JP2023514060A - 空気圧グリップシステム及び空気圧グリップシステムを備える材料試験システム - Google Patents

Abstract

一例示の材料試験システムが、供給される圧力に基づいて試験対象試料を把持するように構成される空気圧グリップと、プロセッサであって、供給される圧力を増加させるように充填弁を制御することと、供給される圧力を各増加後に安定させることと、加圧中に、予想される圧力増加を実際の圧力増加と比較することに基づいて加圧の時間を調整することとを繰り返すことによって、空気圧グリップに供給される圧力を制御するように構成される、プロセッサとを備える。【選択図】図１５

Description

［関連出願］
本出願は、「PNEUMATIC GRIP SYSTEMS AND MATERIAL TESTING SYSTEMS INCLUDING PNEUMATIC GRIP SYSTEMS」と題する２０２１年２月８日付けで出願された米国特許出願第１７／１７０，１７０号及び「PNEUMATIC GRIP SYSTEMS AND MATERIAL TESTING SYSTEMS INCLUDING PNEUMATIC GRIP SYSTEMS」と題する２０２０年２月９日付けで出願された米国仮特許出願第６２／９７２，０５４号の利益を主張する。米国特許出願第１７／１７０，１７０号及び米国仮特許出願第６２／９７２，０５４号の全体は、引用することにより本明細書の一部をなす。

本開示は、包括的には、材料試験に関し、より詳細には、空気圧グリップシステム及び空気圧グリップシステムを備える材料試験システムに関する。

万能試験機械は、機械試験、例えば、圧縮強さ試験又は引張強さ試験を材料又は構成要素に対して実行するのに用いられる。

空気圧グリップシステム及び空気圧グリップシステムを備える材料試験システムが、実質的に図面のうちの少なくとも１つによって図示されるとともにその図に関して説明され、特許請求の範囲においてより完全に明記されるように開示される。

本開示のこれらの特徴、態様、及び利点並びに他の特徴、態様、及び利点は、以下の詳細な説明が添付図面を参照して読まれるとより良好に理解され、図面を通して同様の参照符号は同様の部分を表す。

本開示の態様による、機械特性試験を実行する一例示の試験デバイスの図である。 図１の試験デバイスの一例示の実施態様のブロック図である。 図２の安全システムの一例示の実施態様のブロック図である。 図１～図３の材料試験システムの状態を制御するために図３の安全プロセッサによって実行することができる例示の機械可読命令を表すフローチャートである。 図１～図３の材料試験システムの状態を制御するために図３の安全プロセッサによって実行することができる例示の機械可読命令を表すフローチャートである。 図１～図３のオペレーターインターフェースを実施するために使用することができる一例示のオペレーターインターフェースを示す図である。 図１～図３のオペレーターインターフェースを実施するために使用することができる別の例示のオペレーターインターフェースを示す図である。 材料試験システムのスタートアップルーチン中における図１の例示の材料試験システムと、図５及び図６のオペレーターインターフェースとを示す図である。 材料試験システムのセットアップ状態における図１の例示の材料試験システムと、図５及び図６のオペレーターインターフェースとを示す図である。 セットアップ状態において制限された作動を用いてクロスヘッドをジョグさせている間の図１の例示の材料試験システムと、図５及び図６のオペレーターインターフェースとを示す図である。 注意状態又は試験状態において低減された制限を用いてクロスヘッドをジョグさせている間の図１の例示の材料試験システムと、図５及び図６のオペレーターインターフェースとを示す図である。 セットアップ状態において制限された作動を用いて空気圧グリップの作動を制御している間の図１の例示の材料試験システムと、図５及び図６のオペレーターインターフェースとを示す図である。 注意状態又は試験状態において低減された制限を用いて空気圧グリップの作動を制御している間の図１の例示の材料試験システムと、図５及び図６のオペレーターインターフェースとを示す図である。 材料試験を開始するためにセットアップ状態から注意状態及び試験状態に進んでいる間の図１の例示の材料試験システムと、図５及び図６のオペレーターインターフェースとを示す図である。 材料試験を開始するためにセットアップ状態から注意状態及び試験状態に進んでいる間の図１の例示の材料試験システムと、図５及び図６のオペレーターインターフェースとを示す図である。 材料試験を開始するためにセットアップ状態から注意状態及び試験状態に進んでいる間の図１の例示の材料試験システムと、図５及び図６のオペレーターインターフェースとを示す図である。 クロスヘッドを所望の状態に復帰させるためにセットアップ状態から注意状態及び試験状態に進んでいる間の図１の例示の材料試験システムと、図５及び図６のオペレーターインターフェースとを示す図である。 クロスヘッドを所望の状態に復帰させるためにセットアップ状態から注意状態及び試験状態に進んでいる間の図１の例示の材料試験システムと、図５及び図６のオペレーターインターフェースとを示す図である。 クロスヘッドを所望の状態に復帰させるためにセットアップ状態から注意状態及び試験状態に進んでいる間の図１の例示の材料試験システムと、図５及び図６のオペレーターインターフェースとを示す図である。 図３の安全システムの一部分を実施するのに使用することができる一例示の空気圧グリップシステムのブロック図である。 従来の空気圧グリップ加圧プロセス中のマニホルド圧力及びグリップ圧力を示すグラフである。 開示される例示の空気圧グリップ加圧プロセス中のマニホルド圧力及びグリップ圧力を示すグラフである。

図面は、必ずしも正確な縮尺ではない。適切な場合は、同様の又は同一の参照番号を使用して、同様の又は同一の構成要素を指す。

従来の材料試験システムは、オペレーターの安全性を改善するために、構成スイッチ、ガード（guarding：防御）、力制限制御、運動制限、及び／又は保護等の緩和技法を使用する。しかしながら、従来の材料試験システムは、国際規格に完全に準拠するとは限らないことが頻繁にある。従来の緩和技法では、オペレーターが、安全な相互作用又は試験等の適切な動作モードにシステムを置く必要がある。多くの従来の安全技法は、プログラマブルロジックコントローラー（ＰＬＣ：programmable logic controller）及び／又はリレー等の既製の安全構成要素を使用して実施することができる。ＰＬＣ及びリレーは、通常、かなりのコストを材料試験システムに付加する。

開示される例示の材料試験システムは、供給される圧力に基づいて試験対象試料を把持するように構成される空気圧グリップと、プロセッサであって、供給される圧力を増加させるように充填弁を制御することと、供給される圧力を各増加後に安定させることと、加圧中に、予想される圧力増加を実際の圧力増加と比較することに基づいて加圧の時間を調整することとを繰り返すことによって、空気圧グリップに供給される圧力を制御するように構成される、プロセッサとを備える。

いくつかの例示の材料試験システムにおいて、空気圧グリップは、第１のグリップ及び第２のグリップを備え、プロセッサは、第１のグリップ又は第２のグリップのうちの少なくとも一方への圧力を制御することによって、空気圧グリップに供給される圧力を制御するように構成される。いくつかの例示の材料試験システムは、第２の充填弁を更に備え、充填弁は、ガス供給部から第２の充填弁へのガスフローを制御するように構成され、第２の充填弁は、充填弁から第１のグリップへのガスフローを制御するように構成される。

いくつかの例示の材料試験システムにおいて、プロセッサは、圧力の増加、圧力の維持、又は排気部を介した圧力の解除を選択的に行うように第２の充填弁を制御するように構成される。いくつかの例示の材料試験システムは、充填弁から第２のグリップへのガスフローを制御するように構成される第３の充填弁を更に備える。いくつかの例示の材料試験システムにおいて、プロセッサは、充填弁及び第２の充填弁を閉じることによって、供給される圧力を各増加後に安定させるように構成される。

いくつかの例示の材料試験システムは、空気圧グリップから圧力を排出するように構成される放出弁を更に備える。いくつかの例示の材料試験システムにおいて、充填弁は第１のソレノイドを備え、放出弁は第２のソレノイドを備え、プロセッサは、空気圧グリップから圧力を解除するように構成されるデフォルト状態を有するように第１のソレノイド及び第２のソレノイドを制御するように構成される。いくつかの例示の材料試験システムにおいて、プロセッサは、供給される圧力が安定したことを圧力の変化率に基づいて判断するように構成される。いくつかの例示の材料試験システムにおいて、プロセッサは、供給される圧力が安定したことを、圧力の変化率が閾値率未満であるときに判断するように構成される。

材料試験システムにおける空気圧デバイスを制御する例示の方法が、本明細書において開示され、本方法は、材料試験システムの空気圧デバイスに供給される圧力を、供給される圧力を増加させるように充填弁を制御することと、供給される圧力を各増加後に安定させることと、加圧中に、予想される圧力増加を実際の圧力増加と比較することに基づいて加圧の時間を調整することとをプロセッサを介して繰り返すことによって、プロセッサを用いて制御することを含む。

いくつかの例示の方法において、空気圧グリップは、第１のグリップ及び第２のグリップを備え、空気圧グリップに供給される圧力を制御することは、第１のグリップ又は第２のグリップのうちの少なくとも一方への圧力を制御することを含む。いくつかの例示の方法において、供給される圧力を増加させるように充填弁を制御することは、ガス供給部から第２の充填弁へのガスフローを制御することと、充填弁から第１のグリップへのガスフローを制御するように第２の充填弁を制御することとを含む。

いくつかの例示の方法は、圧力の増加、圧力の維持、又は排気部を介した圧力の解除を選択的に行うように第２の充填弁を制御することを更に含む。いくつかの例示の方法において、供給される圧力を増加させるように充填弁を制御することは、第３の充填弁を制御することによって充填弁から第２のグリップへのガスフローを制御することを含む。いくつかの例示の方法において、供給される圧力を安定させることは、充填弁及び第２の充填弁を閉じることを含む。

いくつかの例示の方法は、空気圧グリップから圧力を排出するように放出弁を制御することを更に含む。いくつかの例示の方法において、充填弁は第１のソレノイドを備え、放出弁は第２のソレノイドを備え、方法は、空気圧グリップから圧力を解除するように構成されるデフォルト状態を有するように第１のソレノイド及び第２のソレノイドを制御することを更に含む。いくつかの例示の方法は、供給される圧力が安定したことを圧力の変化率に基づいて判断することを更に含む。いくつかの例示の方法において、供給される圧力が安定したことを判断することは、圧力の変化率が閾値率未満であることを判断したことに応答して行われる。

開示される例示の材料試験システムは、国際規格に準拠する安全システムを材料試験システム内に内蔵又は統合する。安全システムは材料試験システム内に統合されるので、開示される例示の材料試験システムは、安全性の改善をもたらし、安全システムは材料試験システムの既存の電子機器、半導体、及び／又は回路基板内に統合されるので、既製の部品を使用して行われるよりもはるかに低いコストをもたらす。統合によって、信頼性は更に改善され、これによって、購入される安全構成要素間の外部配線が削減又は除去される。

以下でより詳細に説明するように、材料試験システムの開示される例示の安全システムは、動作制限の観点から試験機械の状態を視覚的に示す機械状態インジケーターを備える。材料試験システムの開示される例示の安全システムは、高い信頼性と、材料試験システム内の内部障害チェック及び／又は電源診断を含むことができる機械制御点において監視されるアクティブ化メカニズムとを提供する。いくつかの例では、空気圧グリップに、２段階グリップ圧力制御及び監視が設けられる。開示される例示の材料試験システムは、冗長性な又はそれぞれ異なる接点を有するインターロック式ガードシステムと互換性がある。そのようなガードシステムは、冗長な、それぞれ異なる、及び／又は動的なリアルタイムでの監視を使用することによってＩＳＯ安全規格に準拠する。開示される例示の材料試験システムは、冗長なクロスヘッド移動量限界監視部を備える。開示される例の材料試験システムシャットダウン回路類は、ＩＳＯ１３８４９－１を含む国際安全規格に準拠している。

加えて、ＰＬＣとともに使用される従来の既製の安全リレー構成要素は、ＰＬＣ内のファームウェアの余分なレイヤを使用して、緊急停止イベント中に可動構成要素の運動を停止する。材料試験システムの開示される例示の安全システムは、安全プロセッサ内の組み込みファームウェアが動作しているか否かを問わず、ハードウェア（例えば、緊急停止ボタン）がアクチュエーター（複数の場合もある）に対する電力増幅器の駆動を直接シャットダウンすることを可能にするように構成される。

回路類、アクチュエーター、及び／又は他のハードウェアの無効化は、ハードウェア、ソフトウェア（ファームウェアを含む）、又はハードウェア及びソフトウェアの組み合わせを介して行うことができ、物理的な接続解除、通電遮断、及び／又はコマンドが回路類、アクチュエーター、及び／又は他のハードウェアをアクティブ化するために実施されることを制限するソフトウェア制御を含むことができる。同様に、回路類、アクチュエーター、及び／又は他のハードウェアの有効化は、無効化に使用されるメカニズムと同じメカニズムを使用して、ハードウェア、ソフトウェア（ファームウェアを含む）、又はハードウェア及びソフトウェアの組み合わせを介して行うことができる。ファームウェアは、安全適合組み込みソフトウェア（ＳＲＥＳＷ：Safety Rated Embedded Software）及び／又は安全適合アプリケーションソフトウェア（ＳＲＡＳＷ：Safety Rated Application Software）等の記憶された命令を含むことができる。

