本发明属于金相成像设备，具体涉及的是一种全自动连续磨抛金相成像装置的金相图像采集方法。
背景技术：
1、金相分析是进行金属材料性能研究的重要手段，金相试样的制备质量直接影响金相分析的结果。现有金相试样制备设备中常见的是金相试样磨抛机，存在机头装置无法实现自动控制，操作工技术依赖性强，劳动强度高，磨抛质量低和稳定性不够高等问题。
2、另一方面，金相分析时使用的显微成像系统的显微成像装置同样存在自动化程度低、成像速度很慢、主要靠人工操作、工作效率低下等不足。
3、更重要的是，现有的磨抛和成像不但分步进行，连续性差，而且无法实现三维成像。
技术实现思路
1、本发明的主要目的在于克服现有技术中的不足，解决金相分析过程中自动化程度低、操作工技术依赖性强、工作效率低等技术问题，本发明提供一种全自动连续磨抛金相成像装置的金相图像采集方法。
2、本发明通过以下技术方案予以实现：
3、全自动连续磨抛金相成像装置的金相图像采集方法，包括以下步骤：
4、s1、磨抛：将待磨抛的金相试样预制到试样放置块中，通过气动三爪驱动夹爪夹紧试样放置块，机械手调节机构驱动磨抛机械手将试样放置块移动至金相试样的待磨抛面恰好与磨抛片接触，启动磨抛机通过磨抛片对金相试样的待磨抛面进行磨抛；
5、s2、清洗：首先，金相试样的待磨抛面磨抛结束后关闭磨抛机，机械手调节机构驱动磨抛机械手将试样放置块提升至预定高度，喷液旋转气缸驱动冷却管固定台带动冷却管对准金相试样的待磨抛面；然后，开启水泵，设置在冷却管安装孔f位置处的冷却管对磨抛片进行冲洗，设置在冷却管固定台位置处的冷却管对金相试样的待磨抛面进行冲洗，冲洗后的废水通过磨抛机回收；对金相试样冲洗过程中，可通过磨抛机械手的旋转气缸正、反转实现金相试样的正、反旋转，确保冲洗干净；
6、s3、烘干：待磨抛片与金相试样冲洗完毕后，关闭水泵，喷液旋转气缸驱动冷却管固定台带动冷却管指向专用柜的后侧壁方向，机械手调节机构驱动磨抛机械手将试样放置块运动至热风系统的上方，启动热风枪对金相试样进行烘干；
7、s4、腐蚀：首先，无杆气缸伸出，进而将药剂盒从药剂盒护盖下方推出，启动蠕动泵将药剂罐中的腐蚀液泵送至药剂盒中；其次，机械手调节机构驱动磨抛机械手将试样放置块运动至药剂盒的正上方，并使金相试样的待磨抛面完全浸没于腐蚀液中；再次，腐蚀液腐蚀预定时间后，机械手调节机构驱动磨抛机械手将试样放置块提升至预定高度并远离药剂盒的上方；最后，无杆气缸收回，进而将药剂盒收回至药剂盒护盖的下方，再次启动蠕动泵，将药剂盒中残留的腐蚀液回收至药剂罐中重复使用；
8、s5、金相成像：机械手调节机构驱动磨抛机械手将试样放置块转移至金相成像区，气动手指松开，将试样放置块放置于金相显微镜上，机械手调节机构驱动磨抛机械手远离金相显微镜，金相显微镜预采集金相图像；
9、s6、金相成像结束后，机械手调节机构驱动磨抛机械手反向运动至金相显微镜的上方，平移滑台下降，气动三爪驱动夹爪靠近并夹持试样放置块；
10、s7、二次磨抛：机械手调节机构驱动磨抛机械手夹持试样放置块转移至步骤s1中试样放置块与磨抛片接触位置处，重复上述步骤s1~s6，对金相试样的待磨抛面进行二次磨抛，直至金相显微镜采集清晰的金相图像。
11、进一步地，在所述步骤s1中，磨抛机械手的旋转方向与磨抛片的旋转方向相同或者相反，确保金相试样的待磨抛面磨抛更均匀。
12、进一步地，在所述步骤s7中，当金相显微镜采集首张清晰的金相图像后，重复步骤s1~s7对金相试样逐层磨抛，采集至少50幅清晰的金相图像，将至少50幅清晰的金相图像的中心重叠后进行三维合成，形成待磨抛的金相试样的三维金相微结构。
13、进一步地，连续磨抛金相成像过程中需要更换磨抛片时，包括以下步骤：
14、s1、磨抛机和水泵处于停止状态，机械手调节机构在初始位置驱动磨抛片取放机械手的气动手指带动夹持环张开；
