JP2004028688A - 試験装置用サンプル移送ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】試験サンプルのサンプル把持部への移送，把持作業及び試験後の破断試験サンプルの除去を確実に行うことができ、材料試験の自動化を図ることができる試験装置用サンプル移送ヘッドを提供すること。
【解決手段】本発明の試験装置用サンプル移送ヘッド１０は、試験サンプル１２の吸着保持時には移送ヘッド本体１３の表面に設けられたヘッドサンプル吸着穴１８を介して吸引し、また上部，下部自動把持チャック部４Ａ，４Ｂに把持する際には、上下プランジャ２１，２２を突出させた後、上部下部吹出し口２１ａ，２２ａと上部下部空気吹出し口２４，２５とを介して同時に送気させて試験サンプル１２の両端側タブ部１２ａ，１２ｂを鉛直に姿勢を保持させる。また、破断した試験サンプル片の廃棄時には、移送ヘッド本体１３の表面上下端部にそれぞれ設けられた破断サンプル吸引口２８，２９を介して上記ヘッドサンプル吸着穴１８による吸引よりも強い吸引力で吸引して破断したサンプルの吸着保持を行う。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、材料試験を行う試験装置、詳しくはフィルムや薄いゴム等の試験サンプルの引張試験を目的とする試験装置に係り、試験サンプルを把持する試験サンプル把持部に試験サンプルを確実に搬送して把持させ、試験後には搬送し廃棄させて、試験作業の省力化及び省人数化を図ることのできる試験装置用サンプル移送ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、材料試験を行う場合、試験内容に対応する試験装置を用いて材料試験が行われており、このような材料試験の自動化については、特に品質管理等のラインにおいて全自動で材料試験を行う全自動試験装置が数多く導入され、其々実績を上げている。
【０００３】
この種の全自動試験器は、同じ種類の試験片を大量に処理するものとして開発されているため、その構成部分が複雑で高価である上、低コスト化が望まれる、少量多品種のサンプルの自動材料試験には望ましくない。
【０００４】
一方、新材料の開発が盛んになるに連れて数本単位の試験の必要性は益々高まるものと想定され、これに伴い、これら比較的少量の数の、異なる試験サンプルの自動化試験を、簡単な操作で且つ低コストで実行可能とすることが望まれている。
【０００５】
例えば、フィルムや薄いゴム等の試験サンプルの引張試験を目的とする試験装置においては、従来、自動化で引張試験を行うことは難しく、試験を行う試験装置毎に検査作業員がついて試験操作を行っているのが現状であり、また試験操作も煩雑となっている。
【０００６】
この種の試験装置は、通常、フィルムや薄いゴム等の試験サンプルを把持する試験サンプル把持部を備えて構成され、試験サンプルの試験を行う場合には、検査作業員が上記試験サンプル把持部に試験サンプルを手作業で把持するように把持行程をおこなっていた。
【０００７】
上記試験サンプル把持部に対する試験サンプルの装着方法としては、上述したように手作業で行っており、例えば後述する２つの従来方法で行われていた。
【０００８】
ひとつは、ピンセットを用いた方法であり、この方法では、試験サンプルの一端をピンセットで掴み、上下一対の把持部で構成される試験サンプル把持部の上部把持部上端面間にピンセットにより位置決めした後、該上部把持部を締めて試験サンプル上端部を該上部把持部に固定し、そして、該試験サンプルの下端部をピンセットで軽く挟み、下部把持部上端までピンセットを軽く滑らせて、該試験サンプルを真直ぐに保持しながら下部把持部を締めることにより、試験サンプルの上下試験サンプル把持部へのチャック（装着）を行うようにしている。
【０００９】
また、もう一方は、前記試験サンプル把持部に装着する際に、試験サンプルの各両端側のタブ部を他の材料を用いて補強する方法であり、該試験サンプルの上下タブ部を、例えば補強部材としての紙等で挟み、または張り付け補強し、このような補強部材を手で摘みながら試験サンプル把持部へと移送し補強部材とともに把持することにより、柔軟な試験サンプルを把持する際の姿勢を補助しながら試験サンプルの上下試験サンプル把持部へのチャック（装着）を行うようにしている。
【００１０】
試験完了後においては、破断した試験サンプル片の破棄は、通常、検査作業員が上記の把持作業と同様に手作業で除去し、廃棄するようにしていた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記の如く、従来の試験装置では、柔軟なフィルムやゴム等の試験サンプルの引張り試験を行う場合、試験サンプルの上下試験サンプル把持部への移送，装着、及び試験後の破棄は全て検査作業員の手作業を行っており、このため、試験作業が繁雑で要する時間も掛かってしまい、試験作業の効率向上や試験作業の省力化及び省人数化を図ることができないといった問題点があった。
【００１２】
また、このような問題を解消するために、上記試験行程作業の自動化を図ることが望まれているが、全自動化を可能にした試験装置に関する提案は何らなされていないのが現状であり、例えば柔軟なフィルムやゴム等の試験サンプルを試験装置の上下試験サンプル把持部に自動的に移送し把持するための移送ヘッドを試験装置に設けて構成した場合を想定すると、該試験サンプルは柔軟であるがために、該移送ヘッドによる試験サンプルの移送行程や把持行程を満足して行うことができず、さらに試験後の破断した試験サンプルの除去作業についても手作業を行わなくてはならないといった問題点が考えられる。