開示される例示の材料試験システムは、「制御システムの安全関連部品（Safety Related Parts of Control Systems）」に関するＩＳＯ１３８４９－１規格に規定されたルールに従った欧州機械指令（European Machinery Directive）に準拠している。システムリスク解析によって特定される以下の機能は、材料試験システム内に組み込まれる。安全システムは、駆動クロスヘッドからエネルギーを除去する無効駆動状態と、把持システムからエネルギーを除去する無効駆動状態と、オペレーターセットアップ用の制限駆動状態とを提供する。制限駆動状態では、例示の安全システムは、クロスヘッド速度を上限速度未満に維持するためにクロスヘッド速度を監視し、クロスヘッドの意図的な手動による移動（ジョグ）を監視し、閉じるときの低減された把持圧力を監視し、及び／又は意図的なグリップ閉鎖を監視する。

本明細書において使用される場合、「クロスヘッド」は、方向のある力（軸方向力）及び／又は回転力を試料に印加する材料試験システムの構成要素を指す。材料試験システムは、１つ以上のクロスヘッドを有することができ、クロスヘッド（複数の場合もある）は、材料試験システムにおいて任意の適切な位置及び／又は方位に配置することができる。

開示される例示の材料試験システムは、制限駆動状態におけるチェックを取り除くことを可能にする非制限駆動状態を更に含む。いくつかの例では、非制限駆動状態には、デュアルアクティブ化メカニズムを介して入ることができ、この状態では、材料試験機能が実行され、オペレーターはシステムとインタラクトしない。

開示される例示の材料試験システムは、オペレーターがインタラクトすることができるとき及び危険が存在するときを明確に示すために、あらゆる機械における無効状態表示、セットアップ状態（例えば、制限駆動モード）表示、注意状態（例えば、非制限駆動モード）表示、及び試験状態（例えば、非制限駆動モード）表示等の種々の状態のインジケーターを備える。

開示される例示の材料試験システムは、クロスヘッド又はグリップ等の構成要素の運動の開始及び／又は継続に優先するように構成される１つ以上の停止機能を備える。さらに、１つ以上の停止機能は、安全システムのソフトウェア部分が無効にされているときであっても、これらの停止機能が材料試験システムを無効にするのに有効であるようにハードウェアを介して冗長に構成することができる。開示されるシステムに含めることができるそのような停止機能の例は、インターロックされたガード及び／又は緊急停止スイッチを含む。

いくつかの開示される例示の材料試験システムは、材料試験フレーム及び／又は把持システムを開始するための単一の制御点の選択及び実施を含む。いくつかの例示のシステムは、電力が復旧すると、システムが非制限動作を停止し、材料試験システムを無効駆動状態に置くことを確保するために、電力障害監視及び／又は保護を提供する。いくつかの例では、電力障害に応答して、任意の空気圧試料把持の通電が自動的に遮断される。

開示される例示の安全システム及び材料試験システムは、増加された内部診断と、機器の機能不良又は冗長入力、冗長出力、及び／又は冗長プロセス間の不一致等のシステム内の重大のエラーのオペレーターへの報告とを含む。開示される例示の材料試験システムは、材料試験システムを無効にすることもなく、ガードドアを必要とすることもなく、試験空間内でオペレーターの動作を可能にする試験機械の安全なセットアップモードに起因して、従来の材料試験システムよりも高速な試料の除去及び／又は挿入を可能にする。開示される例示のシステムは、試験空間内部でシステムをセットアップ及び構成するときに、クロスヘッドの運動及び／又はグリップによって作用させることができる限定された運動及び／又は力を制限するセットアップ状態の使用に少なくとも部分的に起因して、オペレーターの安全性を更に改善する。

開示される材料試験システム及び安全システムは、開示される例示の構成において利用されて、特定されたリスク緩和を達成するように特別に構成することができる。開示される材料試験システムは、汎用的な既製の個別の安全構成要素を購入するよりも大幅に効率的であり、材料試験向けである。

開示される材料試験システム及び安全システムは、非制限状態がアクティブに使用されていないときは常に制限状態に戻るように構成され、及び／又は、制限状態から非制限状態に遷移するにはオペレーターによる意図的な動作を必要とするように構成される。例示の材料試験システム及び安全システムは、非制限状態がアクティブ化される時にアクティブ警告通知を提供する。例示のアクティブ警告通知は、（例えば、静的なラベル又は他の静的な視覚表示物を材料試験システム上に提供することとは対照的に）オペレーターが観察を行っている可能性が高いロケーションに現れ及び／又は消滅する通知として定義されるものを含む。さらに、開示される例示の通知は、材料試験システムの状態を知らせるために一般に理解される配色（例えば、緑色、黄色、赤色）を提供すること等によって直感的である。

図１は、機械特性試験を実行する一例示の材料試験システム１００を示している。例示の材料試験システム１００は、例えば、静止機械試験が可能である万能試験システムとすることができる。材料試験システム１００は、例えば、圧縮強さ試験、引張強さ試験、せん断強さ試験、曲げ強さ試験、撓み強さ試験、引裂強さ試験、剥離強さ試験（例えば、接着剤結合の強さ）、ねじり強さ試験、及び／又は他の任意の圧縮及び／又は引張試験を実行することができる。加えて又は代替的に、材料試験システム１００は、動的試験を実行することができる。

例示の材料試験システム１００は、試験装置１０２と、試験装置１０２に通信可能に結合されたコンピューティングデバイス１０４とを備える。試験装置１０２は、試験対象材料１０６に負荷を印加し、試験対象材料１０６の変位及び／又は試験対象材料１０６に印加された力等の試験の機械特性を測定する。例示の試験装置１０２は、デュアルカラム装置として示されているが、シングルカラム試験装置等の他の装置も使用することができる。

例示のコンピューティングデバイス１０４は、試験装置１０２を構成し、試験装置１０２を制御し、及び／又は、処理、表示、報告、及び／又は他の任意の所望の目的で、試験装置１０２から測定データ（例えば、力及び変位等のトランスデューサー測定値）及び／又は試験結果（例えば、ピーク力、破断変位（break displacement）等）を受信するのに用いることができる。

図２は、図１の材料試験システム１００の一例示の実施態様のブロック図である。図２の例示の材料試験システム１００は、試験装置１０２と、コンピューティングデバイス１０４とを備える。例示のコンピューティングデバイス１０４は、汎用コンピューター、ラップトップコンピューター、タブレットコンピューター、モバイルデバイス、サーバー、オールインワンコンピューター、及び／又は他の任意のタイプのコンピューティングデバイスとすることができる。

図２の例示のコンピューティングデバイス１０４は、プロセッサ２０２を備える。例示のプロセッサ２０２は、任意の製造者からの任意の汎用中央処理装置（ＣＰＵ：central processing unit）とすることができる。他のいくつかの例では、プロセッサ２０２は、ＡＲＭコアを有するＲＩＳＣプロセッサ、画像処理装置、デジタル信号プロセッサ、及び／又はシステムオンチップ（ＳｏＣ）等の１つ以上の専用処理装置を含むことができる。プロセッサ２０２は、プロセッサにおいて（例えば、内蔵キャッシュ又はＳｏＣに）、ランダムアクセスメモリ２０６（又は他の揮発性メモリ）に、リードオンリーメモリ２０８（又はフラッシュメモリ等の他の不揮発性メモリ）に、及び／又はマスストレージデバイス２１０にローカルに記憶することができる機械可読命令２０４を実行する。例示のマスストレージデバイス２１０は、ハードドライブ、ソリッドステートストレージドライブ、ハイブリッドドライブ、ＲＡＩＤアレイ、及び／又は他の任意のマスデータストレージデバイスとすることができる。

バス２１２は、プロセッサ２０２、ＲＡＭ２０６、ＲＯＭ２０８、マスストレージデバイス２１０、ネットワークインターフェース２１４、及び／又は入力／出力インターフェース２１６間の通信を可能にする。

例示のネットワークインターフェース２１４は、コンピューティングデバイス１０４を、インターネット等の通信ネットワーク２１８に接続するハードウェア、ファームウェア、及び／又はソフトウェアを含む。例えば、ネットワークインターフェース２１４は、通信を送信及び／又は受信するために、ＩＥＥＥ ２０２．Ｘ準拠無線及び／又は有線通信ハードウェアを含むことができる。

図２の例示のＩ／Ｏインターフェース２１６は、プロセッサ２０２に入力を提供する及び／又はプロセッサ２０２から出力を提供するために、１つ以上の入力／出力デバイス２２０をプロセッサ２０２に接続するハードウェア、ファームウェア、及び／又はソフトウェアを含む。例えば、Ｉ／Ｏインターフェース２１６は、ディスプレイデバイスとインターフェース接続する画像処理装置、１つ以上のＵＳＢ準拠デバイスとインターフェース接続するユニバーサルシリアルバスポート、ＦｉｒｅＷｉｒｅ（登録商標）、フィールドバス、及び／又は他の任意のタイプのインターフェースを含むことができる。例示の材料試験システム１００は、Ｉ／Ｏインターフェース２１６に結合されたディスプレイデバイス２２４（例えば、ＬＣＤスクリーン）を備える。他の例示のＩ／Ｏデバイス（複数の場合もある）２２０は、キーボード、キーパッド、マウス、トラックボール、ポインティングデバイス、マイクロフォン、オーディオスピーカー、ディスプレイデバイス、光メディアドライブ、マルチタッチタッチスクリーン、ジェスチャー認識インターフェース、磁気メディアドライブ、及び／又は他の任意のタイプの入力及び／又は出力デバイスを含むことができる。

例示のコンピューティングデバイス１０４は、Ｉ／Ｏインターフェース２１６及び／又はＩ／Ｏデバイス（複数の場合もある）２２０を介して非一時的機械可読媒体２２２にアクセスすることができる。図２の機械可読媒体２２２の例は、光ディスク（例えば、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルバーサタイル／ビデオディスク（ＤＶＤ）、Ｂｌｕ－ｒａｙディスク（登録商標）等）、磁気メディア（例えば、フロッピーディスク（登録商標））、ポータブル記憶媒体（例えば、ポータブルフラッシュドライブ、セキュアデジタル（ＳＤ）カード等）、及び／又は他の任意のタイプの取り外し可能及び／又はインストール済み機械可読媒体を含む。

図１の例示の材料試験システム１００は、コンピューティングデバイス１０４に結合された試験装置１０２を更に含む。図２の例では、試験装置１０２は、ＵＳＢポート、Ｔｈｕｎｄｅｒｂｏｌｔポート、ＦｉｒｅＷｉｒｅ（ＩＥＥＥ １３９４）ポート、及び／又は他の任意のタイプのシリアル又はパラレルデータポート等のＩ／Ｏインターフェース２１６を介して、コンピューティングデバイスに結合される。他のいくつかの例では、試験装置１０２は、直接又はネットワーク２１８を介して、有線又は無線接続（例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、Ｗｉ－Ｆｉ等）を介してネットワークインターフェース２１４及び／又はＩ／Ｏインターフェース２１６に結合される。

図２の試験装置１０２は、フレーム２２８と、ロードセル２３０と、変位トランスデューサー２３２と、クロスメンバーローダー２３４と、材料固定具２３６と、制御プロセッサ２３８と、安全システム２４０とを備える。フレーム２２８は、試験を実行する試験装置１０２の他の構成要素の剛性構造支持を提供する。ロードセル２３０は、グリップ２３６を介して、クロスメンバーローダー２３４によって試験対象材料に印加された力を測定する。クロスメンバーローダー２３４は、試験対象材料に力を印加し、一方、材料固定具２３６（グリップとも称される）は、試験対象材料を把持するか、又は別の方法で試験対象材料をクロスメンバーローダー２３４に結合する。例示のクロスメンバーローダー２３４は、モーター２４２（又は他のアクチュエーター）及びクロスヘッド２４４を備える。クロスヘッド２４４は、材料固定具２３６をフレーム２２８に結合し、モーター２４２は、クロスヘッドをフレームに対して移動させて材料固定具２３６を位置決めし、及び／又は、試験対象材料に力を印加する。材料試験システム１００の構成要素の力及び／又は運動を与えるのに使用することができる例示のアクチュエーターは、電気モーター、空気圧アクチュエーター、油圧アクチュエーター、圧電アクチュエーター、リレー、及び／又はスイッチを含む。

例示のグリップ２３６は、試験されている機械特性及び／又は試験対象材料に応じて、圧縮プラテン、顎部又は他のタイプの固定具を含む。グリップ２３６は、手動で構成することもできるし、手動入力を介して制御することもできるし、及び／又は制御プロセッサ２３８によって自動的に制御することもできる。クロスヘッド２４４及びグリップ２３６は、オペレーターアクセス可能構成要素である。

