JP2019519728A - 材料試験システムのための比例空気圧制御 - Google Patents

Abstract

本開示は、材料試験の分野において利用されるような、比例空気圧制御を使用する、空気圧グリップのための電子制御システムに関する。開示される実施形態は、可変把持圧を可能にし、それにより、ユーザー／作業者に対する安全性を高める。さらに、試験のために適した圧力に達するまで、材料試験は開始されない。【選択図】図２

Description

本願は、２０１６年４月４日に出願された米国仮特許出願第６２／３１７，６７８号の米国特許法第１１９条（ｅ）項に基づく優先権を主張する。この米国仮特許出願の内容は、引用することによって、その全内容があらゆる目的で本明細書の一部をなす。

本開示は、材料試験の分野において利用されるような、比例空気圧制御を使用する、空気圧グリップのための制御システムに関する。

従来技術において、材料試験システムは多くの場合に、試験中に試料を保持するために空気圧クランプ又はグリップを利用する。材料試験システムの製造業者は、グリップを開閉し、圧力を調整するために、多様な空気圧制御システムを提供する。しかしながら、試料を装填するときに、グリップが最大試験圧において閉じる場合があり、それにより、安全性に関する懸念を引き起こす場合があるという点において、また、閉じる速度が速いために、ユーザーの指が挟まれるか、又は試料が損傷を受ける可能性があるという点において、そして、圧力の手動設定が、結果の再現性に影響を及ぼす場合があるという点において、いくつかの課題又は問題が生じる場合がある。さらに、従来技術において生じる場合がある同様の欠点は、試料タイプごとに圧力を手動で設定するのに時間を要する場合があること、そのプロセスが、品質管理及び結果再現性に関して十分に信頼性がない場合があること、圧力フィードバックのいくつかの実施態様が、結果の精度に影響を及ぼす場合があること、従来技術の装置が、正確な圧力が達成されていない場合であっても試験を続行できるようにする場合があること、及びデバイスのソフトウェア又はファームウェアにおいて試験圧が報告されず、それにより、試験中に装置の適切な機能を厳密に解析するのを難しくすることである。図１は、従来技術の一例である。

従来技術の中には、「Fluid Control, in particular Pneumatic Control for Testing Machines」と題する特許文献１がある。更なる従来技術として、非特許文献１がある。

欧州特許出願第２６３１４９６号

「空気圧制御ユニット」に関するZwick／Roell社製品説明書ＰＩ ４０８ ２．０８１２及びＰＩ ８１８ ２．０９１２

本開示は、材料試験システムの液圧又は空気圧構成要素の電子制御に関する。

本開示の実施形態は、典型的には、可変把持圧という利点を有し、セットアップモードにおいてユーザー調整可能な低い把持圧が使用される。これにより、挟まれて負傷するリスクが低減され、それにより安全性が向上する。圧力は、通常最大１バール（１５ｐｓｉ）までの低い範囲内で調整可能である。低い圧力によって、グリップを閉じる速さが遅くなり、それにより、ユーザーが傷害を回避するだけの時間を確保する。

グリップが閉じられ、別のコマンドが与えられた後に、最大圧までの高速上昇又は高速充填が生じる。ファームウェアは、試験ごとに把持圧を制御し、それにより、結果を再現できるようにする。

これは、実質的にフェイルセーフの設計を提供することを意図している。圧力はファームウェア及び／又はソフトウェア内に記録され、チェックされ、目標圧又は設定圧に達していない場合には、試験の開始が防止される。

本開示の更なる目的及び利点は、以下の説明及び添付図面から明らかになる。

従来技術の概略図である。 本開示の一実施形態の概略図である。 本開示の一実施形態のコントローラーファームウェアのフローチャートである。 本開示の一実施形態のファームウェアのメイン管理タスク又はエグゼキュータータスクのフローチャートである。 本開示の一実施形態のファームウェアのメイン管理タスク又はエグゼキュータータスクのフローチャートである。 本開示の一実施形態のファームウェアの圧力制御タスクのフローチャートである。 本開示の一実施形態のファームウェアのＣＡＮバス通信タスクのフローチャートである。 本開示の一実施形態のファームウェアのグリップ閉要求機能のフローチャートである。 本開示の一実施形態のファームウェアのグリップ開要求機能のフローチャートである。