【００１３】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、材料試験全ての自動化を図るためにサンプル移送ヘッドを設けて構成した場合に、試験サンプルのサンプル把持部への移送，把持作業及び試験後の破断試験サンプルの除去を確実に行うことができ、材料試験の自動化を図ることのできる試験装置用サンプル移送ヘッドを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明の試験装置用サンプル移送ヘッドは、材料試験サンプルを把持する把持部と、該材料試験サンプルを保持し前記把持部へと移送するためのサンプル移送ヘッドと、該サンプル移送ヘッドが先端に設けられ、試験装置本体に駆動自在に取付けられた移送ヘッドアームとを有し、前記把持部に把持された材料試験サンプルの材料試験を行う試験装置であって、前記サンプル移送ヘッドは、前記材料試験サンプルを保持するためのヘッド本体と、前記ヘッド本体の前記材料試験サンプルとの接触面に設けられた複数の吸着穴を介して空気を吸引することにより、前記試験サンプルを吸着保持する第１の吸着手段と、前記ヘッド本体の前記材料試験サンプルとの接触面の上下端部に設けられた複数の吸着穴を介して前記第１の吸着手段より吸引力の大きな吸引することにより、破断した前記試験サンプルを吸着保持する第２の吸着手段と、前記ヘッド本体の前記材料試験サンプルとの接触面の上下端部にそれぞれ設けられた第１の送気口と、前記ヘッド本体の上下面の接触面側にそれぞれ設けられた第２の送気口とを有し、前記第１の吸着手段により試験サンプルの吸着保持しながら前記把持部に把持する際に、前記第１，第２の送気口を介して同時に空気を送気することにより、該試験サンプルの両端側の姿勢をそれぞれ鉛直に保持する姿勢保持手段と、を設けて構成したことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項２に記載の発明の試験装置用サンプル移送ヘッドは、請求項１に記載の試験装置用サンプル移送ヘッドにおいて、前記姿勢保持手段の前記第１の送気口は、前記ヘッド本体の前記材料試験サンプルとの接触面の上下端部にそれぞれ設けられた送気口を有する１組のプランジャであり、該プランジャは前記把持部による試験サンプルの把持時には前記接触面に突出した状態で前記第２の送気口による送気方向と同方向で且つ前記第２の送気口とで試験サンプルの両端側の表裏面を吹き当てるように送気口から送気して、送気しない場合には前記ヘッド本体内に収容可能に構成されたことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項３に記載の発明の試験装置用サンプル移送ヘッドは、請求項１に記載の試験装置用サンプル移送ヘッドにおいて、前記第２の吸着手段により破断した試験サンプルを吸着保持した場合には、前記移送ヘッドアームの駆動により破断した試験サンプルの廃棄を行うための回収廃棄容器まで移送することを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明の試験装置用サンプル移送ヘッドの一実施の形態を示し、該試験装置用サンプル移送ヘッドを搭載した試験装置のシステム構成を説明するもので、図１（ａ）は試験装置の上面図、図１（ｂ）は試験装置の側面図である。
【００１８】
本発明は、試験サンプルの材料試験作業の全自動化を図るために、其々の試験サンプル形状にあわせたサンプルカセットを用意し、該試験サンプルをこのサンプルカセットに収納し、収納された試験サンプルを試験装置へと移送して該装置に備えられた試験片把持部に把持するとともに、試験後は破断した試験サンプルの除去作業を行う等の機能を有する試験装置用サンプル移送ヘッドである。
【００１９】
このような試験装置用サンプル移送ヘッドを搭載した、フィルムや薄いゴム等の試験サンプルの引張試験を目的とする試験装置のシステム構成を図１を参照しながら説明する。
【００２０】
図１（ａ），図１（ｂ）に示すように、本発明の試験装置用サンプル移送ヘッド１０を採用した試験装置は、試験機本体１Ａ，試験台１Ｂ，移動クロスヘッド２，ロードセル３，上部，下部自動把持チャック部４Ａ，４Ｂ，サンプルヘッド移送アーム部５，ロータリーアクチュエータ６Ａ，６Ｂ，自動サンプルカセット取出し装置７，マガジン台７Ａ，マガジン８，機械式開放機構部９，試験装置用サンプル移送ヘッド１０及びサンプルカセット１１等で主に構成されている。
【００２１】
なお、図示はしないが、さらに、上記試験装置の各種動作を制御するとともに、該試験装置により得られた検査データのデータ処理や表示処理を行うパーソナルコンピュータと、検査データや試験装置の動作状態等を表示するモニタ等の表示手段と、得られた検出データ等をプリントアウトするプリンタと設けてシステム構成される。
【００２２】
試験台１Ｂには、上記構成要素を含む前記試験機本体１Ａと自動サンプルカセット取出し装置７とが設置されている。試験器本体１Ａは、試験台１Ｂ上に対向配置され立設された枠部材であり、上部には移動クロスヘッド２が配置されている。この移動クロスヘッド２が具備する雌ねじと嵌合する雄ねじ部を有するねじ棹の端部が試験機本体に固定されるとともに、ねじ棹端部を回転させることで試験機第１Ｂの垂直方向に対して自在に移動可能に配設されている。即ち、引張試験時には、この移動クロスヘッド２が垂直方向上部へと図示しない駆動制御部によって移動制御されることにより、自動把持チャック部４Ａ，４Ｂ間にチャック（セット）された材料サンプルの引張試験が実行されることになる。
