CN204202959U - 一种金相试样制备仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种金相试样制备仪，包括机架、金相试样夹持机构、五自由度驱动机构、打磨机构、抛光机构和试样腐蚀结构块，通过五自由度驱动机构配合金相试样夹持机构，可以精确控制金相试样在制备过程中的运动轨迹，并辅助打磨机构、抛光机构和试样腐蚀结构块完成金相试样的高质量制备，试样的打磨、抛光和腐蚀过程可实现自动化控制，省去了大量的人力和时间，同时避免了因技术人员的失误或者经验不足造成的试样制备缺陷。此外，本实用新型还具有占地空间小、设备利用率高、噪声小、无污染、金相砂纸更换方便，抛光液可实现循环利用、结构紧凑、制作成本较低、安装维护方便等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种金相试样制备仪。
背景技术
金相试样制备是金相研究的重要组成部分，其过程包括镶嵌、打磨、抛光和腐蚀。目前，市场上已有全自动镶嵌机，能够完成上述镶嵌操作的自动化过程，然而，打磨、抛光和腐蚀过程，仍旧全部为人工操作。对于金相试样的传统制备过程，具体应用及方法如下：
(1)镶嵌：镶嵌适用于不是整形、不易于拿的微小金相试样，通过热固性塑料(如粉末状酚醛树脂)将线材、细小管材、薄板、锤击碎块等试样压制成规则大小的圆柱体，便于打磨时的加持或后续的实验，诸如电子探针实验等。
目前，金相试样的镶嵌过程主要依靠镶嵌机完成。现有的镶嵌机有两种：手动镶嵌机和自动镶嵌机，其工作原理是基本相同的，即采用热量和压力在预置的磨具下将试样镶嵌成圆柱状。镶嵌过程相对比较简单，对实验员要求较低。
(2)打磨：金相试样在镶嵌后，需要经过打磨才能得到光亮的表面。打磨分为粗磨和细磨两个阶段，一般地，打磨过程均为人工操作。打磨过程经常会出现试样的受力不均，导致试样表面倾斜，这就要求实验员具有一定的金相制备经验和技巧。
粗磨主要采用锉刀、铣床、车床、磨床、砂轮等工具完成，目的是去除试样切割的时候造成的表面粗糙不平。若试样表面本身较为平整、或采用精度高的工具切割完成的，该步骤可以省略，但是为了保证机械打磨过程中的安全性，防止试样飞出、或把砂纸、抛光布划破，最好要将镶嵌试样的边缘打磨出倒角。
细磨的目的是消除粗磨遗留下来的深而粗的磨痕，为抛光做准备。细磨本身包括多道操作，即在各号砂纸上从粗到细顺序进行。细磨操作方式有手工磨光和机械磨光两种，且均需人工操作。细磨的磨削工具是砂纸，砂纸由纸基、粘结剂、磨料组合而成。
目前，金相砂纸主要有干砂纸与湿砂纸两种，分别可以进行干磨和湿磨。两种砂纸各有优点：干砂纸的砂粒一般是优质碳化硅，纸基一般是采用乳胶纸，因而它们的柔韧性更好，使用过程中散热性也更好，不易因产生堵塞现象；湿砂纸的砂粒之间的间隙较小，磨出的物品碎屑也较小，和水一起使用时碎屑就会随水流出，从而保持砂纸使用面的锋利度。金相砂纸规格代号及磨料尺寸如表1所示。
表1金相砂纸规格
(3)抛光：抛光的目的是除去金相试样磨面上由细磨留下的磨痕，成为平整无疵的镜面。抛光只能除去表层很薄的一层金属，抛光的效果很大程度上取决于前面工序的质量或者效果，因此在打磨中，砂纸的选用要逐渐地由粗到细，才能得到理想的抛光效果。抛光的方法主要有三种：机械抛光、电解抛光和化学抛光，其中，机械抛光是应用最多的抛光方法。
机械抛光一般采用绒布抛光，即将配制好的抛光液滴在、或者浇在抛光布上，通过机械旋转带动抛光布转动，使得抛光液与试样表面摩擦，将试样表面细磨后的划痕除去。常见的抛光剂有Cr2O3、MgO、Al2O3、金刚石粉等。抛光之后的试样需要用水、或者酒精冲洗表面，以便后续的制备工序。
(4)腐蚀：经过抛光的样品，在显微镜下观察时，除非金属夹杂物、石墨、裂纹及磨痕等能看到外，只能看到光亮的磨面，要看到组织必须进行腐蚀，需要进行腐蚀操作。