ここで図面を詳細に参照すると、図２は本開示の装置１０の一実施形態の概略図であることが見て取られる。

材料試験デバイス１００が設けられる。材料試験デバイス１００は、通常、垂直方向に向かい合って位置する上側グリップ１０２及び下側グリップ１０４を備える。上側グリップ１０２は、水平方向に向かい合って位置する上側あご面１０６、１０８を含み、それらのあご面は、上側空気圧入力部１１０に応答して起動される。同様に、下側グリップ１０４は、水平方向に向かい合って位置する下側あご面１１２、１１４を含み、それらのあご面は、下側空気圧入力部１１６に応答して起動される。上側空気圧入力部１１０及び下側空気圧入力部１１６はマニホールド１２と流体（空気）連通しており、マニホールドは、圧搾空気供給源１４を通して圧搾空気を受け取る（材料試験デバイス１００の通常の所望の動作圧よりわずかに高い、１２０ｐｓｉにおいて与えられているように示される）。この圧搾空気は最終的にはあご面１０６、１０８、１１２、１１４を動作させるが、マニホールド１２によって空気圧調整され、マニホールドは更に、電子空気圧制御ユニット１６（通常、プリント回路基板として実現される）と電子的に通信し、制御され、圧搾空気供給源１４からの圧搾空気は、第１の入力ソレノイド弁（充填弁）２０によって受け取られ、第１の入力ソレノイド弁は、中間にある送気管２４を介して、第２の入力ソレノイド弁（放出弁）２２と流体連通している。蓄圧器２８を備える圧搾空気管２６が、中間にある送気管２４から延在し、圧搾空気を上側グリップソレノイド弁３２に与える第１の分岐３０と、圧搾空気を下側グリップソレノイド弁３６に与える第２の分岐３４とを含み、タップ管３８が圧力センサー４０につながる。

上側グリップソレノイド弁３２が、上側グリップ空気圧管４２を介して、上側グリップ１０２の上側空気圧入力部１１０に空気圧調整圧力を与え、それにより、上側あご面１０６、１０８を動作させる。任意選択の第１の圧力スイッチ４４が、上側グリップ空気圧管４２に接続され、第１の圧力スイッチ信号線４６を介して、電子空気圧制御ユニット１６に制御信号を与える。同様に、下側グリップソレノイド弁３６が、下側グリップ空気圧管４８を介して、下側グリップ１０４の下側空気圧入力部１１６に空気圧調整圧力を与え、それにより、下側あご面１１２、１１４を動作させる。任意選択の第２の圧力スイッチ５０が、下側グリップ空気圧管４８に接続され、第２の圧力スイッチ信号線５２を介して、電子空気圧制御ユニット１６に制御信号を与える。

第２の入力ソレノイド弁２２、上側グリップソレノイド弁３２及び下側グリップソレノイド弁３６の排気口は、排気管６０と流体連通しており、排気管は排気口６２、そして通常はマフラー６４を介してマニホールド１２を出る。第１の入力ソレノイド弁２０及び第２の入力ソレノイド弁２２の種々の状態の組み合わせが、マニホールド１２の基本動作を与える。第１の入力ソレノイド弁２０が閉じられるとき、圧搾空気供給源１４からマニホールド１２に圧力が伝達されない。第１の入力ソレノイド弁２０が開いており、かつ第２の入力ソレノイド弁２２が閉じられるとき、上側グリップソレノイド弁３２及び下側グリップソレノイド弁３６に空気圧が与えられる。上側グリップソレノイド弁３２及び下側ソレノイド弁３６が開いており、空気圧が与えられているとき、上側あご面１０６、１０８が互いに向かって駆動され、下側あご面１１０、１１６が互いに向かって駆動される。第１の入力ソレノイド弁２０及び第２の入力ソレノイド弁２２が閉じられるとき、圧搾空気供給源１４から空気圧が伝達されるが、排気口６２を通して排気され、それにより、上側グリップソレノイド弁３２及び下側グリップソレノイド弁３６に供給される圧力を放圧し、上側あご面１０６、１０８が離反できるようにし、下側あご面１１０、１１６も同様に離反できるようにする。