例示の制御プロセッサ２３８は、コンピューティングデバイス１０４と通信して、例えば、コンピューティングデバイス１０４から試験パラメーターを受信し、及び／又は測定値及び／又は他の結果をコンピューティングデバイス１０４に報告する。例えば、制御プロセッサ２３８は、コンピューティングデバイス１０４との通信を可能にする１つ以上の通信又はＩ／Ｏインターフェースを含むことができる。制御プロセッサ２３８は、印加される力を増減させるようにクロスメンバーローダー２３４を制御し、試験対象材料を把持又は解放するように固定具（複数の場合もある）２３６を制御し、及び／又は変位トランスデューサー２３２、ロードセル２３０及び／又は他のトランスデューサーから測定値を受信することができる。

例示の安全システム２４０は、監視及び制御の追加のレイヤを試験装置１０２に提供する。安全システム２４０は、オペレーター入力及び試験装置１０２の状態を監視する。図２の例では、安全システム２４０は、機械が適切な状態にあるときにのみ試験装置１０２がユーザーによって制御可能であるように、ユーザーによる試験装置１０２の操作を制限する。１つ以上の状態を検出したことに応答して、安全システム２４０は、試験装置１０２に制限状態（例えば、危険な状態を提示することができる全ての電力及び運動を無効にする制限されたセットアップ状態等）に自動的に進ませる。

以下でより詳細に論述するように、安全システム２４０は、材料試験システム１００からの入力信号、安全システム２４０からの入力信号、及び／又は制御プロセッサ２３８からの制御信号を監視することに基づいて材料試験システムの動作に対する制限を選択的に追加し、除去し、増加し、及び／又は減少させる。安全システム２４０は、材料試験システム１００が任意の所与の時点において動作される状態を複数の所定の状態から決定することによって、材料試験システム１００の動作を制御する。例示の所定の状態は、材料試験システム１００の１つ以上の動作が制限される（例えば、無効にされる、限定される等）１つ以上の制限状態と、制限状態の制限が削減及び／又は除去される１つ以上の非制限状態とを含む。図２の例では、安全プロセッサ２４０は、制御プロセッサ２３８によるクロスメンバーローダー２３４及び／又は固定具（複数の場合もある）２３６の制御に付随し及び／又はこの制御に割り込みをかける。いくつかの他の例では、安全システム２４０は、アクチュエーターに対して任意の適用可能な制限を実施しながらクロスメンバーローダー２３４及び／又は固定具（複数の場合もある）２３６を直接制御することができる。

例示の制限状態は、セットアップ状態及び無効状態を含む。セットアップ状態では、安全システム２４０は、１つ以上のアクチュエーター（例えば、モーター２４２及び／又はグリップアクチュエーター（複数の場合もある）２４６）を制限し、オペレーター入力に応答してこれらのアクチュエーターを制御する（又はこれらのアクチュエーターの制御を可能にする）。モーター２４２及び／又はクロスヘッド２４４に対する例示の制限は、試験装置１０２に対するクロスヘッド２４４の上限速度、及び／又は上限位置若しくは下限位置を含むことができる。グリップアクチュエーター（複数の場合もある）２４６に対する例示の制限は、上限圧力及び／又は上限グリップ力を含むことができる。無効状態では、安全システム２４０はアクチュエーターを制限し、制御プロセッサ２３８は、オペレーター入力に応答してアクチュエーターを制御しない（例えば、モーター２４２及び／又はグリップアクチュエーター（複数の場合もある）２４６の制御を試みないか、又は通電遮断を介してモーター２４２及び／又はグリップアクチュエーター（複数の場合もある）２４６の制御を妨げられる）。

例示の非制限状態は、注意状態及び試験状態を含む。例示の注意状態では、安全システム２４０は、アクチュエーター（例えば、モーター２４２及び／又はグリップアクチュエーター（複数の場合もある）２４６）に対する制限を削減し、アクチュエーター（複数の場合もある）モーター２４２及び／又はグリップアクチュエーター（複数の場合もある）２４６を制御しない。注意状態では、制御プロセッサ２３８は、クロスヘッド２４４の高速ジョグ及び／又は空気圧グリップ２４８によるグリップ力の増加等の動作を実行するようにアクチュエーター（複数の場合もある）を制御することができ、そのため、オペレーターは、クロスヘッド２４４及び／又は空気圧グリップ２４８に物理的に近接するべきでない。例示の試験状態では、安全システム２４０は、アクチュエーターに対する制限を削減するとともに、制御プロセッサ２３８は、（例えば、制御プロセッサ２３８によって実行される材料試験手順又はプログラムに従って）試験を行うようにアクチュエーター（複数の場合もある）を制御する。

図２の例示の材料試験システム１００は、複数の状態インジケーター２５２と１つ以上のモードスイッチ２５４とを備える１つ以上の制御パネル２５０を更に備えることができる。モードスイッチ２５４は、ボタン、スイッチ、及び／又はオペレーター制御パネル上に配置される他の入力デバイスを含むことができる。例えば、モードスイッチ２５４は、クロスヘッド２４４をフレーム２２８上の特定の位置にジョグさせる（例えば、位置決めする）ようにモーター２４２を制御するボタン、空気圧グリップ２４８を開閉するようにグリップアクチュエーター２４６を制御するスイッチ（例えば、フットスイッチ）、安全システム２４０が非制限状態において動作を許可することを可能にする別のボタンとともに押下されるモード制御ボタン、及び／又は非制限状態において動作をもたらすことができる他の任意の入力デバイスを含むことができる。

状態インジケーター２５２は、安全システム２４０が材料試験システム１００に対して設定することができる一組の所定の状態（例えば、上述した無効状態、セットアップ状態、注意状態、及び試験状態）に対応する。以下でより詳細に説明するように、安全システム２４０は、安全システム２４０によって判断される材料試験システム１００の現在の状態に関する表示を提供するように状態インジケーター２５２を制御する。状態インジケーター２５２は、ライト、ディスプレイ、オーディオ、機械システム、及び／又はオペレーターが識別することができる他の任意の表示を含むことができる。

図３は、図２の安全システム２４０の一例示の実施態様のブロック図である。図３に示すように、安全システム２４０は安全プロセッサ３０２を備える。

例示の安全プロセッサ３０２は、複数の冗長処理コア３０４ａ、３０４ｂを備える。処理コア３０４ａ、３０４ｂは、試験装置１０２の通常動作中は、実質的に同一の出力を生成するように、冗長命令３０６ａ、３０６ｂを実行し、冗長入力を受信する。安全プロセッサ３０２は、（例えば、冗長コア３０４ａ、３０４ｂを介して）複数の入力を監視し、これらの入力に基づいて材料試験システム１００の状態を判断する。安全プロセッサ３０２は、冗長命令３０６ａ、３０６ｂの出力を比較し、この出力の比較に基づいて材料試験システム１００の状態を制御することができる。

例示の安全プロセッサ３０２及び／又は冗長処理コア３０４ａ、３０４ｂは、任意の製造業者が提供している汎用中央処理装置（ＣＰＵ）を含むことができる。いくつかの他の例では、安全プロセッサ３０２及び／又は冗長処理コア３０４ａ、３０４ｂは、ＡＲＭコアを有するＲＩＳＣプロセッサ、画像処理装置、デジタル信号プロセッサ及び、／又はシステムオンチップ（ＳｏＣ）等の１つ以上の専用処理装置を含むことができる。安全プロセッサ３０２及び／又は冗長処理コア３０４ａ、３０４ｂは、プロセッサにおいて（例えば、内蔵キャッシュ又はＳｏＣに）、ランダムアクセスメモリ、リードオンリーメモリ、及び／又はマスストレージデバイス等の記憶デバイスにローカルに記憶することができる、冗長命令３０６ａ、３０６ｂ等の機械可読命令を実行する。

冗長処理コア３０４ａ、３０４ｂ及び冗長命令３０６ａ、３０６ｂは、冗長な及び／又はそれぞれ異なる入力及び出力を安全システム２４０によって処理することを可能にし、これによって、高い信頼性を有する予測可能なシステムが提供される。したがって、図３には代表的な入力及び出力が示されているが、これらの入力及び／又は出力は、冗長処理コア３０４ａ、３０４ｂ及び冗長命令３０６ａ、３０６ｂをサポートするために複製することができる。安全プロセッサ３０２によって実行される冗長命令３０６ａ、３０６ｂ（例えば、組み込みソフトウェア、オペレーティングシステム、及び生成されたコード）は、国際規格に概説されたプロセスに準拠している。これらの国際規格には、「制御システムの安全関連部品」に関するＩＳＯ１３８４９－１が含まれるが、これに限定されるものではない。例示の安全プロセッサ３０２は、複数の冗長処理コアを備えるが、他の例では、安全プロセッサ３０２は、単一の処理コア、又は複数の非冗長処理コアを備えることができる。

図３の安全システム２４０は、電力増幅器３１０がクロスヘッド２４４のモーター２４２にエネルギーを提供することを選択的に無効にするアクチュエーター無効回路３０８を更に備える。加えて又は代替的に、アクチュエーター無効回路３０８（又は別のアクチュエーター無効回路）は、グリップアクチュエーター（複数の場合もある）２４６がエネルギーを空気圧グリップ（複数の場合もある）２４８に提供することを無効にすることができる。電力増幅器３１０は、モーター２４２に対する入力電力及び出力電力を受信し、クロスヘッド２４４の移動を制御する。例示のアクチュエーター無効回路３０８及び電力増幅器３１０は、安全適合安全トルクオフ（ＳＴＯ：Safe Torque Off）高信頼性サーボ電力増幅器を使用して実施することができる。制御プロセッサ２３８は、電力増幅器３１０へのモーター制御信号３１２を介してモーター２４２及びクロスヘッド２４４の移動を制御することができる。

安全プロセッサ３０２からのＳＴＯ信号３１４に応答して、アクチュエーター無効回路３０８は、接続されたアクチュエーター（例えば、モーター２４２）を無効にする。例えば、アクチュエーター無効回路３０８は、或る特定の定められた期間よりも短い期間において、モーター２４２（及び／又は材料試験システム１００内の他の可動部分）への全てのエネルギーを接続解除することができる。例示のアクチュエーター無効回路３０８は、このアクチュエーター無効回路３０８が現在アクチュエーターを無効にしているか否かを示すＳＴＯフィードバック信号３１５を安全プロセッサ３０２に提供することができる。安全プロセッサ３０２は、ＳＴＯ信号３１４をＳＴＯフィードバック信号３１５と比較して、障害を検出することができる。

例示の材料試験システム１００では、可動クロスヘッド２４４及び任意の内部構成要素の移動は、国際規格によって指定されるように、ＳＴＯ信号３１４のアクティブ化後に停止される。本明細書に開示される安全システム２４０のサブシステムのほとんどは、機械を安全に停止させるためにアクチュエーター無効回路３０８をアクティブ化する。加えて、電力増幅器３１０は、ＳＴＯ信号３１４を印加する前にモーター２４２を減速するモーター制動回路３１６を備えることができる。モーター制動回路３１６は、駆動電力の遮断後の機械的慣性による継続した移動を除去することによって、モーター２４２がより制御された方法で停止することを可能にする。制動の事前無効化を使用することによって、モーター２４２への通電遮断後のクロスヘッド２４４の運動が低減又は最小化される。したがって、例示のアクチュエーター無効回路３０８及びモーター制動回路３１６は、「機械類の電気安全規格（Electrical Safety Standard for Machinery）」であるＩＥＣ６０２０４－１規格に定義されているカテゴリー１の停止を提供する。

例示の安全プロセッサ３０２は、制動の事前無効化が行われている間、モーター２４２及び／又はモーター制動回路３１６を監視して、モーター２４２が制動していることを確認する。安全プロセッサ３０２が、モーター２４２が制動中に減速していないと判断した場合には、安全プロセッサ３０２は、制動を中止してモーター２４２への通電を直ちに遮断する制動故障軽減を実行する。２段階無効シーケンスに対して制動故障軽減を実施することによって、安全プロセッサ３０２は、制動の効果がない状況において停止距離を短くすることができる。制動の事前無効化が作用しているときに停止距離が最短となるが、制動の事前無効化が完全に作用しているわけではないとき、作用していない制動の事前無効化を伴う２段階シーケンスは、単一段階シーケンス（例えば、接続解除のみ）よりも長い停止距離を有する可能性がある。制動故障軽減の副次的な利点は、この軽減によって、より広範囲の構成要素及びシステムを、制動システムの故障を捕らえることができる制動故障軽減プロセスとともに、高性能の制動に使用することができるという点で、２段階無効シーケンスを実施する際の柔軟性をより高くすることができるということである。