【００２３】
ロータリーアクチュエータ６Ａを下部に配した上部自動把持チャック部４Ａがロードセル３に固定され、ロードセル３は移動クロスヘッド２の中央に固定されている。このロードセル３は、引張試験の実行の際の試験荷重を検出し、検出荷重を図示しない制御部へと伝送する。
【００２４】
ロードセル３の下部に配された上部自動把持チャック部４Ａは、試験台１Ｂに固定されている下部自動把持チャック部４Ｂとで、サンプルカセット１１（図１（ａ）参照）内にセットされた試験サンプル１２の両端側を自動的に把持して引張試験を行うための主要部分である。
【００２５】
また、前記上部，下部自動把持チャック部４Ａ，４Ｂには、それぞれ図示はしないが各チャック部の把持面に残存する試験サンプル片を取り除くための除去手段とロータリーアクチュエータ６Ａ，６Ｂが所定位置に設けられており、この除去手段はロータリーアクチュエータによって回動駆動することにより、前記各チャック部の把持面に残存したサンプルを除去することが可能である。
【００２６】
なお、本実施の形態では、前記ロータリーアクチュエータ６Ａ，６Ｂとして具体的には破断サンプル回収用電気モータを用いて構成しているが、これに限定されるものではなく、破断サンプル回収用電気モータ以外のエアー式、油圧式等で回転駆動が実行される回転駆動手段を用いて構成しても良い。
【００２７】
また、下部自動把持チャック部４Ｂの側方側には、自動サンプルカセット取出し装置７により取り出されたサンプルカセット１１内の試験サンプルを吸着しながら搬送し、前記上部，下部自動把持チャック部４Ａ，４Ｂの各把持部にチャック（セット）するための本実施の形態の試験装置用サンプル移送ヘッド１０を備えたサンプルヘッド移送アーム５が設置されている。
【００２８】
このサンプルヘッド移送アーム５は回動可能に試験台１Ｂの本体上に取付けられており、試験サンプルを吸着するその試験サンプルヘッド１０がマガジン台７Ａ上のサンプルカセット１１の移送位置と各自動把持チャック部４Ａ，４Ｂの把持部の位置との間を自在に回動可能である。このサンプルヘッド移送アーム５も、前記自動把持チャック部４Ａ，４Ｂ，ロードセル３及び移動クロスヘッド２等の各種駆動を制御する、制御部４０（図３参照）によって駆動が制御されるようになっている。
【００２９】
上記構成の試験機（試験機本体１Ａ）が設置された試験台１Ｂには、試験の自動化を可能とするために、ひとつのサンプルカセットを適宜前記サンプルヘッド移送アーム５の回動位置（サンプル移送位置、図１（ａ）参照））まで自動的にセット可能な自動サンプルカセット取出し装置７が配されている。
【００３０】
自動サンプルカセット取出し装置７は、図１（ａ），図１（ｂ）に示すように、試験台１Ｂの所定箇所に配されており、その構成はサンプルカセット１１をスライド可能な上面７ｂを有する筐体７Ｂと、この筐体７Ｂの上面に設置されるマガジン台７Ａと、このマガジン台７Ａに設置され、試験サンプルを収容したサンプルカセット１１を複数垂直方向に重ねるようにして収容可能なマガジン８と、筐体７Ｂのマガジン台７Ａの裏面側に設置された移動用アクチュエータ１５及び支持部材１７と、この支持部材１７に取付けられて筐体７Ｂの上面７ｂ上で水平方向にスライド可能なカセット押出しバー５３（図３参照）と、マガジン台７Ａ内に装着され、マガジン８内に収容されたサンプルカセットを確実に落下させて取り出すために改良が施された機械式自動開放機構９と、で主に構成されている。
【００３１】
前記自動サンプルカセット取出し装置７を構成する筐体７Ｂは、図１（ａ）に示すような配置位置で試験台１Ｂ上に設置されている。また、筐体７Ｂの上面７ｂ上には、サンプルカセット１１の搬送をガイドするための一対のガイドプレート１ｃが配されている（図１（ｂ）参照）。
【００３２】
また、自動サンプルカセット取出し装置７の筐体７Ｂ内には、図３に示すように、マガジン台７Ａの配置位置に合わせて移動用アクチュエータ５５及び支持部材５７が設けられている。
【００３３】
この移動用アクチュエータ１５は、制御部４０（図３参照）による駆動制御により、図３中水平方向に支持部材５７が移動可能に装着されており、駆動時には、端部に連結される支持部材５７を介してカセット押出しバー５３を筐体７Ｂの上面７ｂ上でスライド駆動させる。なお、支持部材５７は、移動用アクチュエータ５５内部に挿通自在に設けられており、図示しない駆動機構部と連動して水平移動するようになっている。
【００３４】
また、移動用アクチュエータ５５の両側下部には、カセット押出しバー５３のスライド動作を実行するための右リミットスイッチ５６ａ，左リミットスイッチ５６ｂが設けられている。
【００３５】
例えば、マガジン８よりサンプルカセット１１を取り出す排出時の場合、移動用アクチュエータ５５の左リミットスイッチ５６ｂをオンさせることにより、移動用アクチュエータ５５内部に支持部材５７の先端部が、移動用アクチュエータ５５内の左リミット位置まで到達するように引き込み、これに伴い、カセット押出しバー５３はサンプルカセット１１を押し出す位置（図１（ａ）参照）までスライドすることになる。一方、この状態から次のサンプルカセット１１を取り出すためのセット時の場合には、移動用アクチュエータ５５の左リミットスイッチ５６ａをオンさせることにより、移動用アクチュエータ５５内部に引き込まれていた支持部材５７の先端部（図示せず）が、移動用アクチュエータ５５内の右リミット位置まで到達するように押し出され、これに伴い、カセット押出しバー５３はサンプルカセット１１のセット位置までスライドすることになる。このようにして、移動用アクチュエータ５５によりカセット押出しバー５３をスライド駆動している。なお、移動用アクチュエータ５５の駆動方式としては、空気の圧縮作用により支持部材５７を伸縮駆動させる方法が採用されている。