比例圧力制御論理ユニット７０（通常、プリント回路基板として実現される）が、アナログ圧力コマンド線又はデジタル／アナログコンバーター７６を介して、電子空気圧制御ユニット１６から圧力コマンドを受信する。これは通常、０ｐｓｉｇ〜１００ｐｓｉｇの所望の圧力範囲に対応する、０ボルト〜１０ボルトのアナログ値である。比例圧力制御論理ユニット７０は、線７８を介して、圧力センサー４０から電子圧力信号を更に受信する。比例圧力制御論理ユニット７０は、この情報を用いて、電子制御線７２、７４を介して、第１の入力ソレノイド弁２０及び第２の入力ソレノイド弁２２の構成（開又は閉）を制御し、電子制御線７２、７４は、それにより、圧搾空気管２６及び関連する管内の圧力を制御する。

より具体的には、電子空気圧制御ユニット１６は、ＣＡＮバス８８を介して、材料試験コントローラー９０に接続する。材料試験コントローラー９０は、次に、イーサネットケーブル又は同様の接続を介して、材料試験アプリケーションが実行されている遠隔処理デバイス（図示せず）に接続する。上側グリップ１０２及び下側グリップ１０４を閉じるために使用される、所望の方法圧力及び安全圧力に関する値が、このソフトウェアアプリケーションを用いて、作業者又は同様の人員によって別々のパラメーターとして入力される。

電子空気圧制御ユニット１６は、任意選択で、第１の圧力スイッチ４４及び第２の圧力スイッチ５０から入力を受信し、上記のように、線７１を介して、比例圧力制御論理ユニット７０から圧力フィードバック信号を更に受信する。電子空気圧制御ユニット１６は、この情報に基づいて、線８０、８２をそれぞれ介して、上側グリップソレノイド弁３２及び下側グリップソレノイド弁３６にグリップ閉信号を送信し、上記で説明されたように、アナログ圧力コマンド線又はデジタル／アナログコンバーター７６を介して電子空気圧制御ユニット１６に圧力コマンドを送信する。

さらに、電子空気圧制御ユニット１６は、マニホールド１２に電力を与えることができ、更には、バス８８に情報を送信し、バス８８から情報を受信することができるモジュール８６を備え、バスは、材料試験コントローラー９０、フットスイッチモジュール９２及び種々の記録デバイス（図示せず）等の外部デバイスに接続される場合がある。

ここで、図３〜図８に示されるような、ファームウェアの概説を参照すると、電子空気圧制御ユニット１６上の組込みソフトウェア又はファームウェアが、上側空気圧グリップ１０２及び下側空気圧グリップ１０４に加えられる圧力及びその動作状態（開又は閉）を管理する。この電子空気圧制御ユニット上のマイクロコントローラー（限定はしないが、Texas Instruments社のＨｅｒｃｕｌｅｓ（商標）マイクロコントローラー等）上で実行されるファームウェアは、ＣＡＮバス８８を介して、材料試験コントローラー９０及びフットスイッチモジュール９２と通信する。材料試験コントローラー９０は、アプリケーション特有動作モード及び圧力パラメーターを送信し、一方、作業者起動フットスイッチモジュール９２は、上側空気圧グリップ１０２及び下側空気圧グリップ１０４を開閉するためのトリガー信号を送信する。オンボードファームウェアは、動作パラメーター及びモードをローカルに記憶し、フットスイッチモジュール９２からの信号に応答して、圧力を加え、グリップを開閉するのに必要なステップを実施する。グリップ制御動作モード及び圧力はメインシステムソフトウェアによって設定され、具体的なアプリケーション及び試験片によって決まる。電子空気圧制御ユニット１６は、動作モードごとの所定の状態シーケンスを用いて、アプリケーション特有の知識を用いることなく、要求された動作を実行する。