腐蚀的种类很多，最常用的为化学腐蚀，而且不同材质的试样，需要的腐蚀溶液不同。化学腐蚀主要有三种方法：浸蚀法、滴蚀法和摖蚀法。腐蚀完成的试样需要水洗和无水酒精清洗，再快速用吹风机充分吹干。
根据以上工序可知，传统的金相试样制备过程，具有如下不足：(1)、金相试样的制备步骤繁琐，制备周期较长，大部分制备过程需要耗费劳力；(2)、对实验员有一定的技术和经验要求，使得金相试样的制备存在一定的困难。(3)、在大多数情况下，人工制作的金相试样经常会出现试样表面不平、或者残留划痕等缺陷，在显微镜下对焦困难，若不细心或者失误往往导致组织假象，从而得到错误的结论。
实用新型内容
针对现有技术中存在的上述技术问题，本实用新型提出了一种金相试样制备仪，能够实现金相试样制备过程的自动化，利于提高金相试样的制备质量和效率。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种金相试样制备仪，包括机架、金相试样夹持机构、五自由度驱动机构、打磨机构、抛光机构和试样腐蚀结构块；
机架，用于为金相试样夹持机构、五自由度驱动机构、打磨机构、抛光机构和试样腐蚀结构块提供支撑、导向和定位功能；
金相试样夹持机构，在打磨、抛光和腐蚀过程中用于完成对试样的夹持动作；
打磨机构，用于完成对试样的自动化打磨过程；
抛光机构，用于完成对试样的自动化抛光过程；
试样腐蚀结构块，用于完成对试样的腐蚀过程；
五自由度驱动机构，与金相试样夹持机构连接，用于控制金相试样夹持机构在机架内部的运动轨迹，并配合打磨机构、抛光机构和试样腐蚀结构块完成打磨、抛光和腐蚀过程。
进一步，机架上安装有试样定位块，用于放置试样并作为试样在制备过程中的原点位置；
在试样定位块上设有一个试样放置孔和至少一个试管放置孔。
进一步，金相试样夹持机构，包括一个矩形块和两个电磁式V形块；
在矩形块上设有一个试样定位孔和一个V形块放置孔，试样定位孔与V形块放置孔垂直连通且分别贯穿所述矩形块；
电磁式V形块位于V形块放置孔内部，且当两块V形块相互吸合时，对位于试样定位孔内部的试样形成夹紧。
进一步，五自由度驱动机构，包括一个第一水平支撑架和一个第二水平支撑架；其中，
在机架上部设有两条平行的第一滑动导轨，第一水平支撑架横跨设置在第一滑动导轨上；
在第一水平支撑架上部设有两条平行的第二滑动导轨，第二水平支撑架横跨设置在第二滑动导轨上；
第一滑动导轨的设置方向与第二滑动导轨的设置方向垂直；
在机架上设有两个丝杆，丝杆的设置方向与第一滑动导轨的设置方向相同，在每个丝杆上设置一个第一步进电机，用于推动第一水平支撑架沿第一滑动导轨方向运动；
在第一水平支撑架与第二水平支撑架之间设有两个第一推杆电机，用于推动第二水平支撑架沿第二滑动导轨方向运动；
在第二水平支撑架上设有一个旋转台；
在旋转台上安装有四个第二推杆电机，第二推杆电机的底部与金相试样夹持机构连接，用于带动金相试样夹持机构实现竖直方向上的直线运动；
在旋转台内部设有一个第二步进电机，用于带动金相试样夹持机构实现以第二推杆电机为轴线的水平旋转运动；
在第二推杆电机底部设有一个第三步进电机，用于带动金相试样夹持机构实现以金相试样夹持机构自身为轴线的翻转运动。
进一步，打磨机构，包括四组打磨转盘，每组打磨转盘配置一个伺服电机；
每组打磨转盘，包括一个上打磨转盘和一个下打磨转盘，上打磨转盘与下打磨转盘通过一根转动柱连接，伺服电机，用于驱动所述转动柱转动；
在上打磨转盘和下打磨转盘上安装有砂轮、或粘附有砂纸。
进一步，转动柱由上段转动柱和下段转动柱组成；其中，
上段转动柱与上打磨转盘连接，下段转动柱与下打磨转盘连接；
上段转动柱与下段转动柱采用拆卸式连接，在上段转动柱与下段转动柱的连接处设有紧固销。