【００３６】
カセット押出しバー５３は、図３に示すように、Ｌ字状に形成されており、折曲部分が前記支持部材５７の先端部に固定される固定部５３Ｂと、筐体７Ｂの上面７ｂを接触しながらマガジン台７Ａ内部を介してスライドする面の先端部に設けられ、その基端面にてサンプルカセット１１の端部と当接して押し出すための係合部５３Ａとを備えて構成されている。
【００３７】
カセット押出しバー５３が内部に収容するマガジン台７Ａには、機械式自動開放機構９が設けられて構成されている。すなわち、この機械式自動開放機構９がマガジン台７Ａに設けられたことにより、該マガジン台７Ａ上にマガジン８が装着された際にマガジン８の下部に設けられたストッパー（図示せず）を解除して、マガジン８内に収容された最下部サンプルカセット１１の取出しを可能にさせる。なお、上記ストッパーは、解除されていない場合には、マガジン内に収容された最下部のサンプルカセット１１の底面の一部と係合することで、マガジン８の底面側に設けられた排出開口に落下しないようにしている。
【００３８】
本実施の形態では、試験サンプルを縦方向に積み重ねると一個ずつ取り出すのが難しい薄いフィルムや粘着性のある材料の場合、試験サンプルが互いに付着しないようにサンプルカセット１１に一個ずつサンプルを収納し、これらの複数のサンプルカセット１１が前記マガジン８内に収容される。
【００３９】
また、マガジン８の側面には、収容された複数のサンプルカセット１１を目視して確認するための開口が設けられるとともに、また一方の側面の内側中央には、図示はしないがサンプルカセット１１の端部の切り欠き（図示せず）に嵌入する突起形状のガイド部が上部から下部にかけて設けられている。これにより、サンプルカセット１１をガイド部（図示せず）により容易に且つ確実にマガジン８内に収容することができ、正しく複数のサンプルカセット１１を積み重ねることができる。
【００４０】
また、本実施の形態にて使用されるサンプルカセット１１は、図示はしないが厚みが一定の板状の部材の平面にサンプル形状に合わせて溝加工を施して収容溝を形成しており、この収容溝に試験サンプル１２を収容している。
【００４１】
以上、説明したようにこのような構成のサンプルカセット１１及び自動サンプルカセット取出し装置７を用いることにより、自動的にマガジン８からひとつずつサンプルカセット１１を取出し、筐体７Ｂの上面７ｂ上のサンプルヘッド移送アーム５の回動位置（試験装置用サンプル移送ヘッド１０による吸着位置：図１（ａ）参照）まで移送することができるようになっている。
【００４２】
ところで、本実施の形態では、上記自動サンプルカセット取出し装置７により移送されたサンプルカセット１１から試験サンプル１２を、試験装置用サンプル移送ヘッド１０により上部，下部自動把持チャック部４Ａ，４Ｂに確実に移送し把持させることができ、また、試験後の破断試験サンプルの除去を確実に行うことができるように、試験装置用サンプル移送ヘッド１０自体に改良がなされている。
【００４３】
本実施の形態の特徴となる試験装置用サンプル移送ヘッド１０の構成を図２を参照しながら詳細に説明する。
【００４４】
図２は図１の試験装置に搭載された試験装置用サンプル移送ヘッドの構成を説明するもので、図２（ａ）は試験サンプルが吸着された状態の試験装置用サンプル移送ヘッドの一部破断した側面図、図２（ｂ）は試験サンプルが吸着された状態の試験装置用サンプル移送ヘッドの正面図である。
【００４５】
本実施の形態の試験装置用サンプル移送ヘッド１０は、上述したようにサンプルヘッド移送アーム５（図１参照）の先端部に固定され、その構成は、図２（ａ），図２（ｂ）に示すように、移送ヘッド本体１３と、該移送ヘッド本体１３を前記サンプルヘッド移送アーム５に固定するためのサンプル移送ヘッド取付ロッド１４及び取付台１５とで主に構成されている。
【００４６】
サンプル移送ヘッド取付ロッド１４は、上下一対の支持部材で構成され、一端側が前記移送ヘッド本体１３に多少移動可能に嵌合して固定されるとともに、他端側が取付台１５のねじ等によって固定されるようになっている。また、この取付台１５の外側面上には、取付部１５ａが配設され、該取付部１５ａを介して図１に示すサンプル移送ヘッドアーム５の先端部に固定されるようになっている。
【００４７】
サンプル移送ヘッド取付ロッド１４による移送ヘッド本体１３に対する取付状態は、上記のように多少移動可能に嵌合して取付けられており、また、サンプル移送ヘッド取付ロッド１４にはそれぞればね１４ａが嵌合するように設けられている。すなわち、このばね１４ａによる付勢力により、サンプルカセット１１からの試験サンプル１２の吸着時や上下自動把持チャック部４Ａ，４Ｂへの把持時、あるいは破断した試験サンプルの除去時の、サンプルヘッド移送アーム５の回動に伴う移送ヘッド本体１３の試験サンプル１２に対する接触状態を和らげて、該試験サンプル１２を保護することができるようになっている。
【００４８】