ファームウェアは、３つのメインタスクから構成され、それらのタスクは、上記の機能を達成するために、リアルタイムオペレーティングシステム（ＲＴＯＳ）上で同時に実行される。これらのタスクは以下の通りである。

１．図４に示されるメイン管理タスクであり、そのタスクは、ＣＡＮバス８８を介して到着する要求に応答して、シーケンスの全般的な実行を調整する。

２．図５に示される圧力制御タスクであり、そのタスクは、比例圧力コントローラー（ＰＰＣ）ＰＣＢ７０に対するアナログ入力及び出力を用いて、空気圧を設定し、監視する。

３．図６に示されるＣＡＮバス通信タスクであり、そのタスクは、ＣＡＮｏｐｅｎプロトコル及びＣＡＮｏｐｅｎＳａｆｅｔｙプロトコルに従って、フットスイッチモジュール９２から（図６のブロック６１２及び６１４を参照）及び材料試験コントローラー９０から（図６のブロック６１６及び６１８を参照）着信した安全及び非安全メッセージを受信し、発信ステータスメッセージを送信する（図６のブロック６２０、６２２、６２４、６２６、６２８、６３０、６３２、６３４、６３６を参照）。

ファームウェアの論理フローは典型的には以下の通りである。

１．ファームウェアが図３、ブロック３００に示されるように起動すると、ファームウェアはブロック３０２に示されるようにセルフテストを実行して、オンボードハードウェアの状態をチェックする。その結果は、ブロック３０４に示されるように、内部に保存され、ＣＡＮバス８８を介して、後にメインコントローラーに報告される。

２．その後、ブロック３０６に示されるように、オンボードハードウェアを初期化して、グリップ１０２、１０４を開き、圧力を０ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）に保持する。グリップ状態は、上部空気圧ソレノイド３２及び底部空気圧ソレノイド３６に接続されるデジタル出力ビットを介して制御される。ブロック３０８に示されるように、圧力は、デジタル／アナログコンバーター（ＤＡＣ）に書き込むことによって０．０ｐｓｉに設定され、デジタル／アナログコンバーターは、線７６を介して比例圧力コントローラー７０に０．０ボルト信号を送信する。ＤＡＣ及び比例圧力コントローラー７０の較正は、０ＶＤＣ〜＋１０ＶＤＣのデジタル／アナログコンバーター出力が、要求される圧力の０ｐｓｉ〜１００ｐｓｉに対応するように合わせられる。

３．図４に示される、メイン管理タスク又はエグゼキュータータスクが、自らの入力キューにメッセージが到着するのを待つ。図３のブロック３０８及び図４のブロック４００、４０２、４０４、４０６。

４．図５に示される圧力制御タスクがスリープし、自らの入力キューに圧力変更要求が到着するのを待つ。図３のブロック３１０及び図５のブロック５００、５０２、５０４。

５．図６に示されるＣＡＮバスタスクが、ＣＡＮバス８８を介してメッセージが到着するのを待つ。図３のブロック３１２及び図６のブロック６００、６０２、６０４によって形成されるループ。メッセージが到着すると、そのタスクはメッセージを復号し、そのメッセージをエグゼキュータータスクの入力キューに入れる。図６のブロック６０６、６０８及び６１０。

６．図４を参照すると、自ら入力キューに新たなメッセージが到着すると、エグゼキュータータスクが起動する。図４のブロック４０２、４０４、４０６、４０８。そのタスクは、要求された動作を実行し始める。そのメッセージは以下のものを含む。
ａ．フットスイッチモジュール９２からの作業者起動グリップ開／閉要求。ブロック４１０、４１２。
ｂ．材料試験コントローラー９０からのグリップステータス照会。ブロック４１４、４１６。
ｃ．材料試験コントローラー９０からのグリップモード要求／照会。ブロック４１８、４２０。
ｄ．材料試験コントローラー９０からのフットスイッチモジュールモード要求／照会。ブロック４２２、４２４。
ｅ．安全圧力又は方法圧力への即時変更要求。ブロック４２６、４２８。
ｆ．材料試験コントローラー９０又は他のＣＡＮモジュールからのシステムステータス変更（緊急停止、システム安全性レベル、材料試験ステータス等）。ブロック４３０、４３２、４３４、４３６。
ｇ．材料試験コントローラー９０からの圧力設定パラメーター更新／照会（安全圧力（目標）、方法圧力（目標）、現在の圧力）。ブロック４３８、４４０。
ｈ．材料試験コントローラー９０からの現在圧力フィードバック照会。ブロック４４２、４４４。