例示の安全システム２４０は、緊急停止入力信号３２０を安全プロセッサ３０２に提供する緊急停止部３１８（例えば、ボタン、スイッチ等）を更に備える。緊急停止部３１８は、相補型安全機能である、手動操作される緊急停止ボタンとすることができる。緊急停止部３１８は、シグナリング用の２チャネル冗長性を有する。緊急停止部３１８は、緊急停止スイッチ３２２と、緊急停止検出回路３２４と、アクチュエーター無効回路３２６とを備えることができる。緊急停止部３１８は、安全プロセッサ３０２のハードウェア及び組み込みソフトウェアを使用して独立して制御可能である。例えば、緊急停止検出器３２４からの緊急停止入力信号３２０の検出に応答して、安全プロセッサ３０２は、材料試験システム１００の状態を無効状態に設定し、緊急停止出力信号３２１を緊急停止部３１８（例えば、緊急停止スイッチ３２２）に与える。

緊急停止スイッチ３２２は、緊急停止出力信号３２１に応答して、モーター２４２を停止させるようにアクチュエーター無効回路３１４及び／又はモーター制動回路３１４を制御するようアクチュエーター無効回路３２６を制御する。例示のアクチュエーター無効回路３２６は、モーター制動回路３１４への第１の接続と、アクチュエーター無効回路３０８への第２の冗長接続とを有することができる。アクチュエーター無効回路３２６がトリガーされると、アクチュエーター無効回路３２６は、モーター制動回路３１４をアクティブ化し、制動が行われることを可能にする時間の間、遅延を実施し、その後、アクチュエーター無効回路３０８をアクティブ化し、適用可能なアクチュエーターの通電を遮断する。

安全プロセッサ３０２を介した制御に加えて又はその代わりに、緊急停止スイッチ３２２は、安全プロセッサ３０２とアクチュエーター無効回路３０８との間のＳＴＯ信号３１４の物理的な割り込み等によって電力増幅器３１０内のアクチュエーター無効回路３０８を直接作動させることができる。安全プロセッサ３０２は、緊急停止検出回路３２４を監視し、ハードウェアの冗長モニターとしての役割を果たす。緊急停止スイッチ３２２が解除されても、材料試験システム１００が無効状態（例えば制限状態）に留まり、モーター２４２の動作を再度有効にするにはユーザー相互作用を必要とするように、安全プロセッサ３０２は、ＳＴＯ信号３１４を出力し、モーター２４２を無効にし続けるようにアクチュエーター無効回路３０８を制御する。

例示の材料試験システム１００（例えば、試験装置１０２）は、冗長な又はそれぞれ異なる接点を有するインターロック式ガードシステムと互換性がある。例示の安全システム２４０は、非制限状態において動作している間に材料試験システム１００へのオペレーターアクセスに対する物理的バリア及び／又は仮想的バリアを提供するように構成される１つ以上のガード３２８及びガードインターロック３３０を備えることができる。例えば、ガード３２８は、空気圧グリップ２４８及び／又はクロスヘッド２４４（及び／又は他の可動構成要素）の周囲の体積領域（volume）へのアクセスを制御するために開閉される物理的バリアを含むことができる。例示の物理的バリアは、冗長安全スイッチを使用して、保護体積領域をガードするドアが開放されているのか又は閉鎖されているのかを監視することができるガードドアを含む。各ドアスイッチは、（例えば、ガードインターロック３３０によって）動的にパルス化することができ、及び／又は、それ以外に入力装置として収容することができる機械的にリンクされた通常時開放型接点及び通常時閉鎖型接点を有する。パルス化によって、リアルタイムでのガードドアスイッチの妥当性（plausibility）診断チェックが可能になる。

加えて又は代替的に、ガード３２８は、体積領域内への侵入の有無について、空気圧グリップ２４８及び／又はクロスヘッド２４４の周囲の体積領域を監視する仮想的ガードを含むことができる。例示の仮想的ガードは、ライトカーテン、近接センサー、及び／又は圧力パッドを含むことができる。仮想的ガードは、アクセスを物理的に妨げるものではないが、仮想的ガードは、ガード信号をガードインターロック３３０に出力し、ガードインターロック３３０は、インターロック信号３３２を安全プロセッサ３０２及び／又はアクチュエーター無効回路３０８に出力する（例えば、上述した緊急停止スイッチ３２２と同様）。

インターロック３３０は、アクチュエーター無効回路３０８をトリガーして、モーター２４２の通電を遮断することができる。いくつかの例では、ガードインターロック３３０がもはやトリガーされていないとき、上述した緊急停止スイッチ３２２と同様の方法で、安全プロセッサ３０２は電力増幅器３１０の再有効化を制御する。

加えて又は代替的に、例示の安全システム２４０は、オペレーターが材料試験システム１００の保護体積領域に入ると、デフォルトで、制限された「セットアップ」状態になることができる。システム１００のアクチュエーターを無効にするか又はこのアクチュエーターの通電を遮断する代わりに、このセットアップ状態は、速度、圧力、又は他の活動に対して制限を実施する。

例示の安全システム２４０は、複数の状態インジケーター２５２及びモードスイッチ２５４を備える。例示の安全プロセッサ３０２は、例えば、モードスイッチ２５４を動的にパルス化してモードスイッチ入力信号３３８（例えば、モードスイッチ２５４のそれぞれについて１つ以上のモードスイッチ入力）を生成又は取得することによってモードスイッチ２５４を監視する。いくつかの例では、モードスイッチ２５４は高信頼性スイッチである。安全プロセッサ３０２は、周期的に、非周期的に、イベント（例えば、材料試験機械の始動時）に応答して、所定のスケジュールに基づいて、及び／又は他の任意の時点に、短絡又は他の障害状態の有無についてモードスイッチ２５４を試験することができる。

例示の安全プロセッサ３０２は、材料試験システム１００の状態をオペレーターに示すように状態インジケーター２５２を制御する。例えば、安全プロセッサ３０２は、インジケーター信号３４２を状態インジケーター２５２に出力することができる。状態インジケーター２５２がライトである場合には、出力インジケーター信号３４２は、例えば、オン状態、オフ状態、点滅状態、及び／又はライトの他の任意の出力状態になるようにライトのそれぞれを制御することができる。いくつかの例では、安全プロセッサ３０２は、インジケーターフィードバック信号３４０を介してインジケーターの状態を判断する。例示のインジケーターフィードバック信号３４０は、状態インジケーター２５２のそれぞれがオンであるのか、オフであるのか、短絡しているのか、開回路であるのか、及び／又はインジケーター２５２の他の任意のステータス若しくは状態であるのかを安全プロセッサ３０２に示すことができる。状態インジケーター２５２のうちの１つ以上が命令された適切な状態にないとプロセッサが判断した場合には、安全プロセッサ３０２は、制限状態になるように材料試験システムを制御し、通知を（例えば、制御パネル２５０又は他の通知を介して）オペレーターに提供する。

安全システム２４０は、材料試験システム１００の構成要素に電力を提供する電源（例えば、ＤＣ電源及びＡＣ電源）を監視する電源モニター３４４を備える。電源モニター３４４は、監視される電源がそれぞれの電圧範囲内及び／又は電流範囲内にあるか否かを示す１つ以上の電源ステータス信号３４６を安全プロセッサ３０２及び／又はウォッチドッグ回路３６２（以下で説明される）に提供する。電源のうちの１つ以上が許容範囲外にあると電源モニター３４４が判断した場合には、安全プロセッサ３０２及び／又はウォッチドッグ回路３６２は、材料試験システム１００を無効にし、オペレーターにアラートすることができる。

例示の安全システム２４０は、１つ以上の速度センサー３４８を更に備える。例示の速度センサー（複数の場合もある）３４８は、一体化された速度監視センサー、冗長の速度監視センサー、及び／又はそれぞれ異なる速度監視センサーとすることができる。速度センサー（複数の場合もある）３４８は、クロスヘッド速度を表す速度信号（複数の場合もある）３５０を安全プロセッサ３０２に提供する。安全プロセッサ３０２は、クロスヘッド２４４が、機械の現在の動作モードによって決まる上限速度（例えば、クロスヘッド移動量限界（複数の場合もある）３５２）を越えないことを確保するために、速度信号（複数の場合もある）３５０を監視する。例えば、上限速度の値は、材料試験システム１００が制限状態にあるのか又は非制限状態にあるのかに依存することができる。いくつかの例では、異なる原理で動作する２つの速度センサーを材料試験システム１００において使用して、センサー３４８が共通の原因故障を被ることを防止することができる。各速度センサー３４８の速度信号３５０は、安全プロセッサ３０２によって読み取られて比較され、速度信号３５０が一致していることが検証される。１つの速度センサー３４８が、別の速度センサー３５０と異なる速度を示している場合には、安全プロセッサ３０２は、（例えば、アクチュエーター無効回路３０８を介して）材料試験システム１００を無効にする。

例示のクロスヘッド移動量限界（複数の場合もある）３５２は、クロスヘッド２４４の位置に関する限界を指定する移動量限界を含むことができる。クロスヘッド移動量限界（複数の場合もある）３５２に達すると、安全プロセッサ３０２は、クロスヘッド２４４の運動を停止する。いくつかの例では、クロスヘッド移動量限界（複数の場合もある）３５２は、トリガーされる限界の数が、クロスヘッド移動量限界（複数の場合もある）３５２をどの程度越えているかを示すマルチレベル限界である。いくつかの例では、第１レベル限界は、モーター２４２等の適用可能なアクチュエーター（又は全てのアクチュエーター）の動作を停止させるように安全プロセッサ３０２によってハンドリングされる。クロスヘッド２４４が、第１レベル限界を越えて移動し続け、第２レベル限界（例えば、許容可能範囲の外側の第１レベル限界よりも遠くにある）に達すると、クロスヘッド移動量限界３５２は、アクチュエーター無効回路３０８及び／又はモーター制動回路３１６、及び／又はアクチュエーター無効回路３２６への直接接続（例えば、ハードウェア接続）をトリガーして、モーター２４２の２相無効化をトリガーすることができる。

材料試験システム１００が自動把持（例えば、空気圧動力供給型グリップ、油圧動力供給型グリップ、電気動力供給型グリップ、電気機械動力供給型グリップ、電磁動力供給型グリップ等）を備えるいくつかの例では、安全システム２４０は、マルチ圧力把持方式に従ってグリップアクチュエーターを制御するグリップコントローラー３５４を備える。マルチ圧力把持方式は、材料試験試料を材料試験システム１００の空気圧グリップ２４８に設置するときにオペレーターへの傷害のリスクを低減（例えば、最小化、除去）する。

安全プロセッサ３０２が、セットアップ状態において材料試験システム１００を制御しているとき、安全プロセッサ３０２は、圧力信号３５６をグリップコントローラー３５４に提供する。グリップコントローラー３５４は、グリップアクチュエーター（複数の場合もある）２４６を制御することによって、グリップ２４８を介して印加することができる圧力に関する上限を制御する。圧力信号３５６（試料把持力に正比例することができる）は、グリップ２４８を介して試料を把持するには十分な圧力であるが、オペレーターに重傷をもたらすには十分でない圧力を可能にするように制限される。逆に、安全プロセッサ３０２が、注意状態又は試験状態において材料試験システム１００を制御しているとき、安全プロセッサ２０２は、試験中に試験試料を把持するのに使用されるより高い圧力をグリップコントローラー３５４に可能にさせる圧力信号３５６を提供する。例示のグリップコントローラー３５４は、メインシステム圧力を（例えば、圧力センサー（複数の場合もある）３５８を介して）監視することができ、及び／又は、空気圧グリップ（複数の場合もある）２４８（例えば、上側グリップ及び下側グリップ）における圧力（複数の場合もある）を監視することができる。グリップコントローラー３５４は、命令された圧力が実施されていることを検証するために、圧力信号３６０を安全プロセッサ３０２に供給する。

いくつかの例では、グリップコントローラー３５４は、フットペダルスイッチを使用したオペレーター入力を介して制御される。例えば、フットペダルスイッチは、空気圧グリップ（複数の場合もある）２４８を介した圧力印加及び圧力解除を行う個別のスイッチを備えることができる。これらのスイッチは、スイッチ間の妥当性のチェック及び／又はスイッチ内の潜在的な障害（例えば、電気的障害）の監視を行うために動的にパルス化することができる機械的にリンクされたスイッチとすることができる。

安全プロセッサ３０２は、材料試験システム１００への電力が無効にされると、グリップアクチュエーター（複数の場合もある）２４６の通電を遮断するようにグリップコントローラー３５４を更に制御する。例えば、安全プロセッサ３０２は、電力供給を受けているときに加圧を可能にするが、空気圧アクチュエーターの場合に、材料試験システム１００が電力供給を受けていないときは空気圧グリップ（複数の場合もある）２４８が把持力を印加することが妨げられるように通常時は減圧されるように、（例えば、１つ以上の弁、リレー等を介して）グリップアクチュエーター（複数の場合もある）２４６を制御することができる。