移送ヘッド本体１３は、サンプルカセット１１に収容された試験サンプル１２を吸着して上下自動把持チャック部４Ａ，４Ｂ間に移送し、把持する際には該試験サンプル１２の姿勢を正しく補助するとともに、試験後には、破断した試験サンプル１２を強制的に除去して、図示しない破断試験片収容ボックスに収容するための工夫がなされている。
【００４９】
具体的には、移送ヘッド本体１３は、図２に示すように試験サンプル１２を吸着し保持するのに最適な大きさの角部材で構成されたもので、内部には吸引用導管１７が垂直方向に設けられている。
【００５０】
また、移送ヘッド本体１３の裏面側には、該移送ヘッド本体１３の表面に連通する上部空気吹出し入口１９，下部空気吹出し入口２０と、破断サンプル吸着用空気吸引口１６Ａと、前記吸引導管１７と連通するサンプル吸着保持用空気吸引口１６とが配設されている。
【００５１】
これらの入口，及び口部は、それぞれ空気を吸引、または送気するための管と接続するためのコネクタ手段であり、それぞれ対応する管がコネクトされるようになっている。なお、詳細なエアーの配管経路については後述する。
【００５２】
前記上部空気吹出し入口１９には、図２（ａ）に示すように、上プランジャ２１が移送ヘッド本体１３の表面の穴２６を介して表面側方向（吸着面側方向）に突出移動可能に取付けられており、該上部空気吹出し入口１９と上プランジャ２１の上部吹出し口２１ａとの間が連通している。
【００５３】
この上プランジャ２１の外周にはプランジャ戻りばね２３が設けられており、このプランジャ戻りばね２３は、該上プランジャ２１を移送ヘッド本体１３内部方向へと付勢している。すなわち、空気の吹出し時には、上プランジャ２１がこの空気の吹出し圧で移送ヘッド本体１３の表面側方向に所定寸法で突出して上部吹出し口２１ａ（図４（ｂ）参照）から空気を移送ヘッド本体１３の上部方向へと吹出し、一方、空気吹出しがなされていないときには、上プランジャ２１は前記プランジャ戻りばね２３による付勢力により移送ヘッド本体１３内部へと収容されることになる（図４（ａ）参照）。
【００５４】
上記構成の上部空気吹出し入口１９及び上プランジャ２１は、移送ヘッド本体１３の上部に２組、対向配置されるように設けられている。
【００５５】
一方、移送ヘッド本体１３の下部についても、上記同様の構成の下部空気吹出し入口２０及び下プランジャ２２が、移送ヘッド本体１３の下部に２組、対向配置されるように設けられている。
【００５６】
つまり、下部空気吹出し入口２０には、図２（ａ）に示すように、下プランジャ２２が移送ヘッド本体１３の表面の穴２７を介して表面側方向（吸着面側方向）に突出移動可能に取付けられており、該下部空気吹出し入口２０と下プランジャ２２の下部吹出し口２２ａとの間が連通している。この場合、下部吹出し口２２ａは、下プランジャ２２の移送ヘッド本体１３の下部方向に向けて設けられている。
【００５７】
すなわち、空気の吹出し時には、下プランジャ２２がこの空気の吹出し圧で移送ヘッド本体１３の表面側方向に所定寸法で突出して下部吹出し口２２ａから空気を移送ヘッド本体１３の下部方向へと吹出し、一方、空気吹出しがなされていないときには、下プランジャ２２はプランジャ戻りばね２３による付勢力により移送ヘッド本体１３内部へと収容されることになる（図４（ａ）参照）。
【００５８】
また、移送ヘッド本体１３の上面の表面側端部には、前記上プランジャ２１に連通する上部空気吹出し口２４が一組対向配置されるように設けられている。つまり、これらの上部空気吹出し口２４は、前記上プランジャ２１の空気吹出し時には、同時に移送ヘッド本体１３上部方向へと空気を吹き出すようになっている。
【００５９】
移送ヘッド本体１３の下面（底面）の表面側端部についても、同様に下プランジャ２２に連通する下部空気吹出し口２５が一組対向配置されるように設けられている。つまり、これらの下部空気吹出し口２５は、前記下プランジャ２２の空気吹出し時には、同時に移送ヘッド本体１３下部方向へと空気を吹き出すようになっている。また、プランジャ戻りばね２３，２４の補助手段又は代用として、プランジャ吸引用電磁弁３６ｆ（図３参照）を設け、第２の真空発生部３８ｂとサンプル移送ヘッド１０の上，下部空気吹出し入口１９，２０を導通，制御することで、プランジャ戻り動作をより確実に行うことが可能となる。
【００６０】
前記吸着保持用吸引口１６は、吸引導管１７を介して移送ヘッド本体１３の表面側垂直方向に複数設けられたサンプル吸着穴１８に連通しており、これらサンプル吸着穴１８を介して空気を吸引することにより、試験サンプル１２の中央部分１２ｃを吸着し保持することができるようになっている。これらのサンプル吸着穴１８は、図２（ｂ）に示すように、所定間隔で移送ヘッド本体１３の表面状に設けられており、その所定間隔寸法や設置個数については限定されるものではない。
【００６１】
前記破断サンプル吸着用空気吸引口１６Ａは、前記吸引導管１７とは別の吸引導管（図示せず）を介して、移送ヘッド本体１３の表面側上下端部にそれぞれ設けられた上破断サンプル吸着口２８，下破断サンプル吸着口２９とに連通しており、試験後には、これらの破断サンプル吸着口２８，２９を介して空気を、前記サンプル吸着時よりも強く吸引することで破断した各試験サンプル片（サンプル上部タブ部１２ａ，サンプル下部タブ部１２ｂ）を吸着する。
【００６２】
試験サンプル１２の形状としては、柔軟なフィルムやゴム等の材質であるため、例えば図２（ｂ）に示すような上下基端側が幅広で形成されたサンプル上部タブ部１２ａ，サンプル下部タブ部１２ｂと、その間が幅狭で形成され、試験する際の主要部分となる平行部１２ｃとを有する形状に形成されたものが使用される。