７．フットスイッチモジュール９２からメッセージ６ａの開／閉要求が後に受信されたときに使用するために、材料試験コントローラー９０は、動作圧及びグリップ閉シーケンシングモードを規定するメッセージ６ｃ、６ｄ、６ｇを最初に送信する。メッセージ６ｇにおいて材料試験コントローラー９０から受信された安全圧力及び方法圧力パラメーターは、ファームウェアによってローカルに保存される。安全圧力は通常、０ｐｓｉ〜１５ｐｓｉに設定可能であり、一方、方法圧力は通常、１５ｐｓｉ〜１００ｐｓｉの範囲内で設定可能である。メッセージ６ａのグリップ閉要求が受信されると、システム安全性レベルに基づいて、ファームウェアによって上側グリップ１０２及び下側グリップ１０４に安全圧力及び方法圧力が自動的に加えられる。システム安全性レベルは、グリップ圧力シーケンシングを含む、材料試験システム全体の安全挙動を規定するグローバルシステムパラメーターである。システム安全性レベルは、材料試験コントローラー９０によって、ＣＡＮバス８８を介して絶えずブロードキャストされる（メッセージ６ｆ）。より具体的には、作業者が方法圧力及び安全圧力に関する所望の値をソフトウェアアプリケーションに入力すると、これらの値は、イーサネットケーブル又は同様の接続によって、材料試験コントローラー９０に送信される。材料試験コントローラーは次に、これらの値を、ＣＡＮバス８８を介して空気圧制御ユニット１６に送信する。制御ユニット１６はこれらの値をローカルに記憶し、それにより、それらの値は、本明細書において説明されるような種々のグリップ状態及びシステム状態中に、迅速に引き出し、圧力コマンドのための等価アナログ０ボルト〜１０ボルトＤＣ値に変換し、線７６を介して比例圧力コントローラー７０に送信することができる。