进一步，抛光机构，包括：
一个抛光转盘；
在抛光转盘上设有一块抛光布，抛光布的直径与抛光转盘直径相同；
一个伺服电机，用于驱动抛光砖盘转动；
一个滴液管，位于抛光转盘上方，用于向抛光转盘上滴撒抛光液；
一个漏斗形容器，位于抛光转盘下方，用于存放从抛光转盘上滴落的抛光液；
一个抛光液容器，位于抛光转盘一侧，用于盛放抛光液；
在抛光液容器与滴液管之间设有一条抛光液输送管，在抛光液容器与漏斗形容器之间设有一条抛光液回流管；
在抛光液容器内部安装有一个抽液泵和一个旋转叶片。
进一步，试样腐蚀结构块上设有若干个试管放置孔。
进一步，试样定位块处设有一个第一吹风机；在试样腐蚀结构块处设有一个第二吹风机。
进一步，打磨机构配置有打磨机构外罩，打磨机构外罩通过磁铁与机架连接。
本实用新型具有如下优点：
本实用新型述及的金相试样制备仪，包括机架、金相试样夹持机构、五自由度驱动机构、打磨机构、抛光机构和试样腐蚀结构块，通过五自由度驱动机构配合金相试样夹持机构，可以精确控制金相试样在制备过程中的运动轨迹，并辅助打磨机构、抛光机构和试样腐蚀结构块完成金相试样的高质量制备，试样的打磨、抛光和腐蚀过程可实现自动化控制，省去了大量的人力和时间，同时避免了因技术人员的失误或者经验不足造成的试样制备缺陷。此外，本实用新型还具有占地空间小、设备利用率高、噪声小、无污染、金相砂纸更换方便，抛光液可实现循环利用、结构紧凑、制作成本较低、安装维护方便等优点。
附图说明
图1为本实用新型中金相试样制备仪的结构示意图，图中示出了金相试样制备仪安装打磨机外罩后的状态；
图2为本实用新型中金相试样制备仪的结构示意图，图中示出了金相试样制备仪安装打磨机外罩前的状态；
图3为图1和图2中机架的结构示意图；
图4为图1和图2中试样定位块的结构示意图；
图5为图1和图2中金相试样夹持机构的矩形块结构示意图；
图6为图1和图2中金相试样夹持机构的V形块结构示意图；
图7为图1和图2中五自由度驱动机构的结构示意图；
图8为图1和图2中打磨机构的结构示意图；
图9为图1和图2中抛光机构的结构示意图；
其中，1-机架，2-金相试样夹持机构，3-五自由度驱动机构，4-打磨机构，5-抛光机构6-试样腐蚀结构块，7-试样，8-打磨机构外罩，9-磁铁；
101、102、103、104-立柱，105、106-第一水平支撑柱，107、108-第二水平支撑柱，109、110-第一滑动导轨，111-安装板，112-试样定位块，113-试样放置孔，114-试管放置孔，115-第一吹风机，116-第二吹风机；
201-矩形块，202、203-电磁式V形块，204-试样定位孔，205-V形块放置孔，206、207-橡胶垫片；
301-第一水平支撑架，302-第二水平支撑架，303、304-第二滑动导轨，305、306-丝杆，307、308-第一步进电机，309、310-第一推杆电机，311-旋转台，312、313、314、315-第二推杆电机，316-第三步进电机；
401-伺服电机，402-上打磨转盘，403-下打磨转盘，404-上段转动柱，405-下段转动柱，406-定位销；
501-抛光转盘，502-伺服电机，503-滴液管，504-漏斗形容器，505-抛光液容器，506-抛光液输送管，507-抛光液回流管；
601-试管放置孔。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：
结合图1和图2所示，一种金相试样制备仪，包括机架1、金相试样夹持机构2、五自由度驱动机构3、打磨机构4、抛光机构5和试样腐蚀结构块6。
如图3所示，机架1呈方形，包括立柱101、102、103、104。