【００６３】
したがって、本実施の形態の試験装置用サンプル移送ヘッド１０は、このような形状の試験サンプル１２を吸着保持、そして把持時の姿勢補助、あるいは破断した除去時の吸着を確実に実行するのに好適な構成となっており、すなわち、試験サンプル１２の吸着保持時には、前記複数のサンプル吸着穴１８による空気吸引にて試験サンプル１２の平行部１２ｃを確実に吸引保持し、上下自動把持チャック部４Ａ，４Ｂへの把持時には、上プランジャ２１の上部吹出し口２１ａと上部空気吹出し口２４とによる空気吹出によりその試験サンプル１２のサンプル上部タブ部１２ａが垂直方向に真っ直ぐとなるように姿勢を導くと同時に、下プランジャ２２の下部吹出し口２２ａと下部空気吹出し口２５とによる空気吹出によりサンプル下部タブ部１２ｂが垂直方向に真っ直ぐとなるように姿勢を導くことにより、確実に上下自動把持チャック部４Ａ，４Ｂに把持させることができる。また、試験後においては、前記サンプル吸着穴１８より多少強めの吸引が可能な上、下破断サンプル吸着口２８，２９による空気吸引にて、それぞれ破断した破断サンプル片（サンプル上部タブ部１２ａ，サンプル下部タブ部１２ｂ）を確実に吸着し移送することができる。
【００６４】
次に、上記構成の試験装置用サンプル移送ヘッドを含む試験システム全体のエアー配管構成を図３を参照しながら詳細に説明する。
【００６５】
図３は本実施の形態の試験装置用サンプル移送ヘッドを含む試験システム全体のエアー配管構成を示す構成図である。なお、エアーに関する各ブロック間は所定の管にて接続されているものとする。
【００６６】
本試験システムには、各種動作を駆動させるためにエアー（空気）を発生させるためのエアー源３０が備えられ、このエアー源３０により発生したエアーは、エアータンク３１に充填され、レギュレータ３２に供給される。
【００６７】
レギュレータ３２から出力される所定圧のエアーは、電磁弁３６，レギュレータ３４及び真空発生部３８に供給される。
【００６８】
レギュレータ３２，３４は、供給されたエアーの圧力を所定の圧力に変換して出力するもので、常時、各出力端に設けられた圧力計３３，３５にてその出力圧力が検査作業員にてチェック出来るようになっている。
【００６９】
レギュレータ３４の出力エアーは、電磁弁３７に供給される。この電磁弁３７は、下チャック部３７ａと上チャック部３７ｂとの電磁弁で構成され、該試験システム全体を制御する制御部４０により、これらの下チャック部３７ａ，上チャック部３７ｂの電磁弁のオン／オフが制御させるようになっている。すなわち、上チャック部３７ｂは上部自動把持チャック部４Ａと連通しており、オンすることによりエアーを供給して上部自動把持チャック部４Ａを閉じ、一方、オフすることにより開かせる。また、同様に下チャック部３７ａは下部自動把持チャック部４Ｂと連通しており、オンすることによりエアーを供給して下部自動把持チャック部４Ｂを閉じ、一方、オフすることにより開かせる。
【００７０】
真空発生部３８は、第１の真空発生部３８ａと第２の真空発生部３８ｂとを備えて構成される。第１の真空発生部３８ａは、前記移送ヘッド本体１３のサンプル吸着保持用空気吸引口１６に接続され、レギュレータ３２からの出力エアーをもとに真空状態にし所定圧の吸引力を発生させて吸引を行う。第２の真空発生部３８ｂは、前記移送ヘッド本体１３の破断サンプル吸着用空気吸引口１６Ａに接続され、レギュレータ３２からの出力エアーをもとに真空状態にし、前記第１の真空発生部３８ａよりも大きなの吸引力を発生させて吸引を行う。
【００７１】
なお、これら第１，第２の真空発生部３８ａ，３８ｂの駆動制御は、前記制御部４０によって制御されるようになっている。
【００７２】
電磁弁３６は、旋回部３６ａ，前後部３６ｂ，マガジン部３６ｃ，第１の排気部３６ｄ，第２の排気部３６ｅの各電磁弁を備えて構成され、これらの電磁弁は制御部４０により、オン／オフ制御がなされるようになっている。
【００７３】
前記旋回部３６ａ及び前後部３６ｂは、サンプルヘッド移送アーム５の駆動制御を行うサンプル移送装置３９に接続されており、詳しくは、旋回部３６ａはサンプル移送装置３９の旋回手段３９ｂに、前後部３６ｂはサンプル移送装置３９の前後手段３９ａにそれぞれ接続されている。すなわち、旋回部３６ａをオンすることによりエアーを供給して旋回手段３９ａを駆動させてサンプルヘッド移送アーム５を旋回させ、一方、オフすることにより逆旋回させる。また、同前後部３６ｂをオンすることによりエアーを供給して前後手段３９ｂを駆動させてサンプルヘッド移送アーム５を前駆動させ、一方、オフすることにより後駆動させる。このようにサンプル移送装置３９による駆動制御により、サンプルヘッド移送アーム５を適宜最適な位置となるように移動させることが可能である。
【００７４】
マガジン部３６ｃは、自動サンプルカセット取出し装置７の移動アクチュエータ１５と接続されており、オンすることによりエアーを供給して移動アクチュエータ１５を駆動させ、一方、オフすることによりその駆動を停止させる。なお、移動アクチュエータ１５の駆動については、上述した通りである。
【００７５】
第１の排気部３６ｄは、前記移送ヘッド本体１３の上部空気吹出し入口１９に接続され、オンすることによりレギュレータ３２からの出力エアーを供給して上プランジャ２１及び上部吹出し口２４を介して送気を行い、一方、オフすることによりその送気を停止させる。
【００７６】
