人工搬运至检测设备上，手动开启检测设备进行抗压性能检测，检测完毕后再由人工将检验完成的试块搬卸至废料区，并手动清扫检测设备上的混凝土残渣。该设备的量程为2000kN，精度为1级，且设备检定合格，在检定有效期内。2.2 试验结果分析为了便于对比分析，在此选用引进智能抗压试验机器人后，平稳运行半年的数据来分析智能化检测实施后的水平，具体见表1。 表1?