在立柱101与立柱104、以及立柱102与立柱103之间各设置一根第一水平支撑柱105、106。在立柱101与立柱102、以及立柱103与立柱104之间各设置一根第二水平支撑柱107、108。第一水平支撑柱105、106的长度大于第二水平支撑柱107、108的长度。
第一水平支撑柱105、106和第二水平支撑柱107、108位于机架1上部。
在第一水平支撑柱105、106上设有两条平行的第一滑动导轨109、110。第一滑动导轨109、110可以为五自由度驱动机构3提供支撑和导向功能。
此外，机架1还包括一个安装板111，安装板111位于机架1下部。安装板111可以为打磨机构4、抛光机构5和试样腐蚀结构块6提供必要的支撑和定位功能。
在安装板111上安装有试样定位块112，用于放置试样7并作为试样在制备过程中的原点位置。此处的原点位置，是指试样7在制备过程中的起始和终点位置。
具体的，如图4所示，在试样定位块112上设有一个试样放置孔113和一个试管放置孔114。其中，试样放置孔113，用于放置试样，试管放置孔114，用于放置试管。
如图5和图6所示，金相试样夹持机构2，包括一个矩形块201和电磁式V形块202、203。在矩形块201上设有一个试样定位孔204和一个V形块放置孔205，试样定位孔204与V形块放置孔205垂直连通，且分别贯穿矩形块201。
其中，试样定位孔204为圆形，在制备过程中用于放置试样7。
V形块放置孔205为方形，电磁式V形块202、203位于V形块放置孔205内部。
当电磁式V形块202、203相互吸合时，对位于试样定位孔204内部的试样形成夹紧。
此外，在电磁式V形块202、203上分别设有橡胶垫片206、207，用于增大电磁式V形块202、203与试样7的摩擦力，提高夹持效果。
如图7所示，五自由度驱动机构3，包括第一水平支撑架301和一个第二水平支撑架302。其中，第一水平支撑架301横跨设置在第一滑动导轨109、110上。
在第一水平支撑架301上部设有两条平行的第二滑动导轨303、304，第二水平支撑架302横跨设置在第二滑动导轨303、304上。
第一滑动导轨109、110的设置方向与第二滑动导轨303、304的设置方向垂直，可以实现五自由度驱动机构3在两个垂直方向上的运动。
在第二水平支撑柱107、108之间设有两个丝杆305、306，丝杆的设置方向与第一滑动导轨109、110的设置方向相同。在丝杆305、306上各设置一个第一步进电机307、308，第一步进电机307、308与第一水平支撑架301连接，并推动第一水平支撑架301沿第一滑动导轨109、110方向运动。
在第一水平支撑架301与第二水平支撑架302之间设有两个第一推杆电机309、310，推动第二水平支撑架302沿第二滑动导轨303、304方向运动。
在第二水平支撑架302上设有一个旋转台311。
在旋转台上安装有四个第二推杆电机312、313、314、315，第二推杆电机312、313、314、315底部与金相试样夹持机构2连接，带动金相试样夹持机构2实现竖直方向上的直线运动。
在旋转台311内部设有一个第二步进电机(图中未示出)，使得旋转台311可以以自身中心为旋转中心进行旋转，进而带动四个第二推杆电机312、313、314、315旋转，从而带动金相试样夹持机构2实现以第二推杆电机为轴线的水平旋转运动。
在第二推杆电机底部处还设置一个第三步进电机316，用于带动金相试样夹持机构2实现以自身为轴线的翻转运动。
通过以上五自由度驱动机构3，可以实现金相试样夹持机构2在多个方向上的运动及状态，以便实现试样7在制备过程中的精确运动，并辅助打磨机构4、抛光机构5和试样腐蚀结构块6完成金相试样的高质量制备。
如图8所示，打磨机构4，包括四组打磨转盘，材料为中碳钢。每组打磨转盘配置一个伺服电机，如伺服电机401，能够准确控制正反转以及转速。在打磨转盘上可以分别放置七种不同型号(从粗到细分别为01、02、03、04、05、06、07)的干砂纸和一个砂轮。