例示の安全システム２４０は、ウォッチドッグ回路３６２を更に備える。ウォッチドッグ回路３６２は、周期的に、非周期的に、１つ以上のイベント若しくはトリガーに応答して、及び／又は他の任意の時点に安全プロセッサ３０２と通信して、安全プロセッサ３０２の動作を検証する。例えば、安全プロセッサ３０２は、ハートビート信号、又はウォッチドッグ回路３６２からの問いかけに対する応答を通信し、安全システム２４０が適切に動作していることをウォッチドッグ回路３６２に示すことができる。ウォッチドッグ回路３６２が、予想された信号を安全プロセッサ３０２から受信しない場合には、ウォッチドッグ回路３６２は、材料試験システム１００を無効にし、オペレーターに通知する。

例示の安全プロセッサ３０２、例示の緊急停止部３２２、例示のガードインターロック３３０、例示のクロスヘッド移動量限界（複数の場合もある）３５２、及び／又は例示のウォッチドッグ回路３６２は、アクチュエーター無効回路３２６に結合される（例えば、ハードウェアを介して接続される）。安全プロセッサ３０２、緊急停止部３２２、ガードインターロック３３０、クロスヘッド移動量限界（複数の場合もある）３５２、及び／又はウォッチドッグ回路３６２のうちのいずれかが、それぞれの条件が、材料試験システム１００を無効にするために（例えば、緊急停止スイッチ３２２のアクティブ化、ガード３２８のトリッピング、クロスヘッド移動量限界３５２の超過、及び／又はウォッチドッグ回路３６２のトリガー）満たされていると判断すると、アクチュエーター無効回路３２６が使用されて、モーター制動回路３１６及びアクチュエーター無効回路３０８がアクティブ化される。安全プロセッサ３０２は、材料試験システム１００の状態が無効状態であると判断することができる。

例示の制御プロセッサ２３８及び安全プロセッサ３０２は、別々のプロセッサとして示されているが、他の例では、制御プロセッサ２３８及び安全プロセッサ３０２は、単一のプロセッサ、又は、制御機能及び安全機能に分割されない一組のプロセッサに組み合わせることができる。さらに、制御プロセッサ２３８、安全プロセッサ３０２、及び／又は組み合わされたプロセッサは、１つ以上の専用機能を実行するアナログ回路類及び／又はデジタル回路類等の非処理回路類を備えることができる。

図４Ａ及び図４Ｂは、図１～図３の材料試験システムの状態を制御するために図３の安全プロセッサ３０２によって実行することができる例示の機械可読命令４００を表すフローチャートを示している。例示の命令４００は、複数の所定の状態から材料試験システムの状態を決定し、アクチュエーターに対して制限を実施し、アクチュエーターの制御を伴う動作の完了に応答して材料試験システムの状態を制限状態のうちの１つに自動的に設定するために実行することができる。

ブロック４０２において、材料試験システム１００及び／又は１つ以上のサブシステムの電源をオンにすることができる。材料試験システム１００の電源がオンにされていない場合には、ブロック４０２は、材料試験システム１００がオンにされるまで反復する。材料試験システム１００の電源をオンにされると（ブロック４０２）、ブロック４０４において、安全システム２４０は、材料試験システム１００の状態を無効状態に設定し、１つ以上のアクチュエーター（例えば、モーター２４２、グリップアクチュエーター（複数の場合もある）２４６）を無効にする。例えば、安全システム２４０は、アクチュエーター無効化回路３０８をモーター２４２の通電遮断にデフォルト設定することができる。

ブロック４０６において、安全プロセッサ３０２が初期化される。例えば、安全プロセッサ３０２は、障害チェック（例えば、入力、出力、及び／又は付属デバイスの開回路及び／又は閉回路のチェック）、冗長性チェック（例えば、冗長入力及び／又は冗長出力が一致しているとの判断）、及び／又は他の初期化プロセスを実行することができる。

ブロック４０８において、安全プロセッサ３０２は、何らかの障害が安全システム２４０に検出される（例えば、初期化プロセス中に検出される）か否かを判断する。障害が検出された場合には（ブロック４０８）、ブロック４１０において、安全プロセッサ３０２は障害アラートを（例えば、制御パネル２５０、コンピューティングデバイス１０４等を介して）出力する。例示の命令４００は、その後、終了することができる。

障害が検出されないときは（ブロック４０８）、ブロック４１１において、安全プロセッサ３０２は、材料試験システム１００を無効状態からセットアップ状態に遷移させるオペレーター入力が受信されているか否かを判断する。例えば、安全プロセッサ３０２は、無効状態から遷移するために１つ以上の指定された入力（例えば、ロック解除ボタンの押圧）を必要とすることができる。オペレーター入力が受信されていない場合には（ブロック４１１）、ブロック４１１は、材料試験システム１００が無効モードに留まっている間反復し、オペレーター入力を待ち受ける。

オペレーター入力が受信されると（ブロック４１１）、ブロック４１２において、安全プロセッサ３０２は、材料試験システム１００の状態をセットアップ状態に設定する。このセットアップ状態の設定に従って、安全プロセッサ３０２は、アクチュエーター（複数の場合もある）（例えば、モーター２４２）を有効にし、アクチュエーター（複数の場合もある）を制限し、状態を（例えば、状態インジケーター２５２を介して）セットアップ状態として示す。いくつかの例では、安全プロセッサ３０２は、材料試験システム１００の状態がセットアップ状態であることに基づいて、オペレーター選択可能入力のうちの対応する入力（例えば、モードスイッチ２５４）を選択的に強調するように制御パネル２５０上の１つ以上の視覚インジケーターを制御する。例えば、安全プロセッサ３０２は、セットアップモードにおいてオペレーターが使用することができる入力を強調するとともに、セットアップモードにおいて使用することができない入力をあまり強調しないように視覚インジケーターを制御することができる。

ブロック４１４において、安全プロセッサ３０２は、安全システム２４０の入力信号（例えば、センサー信号３２０、３３２、３３８、３４６、３５０）、フィードバック信号（例えば、フィードバック信号３１５、３４０、３６０）、及び／又は制御信号（例えば、制御プロセッサ２３８からの信号）を監視する。安全プロセッサ３０２は、例えば、安全プロセッサ３０２に材料試験システム１００の状態の変化を認識させるオペレーターコマンド及び／又は状態を識別するために上記信号を監視することができる。

ブロック４１６において、安全プロセッサ３０２及び／又は制御プロセッサ２３８は、制限を用いて（例えば、低速度又は低圧力において）アクチュエーター（複数の場合もある）を作動させるオペレーター制御信号が受信されているか否かを判断する。例えば、オペレーターは、モーター２４２を介して低速ジョグでクロスヘッド２４４を作動させる１つ以上のモードスイッチ２５４を選択することができる。アクチュエーターを作動させるオペレーター制御信号が受信されている場合には（ブロック４１６）、ブロック４１８において、制御プロセッサ２３８は、安全プロセッサ３０２によって適用される制限（例えば、速度制限、力制限、オペレータークリアランス制限）に従ってアクチュエーターを制御する。

ブロック４２０において、安全プロセッサ３０２は、制御される作動の表示を出力する。例えば、安全プロセッサ３０２は、点滅するように状態インジケーター２５２のうちの１つ以上を制御し、コンピューティングデバイス１０４に作動の表示を出力させ、及び／又は他の任意の表示（複数の場合もある）を提供することができる。

ブロック４２２において、安全プロセッサ３０２は、安全システム２４０の入力信号（例えば、センサー信号３２０、３３２、３３８、３４６、３５０）、フィードバック信号（例えば、フィードバック信号３１５、３４０、３６０）、及び／又は制御信号（例えば、制御プロセッサ２３８からの信号）を監視する。ブロック４２４において、安全プロセッサ３０２は、作動が終了したか否かを判断する。例えば、安全プロセッサ３０２は、モードスイッチ２５４をパルス化して、オペレーター制御信号のうちの１つ以上が変化したか否かを判断することができ、及び／又は、入力信号及びフィードバック信号を監視して、ガード及び／又はインターロックのトリガー、障害、及び／又は作動の中断を引き起こす他の任意のイベントを識別することができる。作動が終了していない場合には（ブロック４１８）、制御はブロック４１８に戻り、アクチュエーターの制御を継続する。

作動が終了すると（ブロック４２４）、安全プロセッサ３０２は制御をブロック４１２に戻す。

図４Ｂを参照すると、制限を用いてアクチュエーター（複数の場合もある）を作動させるオペレーター制御信号が受信されていない場合には（ブロック４１６）、ブロック４２６において、安全プロセッサ３０２及び／又は制御プロセッサ２３８は、低減された制限を用いて（例えば、高速度又は高圧力において）アクチュエーター（複数の場合もある）を作動させるオペレーター制御信号が受信されているか否かを判断する。例えば、クロスヘッド２４４をより高速でジョグさせるオペレーター入力及び／又は空気圧グリップ２４８を介してより高いクランプ圧力を試験試料に印加するオペレーター入力を受信することができる。加えて又は代替的に、材料試験を行うオペレーター入力及び／又はプログラム入力は、試験状態に入って試験を行う前の期間の間、材料試験システム１００の状態を注意状態として設定することを伴うことができる。低減された制限を用いてアクチュエーター（複数の場合もある）を作動させるオペレーター制御信号が受信されていない場合には（ブロック４２６）、制御はブロック４１２に戻る。

低減された制限を用いてアクチュエーター（複数の場合もある）を作動させるオペレーター制御信号が受信された場合には（ブロック４２６）、ブロック４２８において、安全プロセッサ３０２は、材料試験システム１００の状態を注意状態に設定し、アクチュエーター制限（複数の場合もある）（例えば、グリップアクチュエーター（複数の場合もある）２４６に対する制限）を低減する。いくつかの例では、安全プロセッサ３０２は、注意状態において、モーター２４２及び／又はグリップアクチュエーター（複数の場合もある）２４６を制御プロセッサ２３８によって制御することを可能にすることもできる。例示の安全プロセッサ３０２は、材料試験システム１００が注意状態にあることを示すように状態インジケーター２５２を更に制御する。

ブロック４３０において、安全プロセッサ３０２及び／又は制御プロセッサ２３８は、材料試験（例えば、低減された制限を用いる）及び／又は低減された制限を用いる別の動作（例えば、クロスヘッド２４４の高速ジョグ）を行うオペレーター制御信号が受信されたか否かを判断する。例えば、大きな力及び／又は高い圧力を伴うプログラミングされた材料試験を行うオペレーター入力及び／又はコンピューティングデバイス１０４からの入力を受信することができる。

材料試験及び／又は別の動作を行うオペレーター制御信号が受信された場合には（ブロック４３０）、ブロック４３２において、安全プロセッサ３０２は、材料試験システム１００の状態を試験状態に設定し、アクチュエーター（複数の場合もある）（例えば、モーター２４２、グリップアクチュエーター（複数の場合もある）２４６）を有効にする。例示の安全プロセッサ３０２は、材料試験システム１００が試験状態にあることを示すように状態インジケーター２５２を更に制御する。

ブロック４３４において、制御プロセッサ２３８は、プログラミングされた試験及び／又は別の動作（例えば、低減及び／又は除去された制限を用いる）を行うようにアクチュエーターを制御する。ブロック４３６において、安全プロセッサ３０２は、進行中の材料試験の表示を出力する。例えば、安全プロセッサ３０２は、点滅するように状態インジケーター２５２のうちの１つ以上を制御することができ、コンピューティングデバイス１０４に非制限作動の表示を出力させることができ、及び／又は他の任意の表示（複数の場合もある）を提供することができる。

ブロック４３８において、安全プロセッサ３０２は、安全システム２４０の入力信号（例えば、センサー信号３２０、３３２、３３８、３４６、３５０）、フィードバック信号（例えば、フィードバック信号３１５、３４０、３６０）、及び／又は制御信号（例えば、制御プロセッサ２３８からの信号）を監視する。ブロック４４０において、安全プロセッサ３０２は、材料試験及び／又は他の動作が終了したか否かを判断する。例えば、安全プロセッサ３０２は、モードスイッチ２５４をパルス化して、オペレーター制御信号のうちの１つ以上が変化したか否かを判断することができ、及び／又は入力信号及びフィードバック信号を監視して、ガード及び／又はインターロックのトリガー、障害、及び／又は作動の中断を引き起こす他の任意のイベントを識別することができる。作動が終了した場合には（ブロック４４０）、制御は、ブロック４３４に戻って、材料試験及び／又は他の動作を行うことを継続する。

作動が終了すると（ブロック４４０）、安全プロセッサ３０２は、状態をセットアップ状態等の制限状態に自動的に変更し、制御をブロック４１２に戻す。

図５は、図２及び図３の制御パネル２５０を実装するのに使用することができる一例示のオペレーターインターフェース５００を示している。オペレーターインターフェース５００は、例示の試験装置１０２に取り付けることもできるし、試験装置に近接して配置することもできるし、及び／又は試験装置１０２から遠隔に配置することもできる。例えば、オペレーターインターフェース５００は、試験装置１０２のベース上に組み込み式のオペレーターパネル又はスイッチとして実装することができる。

