材料测试自动化四大趋势：从自主实验室到灵活机器人？

Trend 2

运输过程由AGV完成，可将托盘运送到相应试验机处。借助集成的激光导航系统，AGV可以绘制周围环境地图，并独立确定前往目的地的理想路线。具备自主导航功能的AGV优于传统解决方案，例如，传统解决方案是按照提前预设的参考线路进行移动。

遇到临时障碍物时它们只能停下来等待，直到移除障碍物或等操作人员来处理。这会耽搁试验的正常进行。ZwickRoell（兹韦克罗睿）的解决方案能够绕过障碍物，确保运输链不间断。

到达预定的试验机处后，AGV会将装有新试样的托盘转载到试验系统的试样架上。

ZwickRoell（兹韦克罗睿）其中一个获得公认的全自动试验系统（例如roboTest L）按如下过程处理转载来的试样：装夹到试验机、执行测试，然后将数据传输到客户的软件系统，当然，移除试验后的损坏试样的过程也是完全自动化的。摄像机会读取试样的标记，以便能够正确地匹配不同试样的测试数据。

AGV将空托盘运回到试样制备处。再次填装托盘，开始新一轮的操作循环。

Trend 3

尽管大规模自动化测试的落地能显著节省时间成本，但时至今日，小批量测试场景下推行自动化仍不具备经济性。固定式全自动试验系统不仅安装成本高昂、部署周期长，还需要专业人员完成编程调试工作。

此外，不同类型的自动化系统需配套多重安全防护措施，以规避人身伤害和安全事故：功率强劲的工业机器人通常不适用有人工直接参与操作的测试场景 —— 这类机器人无法根据周边环境自主做出应急响应（比如有人进入其工作范围时触发紧急停机），因此多数情况下需加装安全护栏，隔绝人机直接接触。

也正因如此，小批量试验系列至今仍以人工操作为主：哪怕是执行 20 次拉伸试验、50 次简支梁冲击试验这类高度重复的任务，安排人员手动完成也远比部署一套大型全自动试验系统更高效。

然而，借助roboTest N，ZwickRoell（兹韦克罗睿）现在能够自动进行少量、轻质量试样的系列试验。该系统基于智能机器人，完全集成在ZwickRoell（兹韦克罗睿）的autoEdition 3自动试验软件和testXpert III测试软件中。

因此，不需要专用机器人的编程和操作知识。而从真正意义上来说，roboTest N是“用手”来操作并获知必要的参考点。软件参数也是在熟悉的软件环境中进行设置的。

智能机器人的设置不仅简单易行，而且其工作速度和力量与人类相差无几。传感器用于检测外部影响，如遇障碍便会自动停止操作。因此，只要实验室安全人员的许可，roboTest N便可与操作者一起工作，而无需采取额外的安全措施 - 更不用封闭机器人的工作区域。

Trend 4

轻型机器人固定在专为机器人设计的可移式基座上。借助该可移式基座，可将智能机器人移动到合适的试验机上并接入到试验系统。这不仅可以有条不紊地处理交替进行的小型试验系列，还能自动执行各种试验。

拉伸试验和压缩试验可以像三点弯曲试验、简支梁冲击试验或硬度试验一样自主处理。可移式基座预留了定制化试样架接口，使roboTest N能够兼容非标试样架实现自动上样。例如，在3D打印场景中，系统支持从定制化试样架中自动抓取试样进行测试。若机器人在班次结束前启动，其内置的智能调度算法会根据试样剩余数量自动延长作业时间，实现跨班次连续运行，并于次日工作起始时出具完整的测试报告。

自动化执行重复性标准试验，有效释放专业技术人员，使其聚焦于高复杂度、高附加值的试验任务。机器人系统支持无人值守运行，实现全天候连续作业。自动化上样确保试样定位精准一致，从根本上规避人为操作误差，显著提升测试数据的再现性与可靠性。

结论