每组打磨转盘，包括一个上打磨转盘402和一个下打磨转盘403。上打磨转盘402与下打磨转盘403通过一根转动柱连接。伺服电机401，用于控制转动柱转动。
打磨转盘采用上下两层分布，结构紧凑。
其中，上打磨转盘402直径相对于下打磨转盘403直径较小，便于五自由度驱动机构3沿第一滑动导轨109、110方向运动，同时避免机构干涉。
在上打磨转盘402和下打磨转盘403上安装有砂轮、或粘附有砂纸。
当需要安装砂轮时，根据需要直接将砂轮固定在上打磨转盘402、或下打磨转盘403上。
当需要粘附砂纸时，首先在上打磨转盘402、或下打磨转盘403上粘附磁性吸盘，然后再将砂纸粘附在磁性吸盘上。
具体的，转动柱是有上段转动柱404和下段转动柱405组成。其中，
上段转动柱404与上打磨转盘402连接，上段转动柱405与上打磨转盘403连接；
上段转动柱404与下段转动柱405采用拆卸式连接，在上段转动柱404与下段转动柱405的连接处设有紧固销406。
转动柱采用分段式设计的目的在于方便更换砂轮或砂纸。
如图9所示，抛光机构5，包括一个抛光转盘501；
在抛光转盘501上设有一块抛光布，抛光布的直径与抛光转盘直径相同；
一个伺服电机502，用于驱动抛光砖盘501转动；
一个滴液管503，位于抛光转盘501上方，用于向抛光转盘501上滴撒抛光液；
一个漏斗形容器504，位于抛光转盘501下方，用于存放从抛光转盘上滴落的抛光液；
一个抛光液容器505，位于抛光转盘501一侧，用于盛放抛光液，抛光液采用Cr2O3与水进行配制；
在抛光液容器505与滴液管503之间设有一条抛光液输送管506，在抛光液容器505与漏斗形容器504之间设有一条抛光液回流管507；
在抛光液容器505内部安装有一个旋转叶片(图中未示出)，由伺服电机驱动，防止在抛光液中的Cr2O3发生沉淀。
在抛光液容器505内部安装有一个抽液泵(图中未示出)，用于控制抛光液的抽取与输送流速，抛光液输送至抛光转盘501的正上方，由滴液管503滴入抛光布，之后进入漏斗形容器504，最后由重力作用进入抛光液容器505，实现抛光液的整体循环。
试样腐蚀结构块6上设有若干个试管放置孔601，主要用来放置试7所需要的试管，试管放置孔601为两排圆柱形盲孔。其中，一排为4个圆柱形盲孔，试管内的液体分别为腐蚀液、水、水、无水酒精，用于腐蚀以及腐蚀后的清洗；另一排为3个圆柱形盲孔，试管内的液体分别为水、水、无水酒精，用于抛光后试样的清洗，为腐蚀做准备。
此外，在试样定位块112处设有一个第一吹风机115，在试样腐蚀结构块6处设有一个第二吹风机116。其中，
第一吹风机115用来吹干打磨后用水清洗的试样，试样在每种型号的砂纸打磨之后均需要回到原点附近，浸入水中清洗，防止磨屑进入下一道砂纸，影响打磨效果。
第二吹风机116用来吹干分别用水、无水酒精清洗的试样，抛光完成后以及腐蚀完成后均需要用水、无水酒精清洗。试管主要用来存放水、腐蚀液以及无水酒精的。
为了防止人、或者异物不小心进入打磨机构4，在机架1上设置打磨机构外罩8，打磨机构外罩8结构为双圆柱结构，可以充分罩住打磨机构。
由于砂纸是常换件，所以本实用新型将打磨机构外罩8与机架1之间的连接采用磁铁9连接，便于打磨机构外罩8的安装与拆卸。
金相试样的制备过程如下：
(1)制备前准备，包括金相砂纸的更换，抛光液及腐蚀液的配制、水、无水酒精的放置等。其中，在金相砂纸的更换时，需要将一侧的打磨机构外罩8拆下，如图2所示，将紧固销406卸下，此时，上、下层的磁性吸盘可以取出，然后将新的圆形砂纸粘至磁性吸盘上，最后将磁性吸盘安装好，拧上紧固销406，装上打磨机构外罩8。