例示のオペレーターインターフェース５００は、入力を図２及び／又は図３の制御プロセッサ２３８及び／又は安全システム２４０に提供する複数の入力デバイス（例えば、ボタン、スイッチ等）を備える。例示の入力デバイスは、状態制御ボタン５０２を備える。この状態制御ボタン５０２は、制限状態（例えば、セットアップ状態）から非制限状態（例えば、注意状態、試験状態）への遷移を制御し、非制限状態を伴う動作を実行するために使用されることが要求される場合がある。状態制御ボタン５０２は、非制限状態での材料試験システムの使用を可能にする「ロック解除」ボタン又は安全入力装置とみなすことができる。

ジョグボタン５０４、５０６は、クロスヘッド２４４を上方向若しくは下方向（若しくは左方向及び右方向、若しくは他の任意の方位に基づく方向）（方向クロスヘッド移動の場合）、及び／又は、右回転方向若しくは左回転方向（回転クロスヘッド移動の場合）にジョグさせるようにモーター２４２を制御する。ジョグボタン５０４、５０６は、個別に押下されると、クロスヘッド２４４を低速（例えば、安全プロセッサ３０２によって決定される）で上方又は下方に移動させるように制御する。ジョグボタン５０４、５０６が、状態制御ボタン５０２と同時に押下されると、安全プロセッサ３０２は、モーター２４２に対する速度制限を削減し、より高速でのクロスヘッド２４４のジョグを可能にすることができる。例示のジョグボタン５０４、５０６は、方向入力装置としての機能を果たすことができる。クロスヘッド２４４が回転力又は回転運動を提供する例では、方向入力装置は、右回転及び左回転等の回転入力装置を含むことができる。

本明細書において使用される場合、「同時に」受信されるとは、双方の入力が任意の所与の時点にアクティブ化又は押下されることを指し、双方のボタンが最初に正確に同じ瞬間に押下されなければならないことを必ずしも指さない。

開始ボタン５０８は、材料試験を開始するように制御プロセッサ２３８を制御する。復帰ボタン５１０は、クロスヘッド２４４を所定の位置に復帰させるように制御プロセッサ２３８を制御し、この復帰は、低速又は高速で行うことができる。いくつかの例では、安全プロセッサ３０２は、開始ボタン５０８及び／又は復帰ボタン５１０が状態制御ボタン５０２とともに押下されることを必要とする。停止ボタン５１２は、動作中の試験を停止又は一時停止するように制御プロセッサ２３８を制御する。緊急停止スイッチ５１４は、図３の緊急停止スイッチ３２２を実装するために含めることができる。

オペレーターインターフェース５００は、材料試験システム１００の現在の状態の表示を出力する状態インジケーター５１６～５２２を更に備える。例示の状態インジケーター５１６～５２２は、安全プロセッサ３０２が判断することができる材料試験システム１００の状態のそれぞれを表すライトである。図５の例では、オペレーターインターフェース５００は、無効状態インジケーター５１６と、セットアップ状態インジケーター５１８と、注意状態インジケーター５２０と、試験状態インジケーター５２２とを備える。状態インジケーター５１６～５２２のそれぞれは、材料試験システム１００が対応する状態にあると安全プロセッサ３０２が判断したときに点灯され、現在の状態に対応していない状態インジケーター５１６～５２２は消灯される。

図６は、図２及び図３の制御パネル２５０を実装するのに使用することができる別の例示のオペレーターインターフェース６００を示している。この例示のオペレーターインターフェース６００は、限られた一組の入力デバイス（例えば、ボタン、スイッチ等）を有するハンドセットとすることができる。オペレーターインターフェース６００は、例示の試験装置１０２に取り付けることもできるし、試験装置に近接して配置することもできるし、及び／又は試験装置１０２から遠隔に配置することもできる。オペレーターインターフェース６００は、状態制御ボタン６０２（例えば、図５の状態制御ボタン５０２と類似又は同一）と、ジョグボタン６０４、６０６（例えば、ジョグボタン５０４、５０６と類似又は同一）と、開始ボタン６０８（例えば、開始ボタン５０８と類似又は同一）と、復帰ボタン６１０（例えば、復帰ボタン５１０と類似又は同一）とを備える。

オペレーターインターフェース５００、６００は、プログラマブル機能をオペレーターに提供するカスタムボタン６１２、又はソフトキーを備えることができる。いくつかの例では、プログラマブル機能は、制限状態のうちの１つ以上の制限を受ける。

図７は、材料試験システム１００のスタートアップルーチン中の図１の例示の材料試験システム１００と、図５及び図６のオペレーターインターフェースとを示している。材料試験システム１００は、電源を投入され、無効状態において初期化される。無効状態では、無効インジケーター５１６が（例えば、白色に）点灯され、材料試験システムが無効状態にあることを示す。加えて、図１及び図２のコンピューティングデバイス１０４、２００上で実行されるユーザーインターフェース７００は、材料試験システム１００が無効状態にあることを示す目立つ（prominent）動作インジケーター７０２も含む。例示のオペレーターインターフェース５００及び６００は、押圧されたときに機能を提供するボタンのみを点灯又は強調する。電源投入ステージ（例えば、無効状態）においては、状態制御ボタン６０２のみが機能している。電力投入イベントに加えて、無効状態は、緊急停止スイッチがトリガーされたとき、ガードシステムがトリガーされたとき、障害に応答して、及び／又は状態を無効状態に設定することによって安全プロセッサ３０２が応答する他の任意のイベントに応答して生じることができる。

オペレーターが状態制御ボタン６０２を押圧すると、安全プロセッサ３０２は、システムをセットアップ状態に変更する。図８は、材料試験システム１００のセットアップ状態における図１の例示の材料試験システム１００と、図５及び図６のオペレーターインターフェース５００、６００とを示している。安全プロセッサ３０２が状態をセットアップ状態に設定した後、安全プロセッサ３０２は、（例えば、青色又は緑色に）点灯してセットアップ状態をオペレーターに示すようにセットアップインジケーター５１８を制御する。加えて、ユーザーインターフェース７００は、材料試験システム１００がセットアップ状態（例えば、セットアップの準備完了）にあることを示す目立つ表示８０２を含む。セットアップ状態では、追加の制御ボタンが強調又は点灯され（例えば、ジョグ）、追加の機能が現在利用可能であることを示す。

図９は、セットアップ状態において制限された作動を用いてクロスヘッド２４４をジョグさせている間の図１の例示の材料試験システム１００と、オペレーターインターフェース５００、６００とを示している。材料試験システム１００がセットアップ状態（例えば、図８に示す）にある間、オペレーターは、オペレーターインターフェース６００上のジョグボタン６０４、６０６のいずれかを押し、クロスヘッド２４４を所望の位置に移動させるように制御プロセッサ２３８に命令することができる。ジョグボタン６０４、６０６のいずれかが押圧されると、安全プロセッサ３０２は、クロスヘッド２４４の（モーター２４２を介した）移動を限定されたジョグ速度に制限する。ジョグしている間、ユーザーインターフェース７００は、材料試験システム１００がジョグ移動を行っていることを示す目立つ表示９０２を含む。これは、テキスト、表示９０２及び／又はセットアップインジケーター５１８の点滅、及び／又は他の任意の強調を含むことができる。

図１０は、注意状態又は試験状態において低減された制限を用いてクロスヘッド２４４をジョグさせている間の図１の例示の材料試験システム１００と、図５及び図６のオペレーターインターフェースとを示している。例えば、いくつかの用途では、クロスヘッド２４４を比較的長い距離移動させなければならず、これには、制限された速度でかなりの時間量を要する可能性がある。実際的な必要性に対応し、進行時間を削減し、安全システム２４０を回避しようとする動機をなくすために、安全プロセッサ３０２は、１つ以上の非制限状態において制限を低減して、クロスヘッド２４４の高速ジョグを可能にすることができる。材料試験システム１００が、図９に示すセットアップ状態にある間、オペレーターは、状態制御ボタン６０２とジョグボタン６０４、６０６のうちの一方とを同時に押圧することができる。ボタン６０２と６０４又は６０６との組み合わせに応答して、制御プロセッサ２３８は、クロスヘッド２４４を移動させるようにモーター２４２を制御し、安全プロセッサ３０２は、材料試験システム１００の状態を試験状態（又は注意状態）に設定し、モーター２４２に適用される制限を低減する。その結果、モーター２４２は、命令された方向により高速でクロスヘッドを移動させることが可能になる。安全プロセッサ３０２は、試験インジケーター５２２（又は注意インジケーター５２０）を点灯及び／又は点滅するように更に制御し、ユーザーインターフェースソフトウェアは、材料試験システム１００がジョグ移動を行っていることを示す目立つ危険インジケーター１００２を含む。これは、テキスト、表示１００２及び／又は試験インジケーター５２２（又は注意インジケーター５２０）の点滅、及び／又は他の任意の強調を含むことができる。いくつかの例では、危険インジケーター１００２は、特定の潜在的な危険を警告するアクティブ警告ラベルを連続して表示することができる。

オペレーターが状態制御ボタン６０２を解除した場合には、ジョグ移動は、試験状態において低減された制限を用いて継続することができる。オペレーターがジョグボタン６０４、６０６を解除すると、制御プロセッサ２３８はジョグ移動を停止し、安全プロセッサ３０２は、材料試験システム１００の状態をセットアップ状態に自動的に設定し、制限を元に戻す。いくつかの他の例では、オペレーターが状態制御ボタン６０２又はジョグボタン６０４、６０６のいずれかを解除すると、安全プロセッサ３０２は、材料試験システム１００の状態をセットアップ状態に自動的に設定し、対応する制限を元に戻す。

図１１は、セットアップ状態において制限された作動を用いて空気圧グリップ（例えば、図２の空気圧グリップ２４８）の作動を制御している間の図１の例示の材料試験システム１００と、オペレーターインターフェース５００、６００とを示している。図１１に示すように、材料試験システム１００は、点灯されたセットアップインジケーター５１８及びユーザーインターフェース７００におけるインジケーター８０２によって示すように、セットアップ状態にある（図８と同様）。図１１の例は、空気圧グリップ（複数の場合もある）２４８を閉じる及び／又は開くようにグリップアクチュエーター（複数の場合もある）２４６を制御するためにオペレーターによって使用することができるフットペダル１１０２の形態のオペレーターインターフェースを更に含む。オペレーターは、試料１１０４を挿入し、フットペダル１１０２を押下して空気圧グリップ２４８を閉じる。例示の制御プロセッサ２３８は、試料１１０４に対して空気圧グリップ２４８を閉じるようにグリップアクチュエーター２４６を制御する。セットアップ状態では、安全プロセッサ３０２は、グリップアクチュエーター（複数の場合もある）２４６によって印加することができる空気圧と、空気圧グリップ（複数の場合もある）２４８によって印加することができるグリップ力とを制限するようにグリップコントローラー３５４を制御する。材料処理システム１００の状態がセットアップ状態に留まっている間、安全プロセッサ３０２は、空気圧が上限を越えないことを確保するために、印加される圧力を（例えば、圧力センサー３５８を介して）監視する。

図１２は、注意状態又は試験状態において低減された制限を用いて空気圧グリップ２４８の作動を制御している間の図１の例示の材料試験システム１００と、オペレーターインターフェース５００、６００とを示している。図１２の例では、試料１１０４は、空気圧グリップ２４８に握持され、（図１１に関して論述したように）低い圧力設定で閉じられる。オペレーターは、状態制御ボタン６０２を押圧することによって高圧力クランププロセスを開始することができる。安全プロセッサ３０２は、状態制御ボタン６０２が押されたことを確認し、これに応答して、グリップアクチュエーター２４６に対する制限を低減し、グリップ圧力の増加を可能にする。安全プロセッサ３０２は、注意インジケーター５２０も制御し（例えば、黄色）、ユーザーインターフェース７００は、材料試験システム１００が注意状態（又は別の非制限状態）にあることを示す目立つインジケーター１２０２を表示する。これは、テキスト、表示１２０２及び／又は注意インジケーター５２０の点滅、及び／又は他の任意の強調を含むことができる。安全プロセッサ３０２及び／又は制御プロセッサ２３８は、開始ボタン５０８、６０８及び／又は復帰ボタン５１０、６１０を強調して、ボタン５０８、６０８、５１０、６１０がオペレーターによる使用に利用可能である（例えば、押されると機能を実行する）ことを示すことができる。

高圧力クランプを行った後、例示の安全プロセッサ３０２は、材料試験システム１００の状態をセットアップ状態に設定し、関連付けられた制限をアクチュエーター（複数の場合もある）２４２、２４６に適用することができる。

図１３Ａ、図１３Ｂ、及び図１３Ｃは、材料試験を開始するためにセットアップ状態から注意状態及び試験状態に進行中の図１の例示の材料試験システム１００と、オペレーターインターフェース５００、６００とを示している。図１３Ａに示す例示のセットアップ状態は、試料１３０２がグリップ２４８に握持され、高圧力設定で閉じられていることを除いて、図８に示すセットアップ状態と同様又は同一のものとすることができる。