第２の排気部３６ｅは、前記移送ヘッド本体１３の下部空気吹出し入口２０に接続され、オンすることによりレギュレータ３２からの出力エアーを供給して下部プランジャ２２及び下部吹出し口２５を介して送気を行い、一方、オフすることによりその送気を停止させる。
次に、本実施の形態の試験装置用サンプル移送ヘッドの特徴となる動作を図４を参照しながら詳細に説明する。
【００７７】
図４は試験装置用サンプル移送ヘッドの動作を説明するための説明図であり、図４（ａ）は吹出し吸引がオフの状態の移動ヘッド本体を示し、図４（ｂ）は吹出し吸引がオンの状態の移動ヘッド本体を示している。
【００７８】
いま、自動サンプルカセット取出し装置７を用いてマガジン８の収容されたサンプルカセット１１を取出し、試験機本体に供給するものとする。この場合、自動サンプルカセット取出し装置７のカセット押出しバー１３によるスライド動作により、ひとつのサンプルカセット１１がマガジン台７Ａに設けられたサンプルカセット排出口により押し出され、図１（ａ）に示すサンプル移送位置に配されることになる。
【００７９】
その後、制御部４０は、電磁弁３６の旋回部３６ａ，前後部３６ｂのオン／オフを制御してサンプル移送装置３９の駆動を制御することにより、図１（ｂ）に示す９０度旋回前後駆動可能なサンプルヘッド移送アーム５を旋回させながら、該サンプルヘッド移送アーム５の先端に取付けられた試験装置用サンプル移送ヘッド１０を筐体７Ｂの上面７ｂ状に配されたサンプルカセット１１の試験サンプル１２に押し当てる。
【００８０】
そして、制御部４０は、第１の真空発生部３８ａをオンさせることにより、前記移送ヘッド本体１３のサンプル吸着保持用空気吸引口１６により吸引用導管１７内空気を抜気して、サンプル吸着穴１８により試験サンプル１２を吸着保持し、上記サンプル移動装置３９の駆動制御により、サンプルヘッド移送アーム５を旋回させて、上部，下部自動把持チャック部４Ａ，４Ｂ方向へと移送させる。
【００８１】
試験装置用サンプル移送ヘッド１０が上部，下部自動把持チャック部４Ａ，４Ｂ方向に到達すると、制御部４０は、電磁弁３６の第１，第２の排気部３６ｄ，３６ｅをそれぞれオンすることにより、上部，下部空気吹出し入口１９，２０を介してレギュレータ３２からの出力エアーが供給され、上下プランジャ２１，２２をその空気圧により移送ヘッド本体１３の表面側に共にプランジャ戻りばね２３の付勢力に抗して突出させ、各上部，下部吹出し口２１ａ，２２ａを介して空気を吹き出す。同時に、上部，下部空気吹出し口２４，２５からも同じ吹出し圧の空気の吹出しが行われる。
【００８２】
これにより、図４（ｂ）に示すように、試験サンプル１２のサンプル上部タブ部１２ａが垂直方向に真っ直ぐとなるように姿勢が制御されると同時に、サンプル下部タブ部１２ｂが垂直方向に真っ直ぐとなるように姿勢が制御されることになる。
【００８３】
この状態を確保しながら、制御部４０は、電磁弁３７の下チャック部３７ａ，上チャック部３７ｂをオンさせることにより、上部，下部自動把持チャック部４Ａ，４Ｂを閉じて、試験サンプル１２の両端のタブ部１２ａ，１２ｂを把持しセットさせる。
【００８４】
こうして、試験サンプル１２は、柔軟なフィルムやゴム等の材質である場合でも確実に上部，下部自動把持チャック部４Ａ，４Ｂに確実に把持されることになる。
【００８５】
セット後、制御部４０は、電磁弁３６の第１，第２の排気部３６ｄ，３６ｅをそれぞれオフすることにより、吹出し動作を停止させることで、上，下プランジャ２１，２２はプランジャ戻りばね２３による付勢力により移送ヘッド本体１３内部へと収容されることになる（図４（ａ）参照）。
【００８６】
引張り試験後、制御部４０は上記同様にサンプル移送装置３９を制御することにより、サンプルヘッド移送アームを駆動させて試験装置用サンプル移送ヘッド１０をセット時同様の位置に配置させた後、第２の真空発生部３８ｂをオンさせることにより、前記移送ヘッド本体１３の破断サンプル吸着用空気吸引口１６Ａを介して他の吸引用導管内の抜気を行い、上下破断サンプル吸着口２８，２９より破断した試験サンプルの両タブ部１２ａ，１２ｂの吸着を行い、サンプルヘッド移送アーム５を旋回させながら、図示しない破断サンプル収容器まで移送した後、第２の真空発生部３８ｂをオフさせることで、吸気を停止し、破断した試験サンプル１２の両タブ部１２ａ，１２ｂを落下させて該破断サンプル収容器に収容させる。
【００８７】
なお、上下破断サンプル吸着孔２８，２９による吸引は、前記第２の真空発生部３８ｂによりサンプル吸着穴１８による吸引よりも吸引力が大であるため、上部，下部自動把持チャック部４Ａ，４Ｂの各把持面に破断したサンプル上部タブ部１２ａ，サンプル下部タブ部１２ｂが付着した場合でも、確実にこれを吸引し保持することができる。
【００８８】
したがって、本実施の形態によれば、材料物性を測定する引張試験において剛性が無く自立できない材料、試験サンプルを縦方向に試験サンプルに過荷重が掛からない様に軽く保持しながら上下，下部自動把持チャック部へ移送し把持する際に、試験装置用サンプル移送ヘッドの適用により人手を省くことができるため、試験作業の省力化、自動化が可能になる。
【００８９】
また、標準試験用サンプルは形状が規格で規定されておりサンプル移送ヘッドはそれに合わせて製作されたため、著しく形状が異なる場合交換する必要も生じるが、サンプルヘッド移送アームへの取り付けが取り付けロッドにより簡単に実施できるため、サンプルヘッド移送ヘッドの交換により多種少量の試験サンプルの自動化に対応できる。
【００９０】