抛光液配制完以后放入抛光液容器505内，此时，抛光液容器505内的旋转叶片开始转动，防止抛光剂Cr2O3沉淀，影响抛光效果；腐蚀液、水与无水酒精放入试管，将试管按照功能要求分别放入试样定位块112与试样腐蚀结构块6中的试管放置孔内部。
(2)将镶嵌后的试样放置于试样定位块112对应的试样放置孔113内部，此时，金相试样夹持机构2位于试样7的正上方。在系统开启后，电磁式V形块202、203中的电磁铁通电且处在同极位置，第二推杆电机312、313、314、315开始运行，直到金相试样夹持机构2的底面与试样定位块112的顶面对其为止，此时，电磁式V形块202、203中的电磁铁转变为异极位置并吸附在一起，在橡胶垫片206、207的摩擦力作用下，将试样夹紧。
(3)试样夹紧后，在五自由度驱动机构3的作用下，移动至打磨机构4的砂轮位置，将试样表面进行粗磨，同时，控制第三步进电机316转至适宜角度，将试样7表面的边缘进行倒角。粗磨与倒角完成后，回正第三步进电机316转过的角度。
(4)控制试样7移动至位于试管放置孔114内部的试管中，试管中装有水，控制第二推杆电机312、313、314、315，将试样浸入试管清洗，清洗后，第一吹风机115将试样7吹干。
(5)控制试样移动至打磨机构4，七个打磨转盘分别装有七种不同型号的金相砂纸，砂纸型号从粗到细分别为01、02、03、04、05、06、07，每一种型号的砂纸完成打磨后，均要重复步骤(4)，防止磨屑进入下一道砂纸，降低打磨效果。
在打磨过程中，控制第一推杆电机309、310，使得第二水平支撑架302沿第二滑动导轨303、304方向运动，保证充分利用砂纸打磨的每一个滑道，同时，控制试样的水平旋转运动，保证下一个滑道的方向与上一个滑道的方向垂直。打磨机构4在设计的时候，除了考虑结构的紧凑型与稳定性，还需要充分考虑五自由度驱动机构3的运动，因此，上打磨转盘402之间的间距尺寸要保证五自由度驱动机构2在打磨转盘间隙进行水平旋转的时候，金相试样夹持机构2不会与其他机构产生干涉。五自由度驱动机构2在运动过程中，要控制其进行多自由度综合运动，尽可能省运动空间，实现结构的紧凑性。
(6)在完成07号砂纸的打磨之后，试样进行抛光操作，此时，抛光机构5开始运行。首先，抛光液容器505内的抽液泵开始抽取抛光液，抛光液经过输送管506流至滴液管503，待几秒钟后(抛光布充分湿润)，试样移动至抛光转盘501表面进行抛光，抛光过程与打磨过程相似，保证下一个滑道的方向与上一个滑道的方向垂直。试样抛光完成后，控制其移动至试样腐蚀结构块6，其中一排为3个试管放置孔601，试管内的液体分别为水、水、无水酒精(Cr2O3容易漂浮，因此两次水浸清洗)，用于抛光后试样的清洗，为腐蚀做准备。无水酒精浸洗后，第二吹风机116将其吹干，抛光完成。
(7)将试样移动至试样腐蚀结构块6的另一排试管放置孔601，试管内的液体分别为腐蚀液、水、水、无水酒精。控制试样分别浸入这四个试管，依次完成试样的腐蚀、水洗、水洗、无水酒精清洗，最后，吹风机6将其吹干，腐蚀完成。
(8)控制五自由度驱动机构2，运行至原点位置，试样制备完成，可将试样取出。
当然，以上说明仅仅为本实用新型的较佳实施例，本实用新型并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本实用新型的保护。
Claims (10)
1.一种金相试样制备仪，包括机架、金相试样夹持机构、五自由度驱动机构、打磨机构、抛光机构和试样腐蚀结构块；其特征在于，
机架，用于为金相试样夹持机构、五自由度驱动机构、打磨机构、抛光机构和试样腐蚀结构块提供支撑、导向和定位功能；
金相试样夹持机构，在打磨、抛光和腐蚀过程中用于完成对试样的夹持动作；
打磨机构，用于完成对试样的自动化打磨过程；
抛光机构，用于完成对试样的自动化抛光过程；