オペレーターは、最初に状態制御ボタン６０２を押圧し、次に開始ボタン６０８を押圧することによって材料試験を開始することができる。安全プロセッサ３０２は、状態制御ボタン６０２の押圧に応答して注意インジケーター５２０を点灯するように制御し（図１３Ｂ）、ユーザーインターフェース７００は、注意状態の表示１３０４（例えば、黄色の枠線及び／又はアクティブ警告のオーバーレイ）を表示する。開始ボタン６０８のその後の押圧に応答して、安全プロセッサ３０２は、次に、試験インジケーター５２２の点灯に移行し（図１３Ｃ）、ユーザーインターフェース７００は、試験状態の表示１３０６（例えば、赤色の枠線及び／又はアクティブ警告のオーバーレイ）を表示する。制御プロセッサ２３８は、次に、安全プロセッサ３０２が状態を試験状態（例えば、非制限駆動モード）に設定すると、構成された試験の実行に進むことができる。ユーザーインターフェース７００におけるオーバーレイは、ユーザーが進行中の試験測定をユーザーインターフェース７００上で観察することを可能にするために、或る期間の後に除去することができる。一方、安全プロセッサ３０２は、試験中に他の視覚警告、可聴警告、及び／又はそれ以外の知覚可能警告の提供（例えば、試験インジケーター５２２の表示又は点滅、ユーザーインターフェース７００上の表示１３０６のような赤色の枠線の表示又は点滅）を継続することができる。

いくつかの例では、制御プロセッサ２３８は、伸び計の除去等の試料１３０２とのオペレーターインタラクション用に試験を一時停止する試験方法を用いて構成することができる。試験が、インタラクションが必要とされる点に達すると、制御プロセッサ２３８は、試験を一時停止する（例えば、モーター２４２による作動を中止する）。一時停止点に達すると、安全プロセッサ３０２は、材料試験システム１００をセットアップ状態に設定し、ユーザーインターフェース７００は、試験が一時停止されていることを示すものを表示する。加えて又は代替的に、安全プロセッサ３０２は、試験が一時停止状態にあり、完了していないことを視覚的に示す（例えば、ライトアップする、点滅する）ようにセットアップインジケーター５１８を制御することができる。

オペレーターは、その後、状態制御ボタン６０２（例えば、ロック解除）と開始ボタン６０８とを同時に押圧することによって試験を再開することができる。安全プロセッサ３０２及び制御プロセッサ２３８は、その後、上述したような試験の開始と同じインジケーターのシーケンスを使用して試験を再開することができる。いくつかの例では、状態制御ボタン６０２が押圧されると、ユーザーインターフェース７００は、システムが注意状態にあることと、試験が一時停止されていることとを示すものを表示する。

試験が完了すると、安全プロセッサ３０２は、状態をセットアップ状態に自動的に設定し、関連付けられた制限を適用する。

図１４Ａ、図１４Ｂ、及び図１４Ｃは、クロスヘッド２４４を所望の位置に復帰させるためにセットアップ状態から注意状態及び試験状態に進んでいる間の図１の例示の材料試験システムと、図５及び図６のオペレーターインターフェース５００、６００とを示している。以前の試験が終了した後、材料試験システム１００は、セットアップインジケーター５１８の点灯によって示されるセットアップ状態に設定される。クロスヘッド２４４は、例えば、前の試験が完了したロケーションに位置決めすることができる。セットアップ状態では、オペレーターは、安全プロセッサ３０２によって適用される制限を用いて、試料を除去し、及び／又は、試験装置１０２及び／又はオペレーターインターフェース５００、６００とインタラクトすることが可能になる。

オペレーターがクロスヘッド２４４を所望の位置に復帰させる（例えば、別の試験を行う）準備ができると、オペレーターは、状態制御ボタン６０２と復帰ボタン６１０とを同時に又は順次押圧することによって復帰を開始することができる。安全プロセッサ３０２は、状態制御ボタン６０２の押圧に応答して注意インジケーター５２０を点灯する（図１４Ｂ）ように制御し、ユーザーインターフェース７００は、注意状態の表示１４０２（例えば、黄色の枠線及び／又はアクティブ警告のオーバーレイ）を表示する。復帰ボタン６１０のその後の押圧に応答して、安全プロセッサ３０２は、次に、試験インジケーター５２２の点灯（図１４Ｃ）に移行し、ユーザーインターフェース７００は、試験状態の表示１４０４（例えば、赤色の枠線及び／又はアクティブ警告のオーバーレイ）を表示する。制御プロセッサ２３８は、次に、安全プロセッサ３０２が状態を試験状態（例えば、非制限駆動モード）に設定すると、クロスヘッド２４４を低減又は除去された速度制限を用いて移動させるようにモーター２４２を制御することに進むことができる。

クロスヘッド２４４が所望の位置（例えば、試験開始位置）に到達した後、安全プロセッサ３０２は、状態をセットアップ状態に自動的に設定する。

材料試験システム１００は、有効にされ動作する安全機能を一貫して（例えば、絶えず）有するが、安全システム２４０によって使用されるパラメーターのうちのいくつかは、所望のインタラクション（例えば、デフォルトのジョグ速度よりも低速のジョグ速度）を提供するように調整可能とすることができる。例示のコンピューティングデバイス１０４は、アドミニストレーター又は他の権限を有するオペレーターが安全システム２４０のいくつかのパラメーターを制御することを可能にすることができる。

コンピューティングシステム１０４は、安全システムパラメーターの構成のためのインターフェースを提供することができるが、例示のコンピューティングシステム１０４は、パラメーターの実施に参加しない。安全システム２４０のパラメーターをデフォルトパラメーターから変更するには、権限を有するオペレーター又はアドミニストレーターは、変更を加えようとする権限を有するオペレーターを認証するソフトウェアセキュリティシステムを有効にすることが必要とされる場合がある。

セキュリティシステムが有効にされると、オペレーターは、ジョグレート、グリップ圧力、制御点（例えば、ローカル又はリモート）、インターロック挙動（可動ガード）、及び／又は材料試験の開始等の動作を行うときの通知を却下するか否か等のパラメーターを変更することができる。変更前及び／又は変更後に、セキュリティシステムは、設定の変更を実施のために安全システム２４０に委ねることを可能にする有効な認証情報の入力を必要とする。安全システム２４０は、構成変更を記憶するためにシャットダウンされる場合があり、その結果、材料試験システム１００の状態は無効状態に変化する。

変更用のセキュリティシステムは、アドミニストレーター又は他の権限を有するオペレーターが特定のリスクアセスメントと一致した方法で安全システムを構成することを可能にするキーレスシステムであり、標準的なオペレーターがこれらの設定を無効にすることを防止する。キーレス管理機能は、キー又は選択制御を使用する従来の安全システムに起こる可能性がある偶然の誤用及び／又は意図的な誤用を防止する。

図３に戻ると、いくつかの例では、グリップアクチュエーター（複数の場合もある）２４６は、空気圧グリップ（複数の場合もある）２４８への空気圧の印加及び／又は解除を制御するマニホルド並びに複数の充填弁及び／又は排気弁及び／又は圧力センサー及び／又は圧力スイッチを使用して実施される。グリップアクチュエーター（複数の場合もある）２４６を実施するのに使用することができる一例示のマニホルド、例示の充填弁及び排気弁、並びに例示の圧力スイッチは、２０１７年３月３１日付けで出願された米国特許出願公開第２０１９／０１１３４２７号に開示されている。この米国特許出願公開第２０１９／０１１３４２７号の全体は、引用することによって本明細書の一部をなす。

例示のマニホルド並びに複数の充填弁及び／又は排気弁及び／又は圧力センサー及び／又は圧力スイッチは、上述した状態に基づいて空気圧グリップ（複数の場合もある）の高圧力状態及び／又は低圧力状態を制御する安全プロセッサ３０２に結合することができる。

図１５は、図３の安全システムの一部分を実施するのに使用することができる一例示の空気圧グリップシステム１５００のブロック図である。この例示の空気圧グリップシステム１５００は、メイン圧力センサー１５０２と、上部空気圧グリップ１５０８における圧力センサー１５０４及び下部空気圧グリップ１５１０における圧力センサー１５０６とから入力を受信する安全プロセッサ３０２を備える。

安全プロセッサ３０２は、空気を上部グリップ又は下部グリップに誘導することができるマニホルド１５１４内への空気圧の印加を選択的に可能にするように充填弁１５１２も制御する。安全プロセッサ３０２は、システムを減圧するように放出弁１５１６を制御する。安全プロセッサ３０２は、空気圧を上部グリップ１５０８に誘導し及び／又は排気部１５２０を介して上部グリップ１５０８から圧力を解除するように上部グリップ弁１５１８も制御し、空気圧を下部グリップ１５１０に誘導し及び／又は排気部１５２０を介して下部グリップ１５１０から圧力を解除するように下部グリップ弁１５２２も制御する。放出弁１５１６、上部グリップ弁１５１８、及び下部グリップ弁１５２０の排気部１５２０は、組み合わされた排気チャネルであってもよいし、個別の排気チャネルであってもよい。

グリップ充填制御弁１５１２、１５１６、１５１８、１５２２は、安全プロセッサ３０２及び／又は別のプロセッサによって制御することができ、これらのプロセッサのいずれか一方が、グリップ圧力を制御するタスク又はサブルーチンを実施することができる。充填弁及び／又は排気弁に使用することができる例示の弁は、比例弁等のソレノイド弁である。動作中、安全プロセッサ３０２は、充填弁１５１２、１５１８、１５２２及び排気弁１５１６を制御する。充填弁１５１２の充填ソレノイドが通電遮断されると（例えば、ＦＡＬＳＥ（偽）コマンド値）、室内に流入する空気供給が遮断される。充填弁１５１２の充填ソレノイドが通電されると（例えば、ＴＲＵＥ（真）コマンド値）、空気供給がメイン内部マニホルド配管に通される。放出弁１５１６の放出ソレノイドが通電遮断されると（例えば、ＦＡＬＳＥコマンド値）、メイン内部マニホルド配管が外部排気ポートに接続される。放出弁１５１６の放出ソレノイドが通電されると（例えば、ＴＲＵＥコマンド値）、メイン内部マニホルド配管が排気ポートから遮断される。これらのソレノイドは４つの可能な状態を有する。
充填コマンド＝偽、放出コマンド＝偽：圧力放出（デフォルト状態）
充填コマンド＝偽、放出コマンド＝真：圧力保持
充填コマンド＝真、放出コマンド＝偽：不使用。この状態は、入力空気供給を排気ポートから直接排気させるので回避されるべきである。
充填コマンド＝真、放出コマンド＝真：圧力充填

安全プロセッサ３０２によって制御することができる３つの動作状態は、充填、放出、及び保持である。システムを充填状態に制御することによって、内部圧力は、充填状態にある時間の量に従って増加する。システムを放出状態に制御することによって、内部圧力は、放出状態にある時間の量に従って減少する。システムを保持状態に制御することによって、現在の内部圧力は、空気の少量の漏れがある場合にはその漏れを引いたもの又は更なる整定に維持される。

電気機械式ソレノイドは、状態を瞬時に変化させないので、安全プロセッサ３０２は、遷移時間を使用して、充填状態、放出状態、及び保持状態の遷移のタイミングを調整することができる。

圧力センサー１５０２、１５０４、１５０６は、アナログ／デジタル変換器を使用して実施することができる。このアナログ／デジタル変換器は、アナログ空気圧サンプルを圧力センサーから受信し、このアナログサンプルをデジタルサンプル値に変換する。

従来の空気圧グリップシステムの１つの欠点は、圧力センサーがマニホルド内に配置されており、グリップの本体に配置されておらず、従来の制御システムが、空気圧がマニホルドに入ってから空気圧が空気圧グリップに到達するまでの遅延を考慮していないということである。図１６Ａに示すように、従来の空気圧グリップ制御システムは、第１の圧力に向かうように指令される。マニホルド内に配置された圧力センサーは、増加した圧力をほぼ即時に読み取る。しかしながら、マニホルドをグリップの本体に接続するホースがあり、これにより、グリップを加圧する際に大幅な遅延が生まれる。例えば、グリップがマニホルドと同じ圧力に達するのに数百ミリ秒～数秒の遅延が存在し得る。その結果、加圧中に、グリップにおける真の圧力は分からない。

開示される例は、時間間隔を置いて空気圧を印加することによって、圧力情報の遅延を克服する。例えば、安全プロセッサ３０２は、グリップソレノイドに数回通電して空気の短いバースト又はパルスをグリップ内に通し、その後、保持してシステムを安定させることによって、充填弁１５１２、上部グリップ弁１５１８、及び／又は下部グリップ弁１５２２を制御することができる。図１６Ｂは、グリップ圧力を増加させるのに使用される空気のバーストを示す一例示のグラフを示している。安全プロセッサ３０２は、圧力が保持中に低下するときに、圧力の変化率（例えば、傾き）を監視する。ラインの傾きが安定化されたとき（例えば、傾きが十分平坦であるとき、又は閾値未満であるとき）、グリップ１５０８、１５１０の本体の真の圧力読み取り値に達している。