また、試験装置用サンプル移送ヘッドのピックアップ位置に試験サンプルを置くだけで後の保持、移送、保持、把持等の操作は全てサンプル移送ヘッド、サンプル移送アーム、上部，下部自動把持チャック部により機械的に処理されるため、試験時間は短縮され、又把持位置が一定するため、試験データが安定する。
【００９１】
さらに、試験装置用サンプル移送ヘッドは試験後の破断サンプル廃棄のために、強力吸引口を移送口とは別に設け、上下破断サンプルを強力吸着保持し、ピックアップ位置と異なる場所で廃棄するため、廃棄用別装置を新たに必要としない等の効果がある。
【００９２】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることはなく、各構成部品を改良し、あるいは組み合わせて構成した場合も本発明に適用される。
【００９３】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、材料試験全ての自動化を図るためにサンプル移送ヘッドを設けて構成した場合に、試験サンプルのサンプル把持部への移送，把持作業及び試験後の破断試験サンプルの除去を確実に行うことができ、材料試験の自動化を図ることができる試験装置用サンプル移送ヘッドを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の試験装置用サンプル移送ヘッドの一実施の形態を示し、該装置を搭載した全試験装置のシステム構成を説明する構成図。
【図２】本実施の形態の試験装置用サンプル移送ヘッドの全体構成を示す構成図。
【図３】本実施の装置に使用されるエアー配管構成を示す構成図。
【図４】試験装置用サンプル移送ヘッド本体の吸引／吹出し動作を説明するための斜視図。
【符号の説明】
１…試験装置、
１Ａ…試験機本体、
１Ｂ…試験台、
１ｃ…ガイドプレート、
２…移動クロスヘッド、
３…ロードセル、
４Ａ…上部自動把持チャック部、
４Ｂ…下部自動把持チャック部、
５…サンプルヘッド移送アーム、
６Ａ，６Ｂ…ロータリーアクチュエータ、
７…自動サンプルカセット取出し装置、
７Ａ…マガジン台、
７Ｂ…筐体、
７ｂ…上面（搬送面）、
８…マガジン、
９…機械式自動開放機構、
１０…試験装置用サンプル移送ヘッド、
１１…サンプルカセット、
１２…試験サンプル、
１２ａ…サンプル上部タブ部、
１２ｂ…サンプル下部タブ部、
１２ｃ…平行部、
１３…移送ヘッド本体、
１４…サンプル移送ヘッド取付ロッド、
１４ａ…ばね、
１５…取付台、
１６…サンプル吸着保持用空気吸引口、
１６Ａ…破断サンプル吸着用空気吸引口、
１７…吸引導管、
１８…サンプル吸着穴、
１９…上部空気吹出し入口、
２０…下部空気吹出し入口、
２１…上プランジャ、
２１ａ…上部吹出し口、
２２…下プランジャ、
２２ａ…下部吹出し口、
２３…プランジャ戻りばね、
２４…上部空気吹出し口、
２５…下部空気吹出し口、
２６，２７…穴、
２８…上破断サンプル吸着口、
２９…下破断サンプル吸着口、
３０…エアー源、
３２，３４…レギュレータ、
３６，３７電磁弁、
３８…真空発生部、
３９…サンプル移送装置、
４０…制御部。

Claims (3)

1. 材料試験サンプルを把持する把持部と、該材料試験サンプルを保持し前記把持部へと移送するためのサンプル移送ヘッドと、該サンプル移送ヘッドが先端に設けられ、試験装置本体に駆動自在に取付けられた移送ヘッドアームとを有し、前記把持部に把持された材料試験サンプルの材料試験を行う試験装置であって、
   前記サンプル移送ヘッドは、
   前記材料試験サンプルを保持するためのヘッド本体と、
   前記ヘッド本体の前記材料試験サンプルとの接触面に設けられた複数の吸着穴を介して空気を吸引することにより、前記試験サンプルを吸着保持する第１の吸着手段と、
   前記ヘッド本体の前記材料試験サンプルとの接触面の上下端部に設けられた複数の吸着穴を介して前記第１の吸着手段より吸引力の大きな吸引することにより、破断した前記試験サンプルを吸着保持する第２の吸着手段と、
   前記ヘッド本体の前記材料試験サンプルとの接触面の上下端部にそれぞれ設けられた第１の送気口と、前記ヘッド本体の上下面の接触面側にそれぞれ設けられた第２の送気口とを有し、前記第１の吸着手段により試験サンプルの吸着保持しながら前記把持部に把持する際に、前記第１，第２の送気口を介して同時に空気を送気することにより、該試験サンプルの両端側の姿勢をそれぞれ鉛直に保持する姿勢保持手段と、を設けて構成したことを特徴とする試験装置用サンプル移送ヘッド。
2. 前記姿勢保持手段の前記第１の送気口は、前記ヘッド本体の前記材料試験サンプルとの接触面の上下端部にそれぞれ設けられた送気口を有する１組のプランジャであり、該プランジャは前記把持部による試験サンプルの把持時には前記接触面に突出した状態で前記第２の送気口による送気方向と同方向で且つ前記第２の送気口とで試験サンプルの両端側の表裏面を吹き当てるように送気口から送気して、送気しない場合には前記ヘッド本体内に収容可能に構成されたことを特徴とする請求項１に記載の試験装置用サンプル移送ヘッド。
3. 前記第２の吸着手段により破断した試験サンプルを吸着保持した場合には、前記移送ヘッドアームの駆動により破断した試験サンプルの廃棄を行うための回収廃棄容器まで移送することを特徴とする請求項１に記載の試験装置用サンプル移送ヘッド。

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