８．メッセージ６ａを処理する際に、図４のエグゼキュータータスクは、開状態及び閉状態にある上側グリップ１０２及び下側グリップ１０４への圧力の加圧又は除去を調整する。具体的な動作シーケンスは、システム安全性レベル、システムステータス、グリップ状態、フットスイッチモード、グリップ制御モード、記憶された安全圧力、記憶された方法圧力、圧力フィードバック、及び上部／底部グリップソレノイド出力制御ビットを組み合わせることによって決定される。高い安全性レベル（デュアル圧力モード）を使用しているシステムの場合のシーケンスの典型的な例は、図７に示されるように、以下の通りである。
ａ．グリップ状態＝両グリップ開、フットスイッチモード＝フットスイッチ専用（デフォルト）、グリップ制御モード＝３ステップモード（デフォルト）、安全圧力＝６ｐｓｉ、方法圧力＝９０ｐｓｉ、システムステータス＝試験機使用可能及び動作準備完了。
ｂ．作業者が「閉」フットスイッチペダルを踏み、それにより、「グリップ閉要求」ＣＡＮバスメッセージがブロードキャストされる。図７のブロック７００。
ｃ．ＣＡＮバスタスク（図６を参照）が、このメッセージを受信し、そのメッセージを、更に処理するためにエグゼキュータータスク（図４を参照）の入力キューに入れる。
ｄ．エグゼキュータータスクが、自らの入力キューにおいて、新たな「グリップ閉要求」メッセージを読み出す。エグゼキュータータスクは、「グリップ制御モード」を確認し、上側グリップが最初に閉じられなければならないことを知る。その後、エグゼキュータータスクは、上部グリップソレノイド３２をオンに切り替え（ブロック７０２、７０４、図７を参照）、調整空気供給源出力２６を上部グリップ１０２に接続する。
ｅ．その後、エグゼキュータータスクが、圧力制御タスクに、６ｐｓｉの空気圧（安全圧力）を要求するメッセージを送信する。
ｆ．圧力制御タスクが、自らの入力キューにおいてそのメッセージを受信し、アナログ圧力コマンド線又はデジタル／アナログコンバーター７６を、６ｐｓｉに対応する０．６ＶＤＣを出力するように設定する。結果として、上部グリップ１０２は、６ｐｓｉの圧力を用いて徐々に閉じる。図７のブロック７０２、７０４、７０６、７０８、７１０、７１２。
ｇ．エグゼキュータータスクが、「上部グリップが安全圧力において閉じられた」ことを示す「グリップステータス変更」メッセージをＣＡＮバス通信タスクのキューに送信し、ＣＡＮバス通信タスクが、その後、そのメッセージを、ＣＡＮバス８８を介して、材料試験コントローラー９０に送出する。図７のブロック７０８。
ｈ．その後しばらくして、作業者が「閉」フットスイッチペダルを再び踏み、それにより、「グリップ閉要求」ＣＡＮバスメッセージが再びブロードキャストされる。図７のブロック７００。
ｉ．ＣＡＮバスタスクが、このメッセージを受信し、そのメッセージを、更に処理するためにエグゼキュータータスクの入力キューに入れる。図６のブロック６１０。
ｊ．エグゼキュータータスクが、自らの入力キューにおいて、新たな「グリップ閉要求」メッセージを読み出す。エグゼキュータータスクは、「グリップ制御モード」及び現在のグリップステータスを確認し、上部グリップが安全圧力において既に閉じられていることを知る。図７のブロック７１４、７１６。これは、次に底部グリップ１０４が閉じられるべきであることを意味する。その後、エグゼキュータータスクは、底部グリップソレノイド３６をオンに切り替え、調整空気供給源出力２６を底部グリップ１０４に接続する。図７のブロック７１８。
ｋ．エグゼキュータータスクが、「両方のグリップが安全圧力において閉じられた」ことを示す「グリップステータス変更」メッセージをＣＡＮバス通信タスクのキューに送信し、ＣＡＮバス通信タスクが、その後、そのメッセージを、ＣＡＮバス８８を介して、材料試験コントローラー９０に送出する。図７のブロック７２０。