15、s2、机械手调节机构驱动磨抛片取放机械手将夹持环移动至磨抛片的边缘，气动手指驱动夹持环闭合，两侧夹持环将需更换的磨抛片夹紧；
16、s3、机械手调节机构驱动磨抛片取放机械手运动至磨抛片放置架位置处，将需更换的磨抛片转移至磨抛片放置架的空缺位置处，气动手指驱动夹持环再次张开，将磨抛片放置于空缺位置处的磨抛片放置环上；
17、s4、机械手调节机构驱动磨抛片取放机械手移动至放置有待更换的磨抛片的磨抛片放置环位置处，气动手指再次驱动夹持环闭合，两侧夹持环将待更换的磨抛片夹紧；
18、s5、机械手调节机构驱动磨抛片取放机械手移动至磨抛机的上方，气动手指驱动夹持环张开，将待更换的磨抛片放置于磨抛机上，机械手调节机构驱动磨抛片取放机械手恢复至步骤s1中的初始位置，完成磨抛片更换。
19、上述金相图像采集方法中涉及的全自动连续磨抛金相成像装置包括专用柜，以及设置于专用柜内的磨抛机械手、磨抛片取放机械手、磨抛片放置架、磨抛系统、热风系统、腐蚀系统、清洗系统、金相显微镜和试样放置块；
20、所述专用柜的内部分别设置磨抛试样制备区和金相成像区，磨抛试样制备区中沿水平方向设置安装架定位板，金相成像区中沿水平方向设置工作台面，金相显微镜放置于工作台面上；所述安装架定位板上分别设置安装槽、磨抛片放置架安装位、磨抛机基准孔、出风罩基准孔、蠕动泵放置孔和冷却管安装孔，安装槽与磨抛片放置架安装位分别设置于安装架定位板的后侧；安装架竖直向上固装在安装槽上，靠近金相成像区一侧的安装架上设置磨抛机械手安装孔，远离金相成像区一侧的安装架上设置磨抛片取放机械手安装孔；所述磨抛机基准孔设置于安装架定位板前侧的中部；所述磨抛机基准孔前侧的安装架定位板上设置冷却管安装孔，出风罩基准孔设置于安装架定位板的前侧并靠近金相成像区的一侧，蠕动泵放置孔设置于安装架定位板的前侧并位于磨抛片放置架安装位和磨抛机基准孔之间；
21、所述磨抛机械手和磨抛片取放机械手分别安装于对应的机械手调节机构上，所述机械手调节机构包括平移滑台、固定架、旋转平台安装架和旋转平台，两根平移滑台分别通过磨抛机械手安装孔与磨抛片取放机械手安装孔竖直向下固装在对应的安装架上，固定架安装在平移滑台的移动台上；在所述固定架外侧壁的上部设置旋转平台安装架，旋转平台固定安装在旋转平台安装架的下方，旋转平台的动力输出轴与芯轴的上端连接；在所述固定架外侧壁的下部沿竖直方向设置套筒，套筒的上、下两端分别设置固定架安装孔一和固定架安装孔二，固定架安装孔一和固定架安装孔二中分别设置上端盖和下端盖，芯轴贯穿上端盖和下端盖并安装于套筒中，芯轴的下端延伸至套筒的外部，套筒外部的芯轴上安装轴套，芯轴的上、下两端分别设置轴承一和轴承二，并且在轴承一和上端盖之间的芯轴上设置密封圈一，在轴承二与下端盖之间的芯轴上设置密封圈二；所述芯轴包括芯轴一和芯轴二；
22、所述磨抛机械手包括旋转架、旋转气缸和气动三爪，旋转架沿水平方向设置，旋转架的左、右两侧沿竖直方向分别设置轴孔，芯轴一的下部贯穿旋转架一侧的轴孔并与对应的轴孔通过键连接，芯轴一的下端设置带锁紧螺母，旋转平台通过芯轴一驱动旋转架转动；短芯轴通过键安装于旋转架的另一侧轴孔中，短芯轴的上、下两端分别安装轴承，轴孔的上端设置带支架上盖，轴孔的下端设置下端盖，短芯轴的上、下两端分别贯穿带支架上盖、下端盖并延伸至轴孔的外部，在带支架上盖与对应的轴承以及下端盖与对应的轴承之间的短芯轴上分别设置密封圈；所述旋转气缸竖直向下安装于带支架上盖的上方，旋转气缸的动力输出轴通过联轴器与短芯轴的上端连接；短芯轴的下端与三爪安装板通过轴端挡板连接，下端盖与三爪安装板之间的短芯轴上安装轴套；所述气动三爪竖直向下安装在三爪安装板的下方，夹爪分别安装于对应的气动三爪上旋转气缸通过短芯轴驱动三爪安装板带动气动三爪旋转，气动三爪驱动夹爪打开或者合拢；