メイン圧力センサー１５０２は、全圧力空気吸気口の非常に近くに配置されているので、メイン圧力センサー１５０２によって測定される圧力は、充填弁１５１２、１５１８、１５２２が充填状態にある限り、急速に上昇して外部圧力近くになる。センサー１５０４、１５０６は、弁１５１２、１５１８、１５２２が、システム内の圧力を安定させるために或る期間の間保持状態に切り替えられない限り、グリップ１５０８、１５１０内の圧力を正確に反映しない。保持時間は大きく変動することが分かっていた。変動のほとんどは、異なるサイズのグリップの空気チャンバー内に必要とされる空気の容積の差に起因した使用中の特定のグリップに依存する。別の変動源は、グリップ内への空気の流入が可能にされる時間の量に関係している。この全体的な整定時間は、最小のグリップでも５０ｍｓを越え、最大のグリップでも６００ｍｓを下回ることが実験的に求められていた。６００ｍｓの固定時間を使用すると、それよりも小さなグリップの動作が不必要に低速になる。保持中の圧力の変化率を監視することによって（例えば、図１６Ｂ参照）、安全プロセッサ３０２は、空気圧の安定化を検出することができる。例えば、圧力が安定化に近づくにつれて、変化率（又は傾き）はゼロに接近する。変化率が所定の閾値を下回ると、保持は終了する。

例示の安全プロセッサ３０２は、空気圧が安定化するのに要する時間に基づいて各待機期間（例えば、空気圧バースト後の整定時間）の遅延を調整することができる。例えば、安全プロセッサ３０２は、現在の圧力と目標圧力との間の差に基づく、及び／又はシステムが所望の設定点と異なっていた全体時間に基づく利得を有する比例及び／又は積分制御を実施することができる。待機時間を調整することによって、安全プロセッサ３０２は、所望の圧力に達する時間を大幅に増加させる固定の長い遅延を有することを回避することができる。

待機時間の終わりに、グリップ圧力が所望の圧力を下回っている場合には、安全プロセッサ３０２は、空気圧のバーストを繰り返すことができる。逆に、グリップ圧力が所定の許容範囲内にある場合には、安全プロセッサ３０２は、空気圧を維持するように弁を制御することができる。例示の制御プロセッサ３０２は、グリップ圧力の状態を使用して、グリップ圧力及び／又は上述したような他のシステム状態に基づいて動作を行うことができる。例えば、グリップが、より低い圧力で閉じられているとき、安全プロセッサ３０２は、グリップ圧力のより高い圧力への増加及び／又は制限状態若しくは無制限状態に基づく試験の開始の許可を可能にすることができる。

例示の制御プロセッサ３０２は、バーストで圧力を下げること等によって、圧力を増加させるのと同様の方法でグリップの加圧を下げることができる。例えば、過剰に多くの空気がシステム内に流入されている場合、及び／又は、設定点圧力が下げられている場合に、制御プロセッサ３０２は、空気圧のバーストをグリップから排気し、その後、圧力を安定させるために保持状態に入るように放出弁（複数の場合もある）を制御（例えば、通電、通電遮断）することができる。システムの測定された圧力が、所望の設定点を依然として上回っている場合には、制御プロセッサ３０２は、所望の設定点圧力に達するまで、別の空気のバーストをシステムから排気させることができる。

いくつかの例では、安全プロセッサ３０２は、最後の充填サイクル（例えば、空気圧バースト）における予想圧力増加と、最後の充填サイクルにおける実際の圧力増加とに基づいて利得を動的に調整する。実際の圧力増加が予想圧力増加未満であった場合には、安全プロセッサ３０２は利得を増加させる。逆に、実際の圧力増加が予想圧力増加よりも大きかった場合には、安全プロセッサ３０２は利得を減少させる。その結果、安全プロセッサ３０２は、ユーザーがグリップサイズに情報を提供することなく、５０ニュートン（Ｎ）～１００００Ｎのグリップ圧力を有するグリップ等の種々のサイズのグリップと同時使用することができる。５０Ｎのグリップは小さな容積を有し、小さな空気圧バーストを用いて効果的に充填される。他方、１００００Ｎのグリップは大きな容積を有し、５０Ｎのグリップに使用される同じ継続時間の空気圧バーストを用いると、充填に非常に長い時間を要する。したがって、安全プロセッサ３０２は、サイズ容積がそれに関係していると判断（例えば、学習）し、空気圧充填パラメーターを調整する。

本方法及びシステムは、ハードウェア、ソフトウェア、及び／又はハードウェア及びソフトウェアの組み合わせで実現することができる。本方法及び／又はシステムは、少なくとも１つのコンピューティングシステムにおいて集中的に、又はいくつかの相互接続されたコンピューティングシステムにわたって異なる要素が分散される分散的に、実現することができる。本明細書に記載した方法を実行するように適合された任意の種類のコンピューティングシステム又は他の装置が適している。ハードウェア及びソフトウェアの典型的な組み合わせは、汎用コンピューティングシステムを、ロードされ実行されるとコンピューティングシステムを本明細書に記載した方法を実行するように制御するプログラム又は他のコードとともに、含むことができる。別の典型的な実施態様は、特定用途向け集積回路又はチップを含むことができる。いくつかの実施態様は、非一時的機械可読（例えば、コンピューター可読）媒体（例えば、フラッシュドライブ、光ディスク、磁気記憶ディスク等）を含むことができ、そうした非一時的機械可読媒体は、機械によって実行可能なコードの１つ以上のラインを記憶し、それにより、機械に、本明細書に記載したようなプロセスを実施させる。本明細書において使用される場合、「非一時的機械可読媒体」という用語は、全てのタイプの機械可読記憶媒体を含み、伝播信号を排除するように定義される。

本明細書において使用される場合、「回路」及び「回路類」という用語は、物理的な電子構成要素（すなわち、ハードウェア）と、ハードウェアを構成することができ、ハードウェアが実行することができ、及び／又は他の方法でハードウェアに関連付けることができる、任意のソフトウェア及び／又はファームウェア（「コード」）とを指す。本明細書において使用される場合、例えば特定のプロセッサ及びメモリは、コードの第１の１つ以上のラインを実行しているとき、第１の「回路」を含むことができ、コードの第２の１つ以上のラインを実行しているとき、第２の「回路」を含むことができる。本明細書において使用される場合、「及び／又は」は、「及び／又は」によって連結されるリストにおける項目のうちの任意の１つ以上の項目を意味する。一例として、「ｘ及び／又はｙ」は、３つの要素の組｛（ｘ），（ｙ），（ｘ，ｙ）｝のうちの任意の要素を意味する。言い換えれば、「ｘ及び／又はｙ」は、「ｘ及びｙのうちの一方又は両方」を意味する。別の例として、「ｘ、ｙ及び／又はｚ」は、７つの要素の組｛（ｘ），（ｙ），（ｚ），（ｘ，ｙ），（ｘ，ｚ），（ｙ，ｚ），（ｘ，ｙ，ｚ）｝のうちの任意の要素を意味する。言い換えれば、「ｘ、ｙ及び／又はｚ」は、「ｘ、ｙ及びｚのうちの１つ以上」を意味する。本明細書において使用される場合、「例示的な」という用語は、非限定的な例、事例又は例証としての役割を果たすことを意味する。本明細書において使用される場合、「例えば」という用語は、１つ以上の非限定的な例、事例又は例証のリストを開始する。本明細書において使用される場合、回路類は、或る機能を実施するために必要なハードウェア及びコード（いずれかが必要である場合）を含む場合はいつでも、その機能の実施が（例えば、ユーザーが構成可能な設定、工場トリム等により）無効にされる又は有効にされていないか否かにかかわらず、回路類はその機能を実行するように「動作可能」である。

本方法及び／又はシステムを、或る特定の実施態様を参照して記載してきたが、当業者であれば、本方法及び／又はシステムの範囲から逸脱することなく、種々の変更を行うことができること及び均等物に置き換えることができることを理解するであろう。例えば、開示した例のブロック及び／又は構成要素を、組み合わせ、分割し、再配置し、及び／又は他の方法で変更することができる。加えて、本開示の範囲から逸脱することなく、本開示の教示に対して特定の状況又は材料を適合させるように多くの改変を行うことができる。したがって、本方法及び／又はシステムは、開示されている特定の実施態様に限定されない。代わりに、本方法及び／又はシステムは、字義どおりにでも均等論のもとにおいても、添付の特許請求の範囲内に入る全ての実施態様を含む。

Claims (20)

1. 供給される圧力に基づいて試験対象試料を把持するように構成される空気圧グリップと、
   プロセッサであって、
   前記供給される圧力を増加させるように充填弁を制御することと、
   前記供給される圧力を各増加後に安定させることと、
   加圧中に、予想される圧力増加を実際の圧力増加と比較することに基づいて前記加圧の時間を調整することと、
   を繰り返すことによって、前記空気圧グリップに供給される前記圧力を制御するように構成される、プロセッサと、
   を備える、材料試験システム。
2. 前記空気圧グリップは、第１のグリップ及び第２のグリップを備え、前記プロセッサは、前記第１のグリップ又は前記第２のグリップのうちの少なくとも一方への前記圧力を制御することによって、前記空気圧グリップに供給される前記圧力を制御するように構成される、請求項１に記載の材料試験システム。
3. 第２の充填弁を更に備え、前記充填弁は、ガス供給部から前記第２の充填弁へのガスフローを制御するように構成され、前記第２の充填弁は、前記充填弁から前記第１のグリップへのガスフローを制御するように構成される、請求項２に記載の材料試験システム。
4. 前記プロセッサは、圧力の増加、圧力の維持、又は排気部を介した圧力の解除を選択的に行うように前記第２の充填弁を制御するように構成される、請求項３に記載の材料試験システム。
5. 前記充填弁から前記第２のグリップへのガスフローを制御するように構成される第３の充填弁を更に備える、請求項３に記載の材料試験システム。
6. 前記プロセッサは、前記充填弁及び前記第２の充填弁を閉じることによって、前記供給される圧力を各増加後に安定させるように構成される、請求項３に記載の材料試験システム。
7. 前記空気圧グリップから圧力を排出するように構成される放出弁を更に備える、請求項１に記載の材料試験システム。
8. 前記充填弁は第１のソレノイドを備え、前記放出弁は第２のソレノイドを備え、前記プロセッサは、前記空気圧グリップから圧力を解除するように構成されるデフォルト状態を有するように前記第１のソレノイド及び前記第２のソレノイドを制御するように構成される、請求項１に記載の材料試験システム。
9. 前記プロセッサは、前記供給される圧力が安定したことを該圧力の変化率に基づいて判断するように構成される、請求項１に記載の材料試験システム。
10. 前記プロセッサは、前記供給される圧力が安定したことを、該圧力の前記変化率が閾値率未満であるときに判断するように構成される、請求項９に記載の材料試験システム。
11. 材料試験システムの空気圧デバイスに供給される圧力を、
    前記供給される圧力を増加させるように充填弁を制御することと、
    前記供給される圧力を各増加後に安定させることと、
    加圧中に、予想される圧力増加を実際の圧力増加と比較することに基づいて前記加圧の時間を調整することと、
    をプロセッサを介して繰り返すことによって、前記プロセッサを用いて制御すること、
    を含む、材料試験システムにおける空気圧デバイスを制御する方法。
12. 前記空気圧グリップは、第１のグリップ及び第２のグリップを備え、前記空気圧グリップに供給される前記圧力を前記制御することは、前記第１のグリップ又は前記第２のグリップのうちの少なくとも一方への前記圧力を制御することを含む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記供給される圧力を増加させるように前記充填弁を前記制御することは、
    ガス供給部から第２の充填弁へのガスフローを制御することと、
    前記充填弁から前記第１のグリップへのガスフローを制御するように前記第２の充填弁を制御することと、
    を含む、請求項１２に記載の方法。
14. 圧力の増加、圧力の維持、又は排気部を介した圧力の解除を選択的に行うように前記第２の充填弁を制御することを更に含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記供給される圧力を増加させるように前記充填弁を前記制御することは、第３の充填弁を制御することによって前記充填弁から前記第２のグリップへのガスフローを制御することを含む、請求項１３に記載の方法。
16. 前記供給される圧力を前記安定させることは、前記充填弁及び前記第２の充填弁を閉じることを含む、請求項１３に記載の方法。
17. 前記空気圧グリップから圧力を排出するように放出弁を制御することを更に含む、請求項１１に記載の方法。
18. 前記充填弁は第１のソレノイドを備え、前記放出弁は第２のソレノイドを備え、前記方法は、前記空気圧グリップから圧力を解除するように構成されるデフォルト状態を有するように前記第１のソレノイド及び前記第２のソレノイドを制御することを更に含む、請求項１１に記載の方法。
19. 前記供給される圧力が安定したことを該圧力の変化率に基づいて判断することを更に含む、請求項１１に記載の方法。
20. 前記供給される圧力が安定したことを前記判断することは、該圧力の前記変化率が閾値率未満であることを判断したことに応答して行われる、請求項１９に記載の方法。

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