ｌ．作業者が、システム全体を「動作準備完了」状態にする「モード」ボタンを手動で押すまで、グリップは「両方が安全圧力において閉じられている」状態のままである（図７のブロック７２２、７２４）。これが生じると、材料試験コントローラー９０は、ＣＡＮバス８８を介して、システムステータス変更メッセージ６ｆを送出する。
ｍ．ＣＡＮバスタスクがこのメッセージ（６ｆ）を受信し、それを復号し、新たなメッセージ（６ｅ）をエグゼキュータータスクの入力キューに入れ、その圧力を、保存された「方法圧力」に即時に変更するように指示する。図６のブロック６１６、６１８。
ｎ．その後、エグゼキュータータスクが、圧力制御タスクに、９０ｐｓｉの空気圧（方法圧力）を要求するメッセージを送信する。図４のブロック４３８、４４０。
ｏ．圧力制御タスクが自らの入力キューにおいてそのメッセージを受信し（図５のブロック５００、５０２、５０４、５０６、５０８、５１０）、アナログ圧力コマンドＤＡＣ（線７６）を、９０ｐｓｉに対応する９．０ＶＤＣを出力するように設定する。結果として、圧力が９０ｐｓｉの圧力まで上昇し始めるのに応じて、上側及び下側両方のグリップ１０２、１０４がその把持力を増加させる。
ｐ．圧力制御タスクが、マイクロコントローラーのアナログ／デジタルコンバーターチャネルを用いて、比例圧力制御論理ユニット７０からの圧力フィードバックアナログ出力（０ＶＤＣ〜１０ＶＤＣ）を監視する（図５のブロック５１２、５１４）。図５のブロック５１６を参照すると、圧力フィードバックが要求された圧力の９５％（この例では８５．５ｐｓｉ）に達すると、圧力制御タスクは、グリップステータスを「両方のグリップが最大圧力において閉じられる」に変更し、それにより、エグゼキュータータスクはそのグリップステータスをＣＡＮバスタスクに送信し、ＣＡＮバスタスクは次に、そのグリップステータスを、ＣＡＮバス８８を介してシステムの残りの部分に送出する。図５のブロック５１８。アプリケーションソフトウェアは、材料試験をいつ開始するかを決めるために、このメッセージがグリップステータスを通知するのを待つ。
ｑ．その後しばらくして、試験が終了した後に、作業者が「開」フットスイッチペダルを踏み、それにより、「グリップ開要求」ＣＡＮバスメッセージ（６ａ）がブロードキャストされる。図８のブロック８００、８０２、８０４。
ｒ．ＣＡＮバスタスクがこのメッセージを受信し、そのメッセージを、更に処理するためにエグゼキュータータスクの入力キューに入れる。
ｓ．エグゼキュータータスクが、自らの入力キューにおいて、「グリップ開要求」メッセージを読み出す。その後、エグゼキュータータスクは、上部グリップソレノイド３２及び底部グリップソレノイド３６をオフに切り替え（図８のブロック８０６）、両方のグリップ１０２、１０４から調整空気供給源出力２６を切り離し、グリップが、排気口６２を介して、それらの圧搾空気を排気できるようにする。全ての圧力が除去されると、ここで、グリップ１０２、１０４内部のばねによって、グリップ１０２、１０４が開くことになる。
ｔ．その後、エグゼキュータータスクが、圧力制御タスクに、０ｐｓｉの空気圧（開）を要求するメッセージを送信する。図８のブロック８０８。
ｕ．圧力制御タスクが自らの入力キュー上においてそのメッセージを受信し、アナログ圧力コマンドＤＡＣ（７６）を、０ｐｓｉに対応する０．０ＶＤＣを出力するように設定する。グリップ１０２、１０４は上記のステップｓにおいて既に開けられているので、これは即時的な効果はない。しかしながら、それは、ソレノイドが「オン」状態のまま動かなくなった場合であっても、グリップが開くのを確実にする冗長手段を追加する。
ｖ．エグゼキュータータスクが、「グリップが開いている」ことを示す「グリップステータス変更」メッセージを、ＣＡＮバス通信タスクのキューに送信し、ＣＡＮバス通信タスクは、その後、そのメッセージを、ＣＡＮバスを介して材料試験コントローラー９０に送出する。図８のブロック８１０、８１２、８１４。