23、所述磨抛片取放机械手包括夹持臂、气动手指、夹持块和夹持环，夹持臂沿水平方向设置，芯轴二的下部贯穿夹持臂的一端并与对应的轴孔通过键连接，芯轴二的下端设置带锁紧螺母，旋转平台通过芯轴二驱动夹持臂转动；所述夹持臂的外端部沿水平方向设置气动手指，气动手指的两侧对称设置夹持块，夹持环对称安装在对应的夹持块上，气动手指通过夹持块驱动夹持块打开或者合拢；
24、所述磨抛片放置架固定安装于所述磨抛片放置架安装位位置处，磨抛片放置架上沿竖直方向间隔设置若干磨抛片放置环；
25、所述磨抛系统设置于安装架定位板的下方，磨抛系统包括垫板、磨抛机和磨抛片，磨抛机放置在垫板的上方，工作状态的磨抛片设置于磨抛机的上方，并且磨抛片的中心位置与磨抛机基准孔的中心位置重合，等待状态的若干磨抛片分别存放于磨抛片放置架上，磨抛系统对试样磨抛过程产生的废液通过磨抛机回收；
26、所述热风系统包括热风枪安装架、热风枪和出风罩，热风枪安装架安装于安装架定位板下方专用柜的内壁上，热风枪竖直向上安装在热风枪安装架上，并且热风枪的出风口安装出风罩，出风罩与所述出风罩基准孔的位置相对应；
27、所述腐蚀系统包括无杆气缸、药剂盒、蠕动泵和药剂罐，药剂罐放置于安装架定位板上，无杆气缸固定安装在安装架定位板上并位于磨抛机基准孔和出风罩基准孔之间，无杆气缸的上方搭设药剂盒护盖；无杆气缸的移动台上固定设置药剂盒安装板，药剂盒固定安装在药剂盒安装板上，移动台带动药剂盒安装板和药剂盒沿无杆气缸往复运动，使药剂盒相对于药剂盒护盖伸出或者收回；药剂盒相对于药剂盒护盖伸出一侧的无杆气缸的末端设置喷液旋转气缸，冷却管固定台安装在喷液旋转气缸上，蠕动泵分别安装于对应的蠕动泵放置孔e中，蠕动泵通过软管分别与药剂盒、药剂罐连通，蠕动泵将药剂罐中的腐蚀液添加至药剂盒中，或者将腐蚀后的腐蚀液重新吸入药剂罐中；
28、所述清洗系统设置于安装架定位板的下方，所述清洗系统包括水泵、供水软管、冷却管、净水箱和污水箱，净水箱和污水箱均放置于安装架定位板下方的专用柜上，两根冷却管分别安装在冷却管安装孔和冷却管固定台上，冷却管安装孔位置处的冷却管指向磨抛，两根冷却管的下端分别通过供水软管与水泵连通，水泵放置于净水箱中，磨抛机的废液仓通过管道与污水箱连通；
29、所述试样放置块设置为圆柱体形状，试样放置块外壁的中部设置夹持槽，试样放置块的端面上向内凹陷设置试样预制孔，待磨抛的金相试样放置于试样预制孔中。
30、进一步地，所述专用柜包括柜体，柜体底面的中部及四角位置处分别设置若干固定蹄脚，柜体底面的左右两侧对称设置两组脚轮，在柜体前侧面的外壁上设置控制面板，在柜体内部的顶面上设置三色灯。
31、进一步地，所述安装架定位板上表面的四周向磨抛机基准孔位置处倾斜，以便磨抛过程中产生的废液通过磨抛机基准孔回收至磨抛机的废液仓中。
32、本发明的有益效果在于：
33、本发明可实现对金相试样的连续化、自动化磨抛三维成像，代替人工操作，可有效降低劳动强度，提升金相试样磨抛和成像质量及稳定性，提高制备金相试样自动化程度和工作效率。
1.全自动连续磨抛金相成像装置的金相图像采集方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的全自动连续磨抛金相成像装置的金相图像采集方法，其特征在于：在所述步骤s1中，磨抛机械手（2）的旋转方向与磨抛片（5.3）的旋转方向相同或者相反。
3.根据权利要求1所述的全自动连续磨抛金相成像装置的金相图像采集方法，其特征在于：在所述步骤s7中，当金相显微镜（9）采集首张清晰的金相图像后，重复步骤s1~s7对金相试样逐层磨抛，采集至少50幅清晰的金相图像，将至少50幅清晰的金相图像的中心重叠后进行三维合成，形成待磨抛的金相试样的三维金相微结构。
4.根据权利要求1所述的全自动连续磨抛金相成像装置的金相图像采集方法，其特征在于：连续磨抛金相成像过程中需要更换磨抛片（5.3）时，包括以下步骤：