试样腐蚀结构块，用于完成对试样的腐蚀过程；
五自由度驱动机构，与金相试样夹持机构连接，用于控制金相试样夹持机构在机架内部的运动轨迹，并配合打磨机构、抛光机构和试样腐蚀结构块完成打磨、抛光和腐蚀过程。
2.根据权利要求1所述的一种金相试样制备仪，其特征在于，所述机架上安装有试样定位块，用于放置试样并作为试样在制备过程中的原点位置；
在试样定位块上设有一个试样放置孔和至少一个试管放置孔。
3.根据权利要求1所述的一种金相试样制备仪，其特征在于，所述金相试样夹持机构，包括一个矩形块和两个电磁式V形块；
在矩形块上设有一个试样定位孔和一个V形块放置孔，试样定位孔与V形块放置孔垂直连通且分别贯穿所述矩形块；
电磁式V形块位于V形块放置孔内部，且当两块V形块相互吸合时，对位于试样定位孔内部的试样形成夹紧。
4.根据权利要求1所述的一种金相试样制备仪，其特征在于，所述五自由度驱动机构，包括一个第一水平支撑架和一个第二水平支撑架；其中，
在机架上部设有两条平行的第一滑动导轨，第一水平支撑架横跨设置在第一滑动导轨上；
在第一水平支撑架上部设有两条平行的第二滑动导轨，第二水平支撑架横跨设置在第二滑动导轨上；
第一滑动导轨的设置方向与第二滑动导轨的设置方向垂直；
在机架上设有两个丝杆，丝杆的设置方向与第一滑动导轨的设置方向相同，在每个丝杆上设置一个第一步进电机，用于推动第一水平支撑架沿第一滑动导轨方向运动；
在第一水平支撑架与第二水平支撑架之间设有两个第一推杆电机，用于推动第二水平支撑架沿第二滑动导轨方向运动；
在第二水平支撑架上设有一个旋转台；
在旋转台上安装有四个第二推杆电机，第二推杆电机的底部与金相试样夹持机构连接，用于带动金相试样夹持机构实现竖直方向上的直线运动；
在旋转台内部设有一个第二步进电机，用于带动金相试样夹持机构实现以第二推杆电机为轴线的水平旋转运动；
在第二推杆电机底部设有一个第三步进电机，用于带动金相试样夹持机构实现以金相试样夹持机构自身为轴线的翻转运动。
5.根据权利要求1所述的一种金相试样制备仪，其特征在于，所述打磨机构，包括四组打磨转盘，每组打磨转盘配置一个伺服电机；
每组打磨转盘，包括一个上打磨转盘和一个下打磨转盘，上打磨转盘与下打磨转盘通过一根转动柱连接，伺服电机，用于驱动所述转动柱转动；
在上打磨转盘和下打磨转盘上安装有砂轮、或粘附有砂纸。
6.根据权利要求5所述的一种金相试样制备仪，其特征在于，所述转动柱由上段转动柱和下段转动柱组成；其中，
上段转动柱与上打磨转盘连接，下段转动柱与下打磨转盘连接；
上段转动柱与下段转动柱采用拆卸式连接，在上段转动柱与下段转动柱的连接处设有紧固销。
7.根据权利要求1所述的一种金相试样制备仪，其特征在于，所述抛光机构，包括：
一个抛光转盘；
在抛光转盘上设有一块抛光布，抛光布的直径与抛光转盘直径相同；
一个伺服电机，用于驱动抛光砖盘转动；
一个滴液管，位于抛光转盘上方，用于向抛光转盘上滴撒抛光液；
一个漏斗形容器，位于抛光转盘下方，用于存放从抛光转盘上滴落的抛光液；
一个抛光液容器，位于抛光转盘一侧，用于盛放抛光液；
在抛光液容器与滴液管之间设有一条抛光液输送管，在抛光液容器与漏斗形容器之间设有一条抛光液回流管；
在抛光液容器内部安装有一个抽液泵和一个旋转叶片。
8.根据权利要求1所述的一种金相试样制备仪，其特征在于，所述试样腐蚀结构块上设有若干个试管放置孔。
9.根据权利要求2所述的一种金相试样制备仪，其特征在于，所述试样定位块处设有一个第一吹风机；在试样腐蚀结构块处设有一个第二吹风机。
10.根据权利要求1所述的一种金相试样制备仪，其特征在于，所述打磨机构配置有打磨机构外罩，打磨机构外罩通过磁铁与机架连接。
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