上記の８つのステップは、電子空気圧制御ユニット１６上のファームウェアの基本設計及び動作を説明する。

このように、幾つかの上述した目的及び利点は、最も効果的に達成される。本発明の好ましい実施形態が、本明細書において詳細に開示及び説明されてきたが、本発明は、それによって決して限定されるものでないことが理解されるべきである。

Claims (18)

1. 材料試験デバイス内の圧力を制御する装置であって、
   第１の目標圧力に関連する電子コマンドを受信するデバイスと、
   第２の目標圧力に関連する電子コマンドを受信するデバイスであって、該第２の目標圧力は前記第１の目標圧力より高い、デバイスと、
   該装置内の被測定圧力を示す信号を受信するデバイスと、
   前記第１の目標圧力又は前記第２の目標圧力を出力に選択的に加えるためのコマンドを生成するデバイスであって、該出力は材料試験デバイスの向かい合って位置するグリップによって受け取られる、デバイスと、
   前記第１の目標圧力又は前記第２の目標圧力を出力に選択的に加えるための前記コマンドを受信するデバイスであって、前記第１の目標圧力は第１のコマンドに応答して加えられ、前記第２の目標圧力は後続のコマンドに応答して加えられる、デバイスと、
   前記被測定圧力を前記選択された第１の圧力又は第２の圧力と比較し、圧力を変更するための圧力制御信号を生成する処理デバイスと、
   を備える、装置。
2. 前記第１の目標圧力は、材料試験デバイスの前記向かい合って位置するグリップを作業者に対する安全範囲内で動作させる、請求項１に記載の装置。
3. 前記第１の目標圧力は、材料試験デバイスの前記向かい合って位置するグリップを０ｋＰａ（０ｐｓｉ）より高く、１０３．４ｋＰａ（１５ｐｓｉ）までの範囲内で動作させる、請求項１に記載の装置。
4. 前記第２の目標圧力は、材料試験デバイスに対して要求される最大圧力である、請求項３に記載の装置。
5. 前記第２の目標圧力は１０３．４ｋＰａ（１５ｐｓｉ）より高く、６８９．５ｋＰａ（１００ｐｓｉ）までの範囲内にある、請求項３に記載の装置。
6. 前記第１の目標圧力又は前記第２の目標圧力を選択的に加えるためのコマンドを生成する前記デバイスは手動で動作する、請求項５に記載の装置。
7. 前記第１の目標圧力又は前記第２の目標圧力を選択的に加えるためのコマンドを生成する前記デバイスはフットスイッチである、請求項６に記載の装置。
8. 前記第１の目標圧力及び前記第２の目標圧力のための前記電子コマンドは、制御パネルからの手動入力に応答して生成される、請求項１に記載の装置。
9. 前記第１の目標圧力及び前記第２の目標圧力のための前記電子コマンドは、材料試験デバイスから受信される、請求項１に記載の装置。
10. 材料試験デバイス内の圧力を制御する方法であって、
    第１の目標圧力に関連する電子コマンドを受信するステップと、
    第２の目標圧力に関連する電子コマンドを受信するステップであって、該第２の目標圧力は前記第１の目標圧力より高い、ステップと、
    前記装置内の被測定圧力を示す信号を受信するステップと、
    前記第１の目標圧力又は前記第２の目標圧力を出力に選択的に加えるためのコマンドを生成するステップであって、該出力は、材料試験デバイスの向かい合って位置するグリップによって受け取られる、ステップと、
    前記第１の目標圧力又は前記第２の目標圧力を出力に選択的に加えるための前記コマンドを受信するステップであって、前記第１の目標圧力は第１のコマンドに応答して加えられ、前記第２の目標圧力は後続のコマンドに応答して加えられる、ステップと、
    前記被測定圧力を前記選択された第１の圧力又は第２の圧力と比較すること、及び圧力を変更するための圧力制御信号を生成することを含む、処理するステップと、
    を含む、方法。
11. 前記第１の目標圧力は、材料試験デバイスの前記向かい合って位置するグリップを作業者に対する安全範囲内で動作させる、請求項１０に記載の方法。
12. 前記第１の目標圧力は、材料試験デバイスの前記向かい合って位置するグリップを、０ｋＰａ（０ｐｓｉ）より高く、１０３．４ｋＰａ（１５ｐｓｉ）までの範囲内で動作させる、請求項１０に記載の方法。
13. 前記第２の目標圧力は、材料試験デバイスに対して要求される最大圧力である、請求項１２に記載の方法。
14. 前記第２の目標圧力は、１０３．４ｋＰａ（１５ｐｓｉ）より高く、６８９．５ｋＰａ（１００ｐｓｉ）までの範囲内にある、請求項１２に記載の方法。
15. 前記第１の目標圧力又は前記第２の目標圧力を選択的に加えるためのコマンドを生成する前記ステップは手動で作動する、請求項１４に記載の方法。
16. 前記第１の目標圧力又は前記第２の目標圧力を選択的に加えるためのコマンドを生成する前記ステップはフットスイッチによって作動する、請求項１５に記載の方法。
17. 前記第１の目標圧力又は前記第２の目標圧力のための前記電子コマンドは手動入力に応答して生成される、請求項１０に記載の方法。
18. 前記第１の目標圧力又は前記第２の目標圧力のための前記電子コマンドは、材料試験デバイスから受信される、請求項１０に記載の方法。