JP2965426B2 - 引っ張り試験機に試験片を供給する装置及び方法 - Google Patents

引っ張り試験機に試験片を供給する装置及び方法

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JP2965426B2
JP2965426B2 JP1894393A JP1894393A JP2965426B2 JP 2965426 B2 JP2965426 B2 JP 2965426B2 JP 1894393 A JP1894393 A JP 1894393A JP 1894393 A JP1894393 A JP 1894393A JP 2965426 B2 JP2965426 B2 JP 2965426B2
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servo mechanism
hand
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tensile tester
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弘之 加藤
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、引っ張り試験機に引っ
張り試験片を装着する場合、小型から大型の重量物試験
片を変形などの歪みを与えることなく、且つ引っ張り試
験機及び供給装置に損傷を与えることなく引っ張り試験
機に試験片を供給することができる装置及び方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来の試験片供給装置に用いられている
油圧制御方式は、油圧シリンダーの慣性力及び大きな制
御位置誤差を有する。この慣性力と位置誤差は、周囲環
境による油圧温度の変化及び試験片の重量によってさら
に大きく変化する欠点がある。大型重量物試験片を試験
機に装着する場合、この制御位置誤差は、プラス6mm
からマイナス13mmもの幅となる。従って、これらの
位置誤差を修正するため、目視による位置合わせを何回
も行わねばならない。しかし、この目視による位置わせ
が望ましく行われないこともあり、この装着時の位置誤
差により試験片に曲げなどの変形を与えてしまい、降伏
応力、耐力及び伸び率等の機械的性質に影響を及ぼす。
従ってこのような装着状態で得られた試験データは信頼
性のないものとなる。さらに、従来の供給装置は、この
装置の試験片ハンド部の柔軟性の不足のため、引っ張り
試験機及びこの供給装置の双方に試験片装着時の位置誤
差による無理な応力が加わり、引っ張り試験機及びこの
供給装置の双方に損傷を与えることが多かった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
前記課題を解決して小型から大型の重量物試験片まで
を、その都度目視による位置合わせをすること無く1回
の操作で、均一の装着条件及び短時間で装着でき、非常
に再現性の良い引っ張り試験の結果を得ることができる
引っ張り試験片供給装置及び方法を与えることを目的と
する。さらに、試験片着脱時に、引っ張り試験機及び試
験片供給装置の双方の損傷を防止することを目的とす
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の引っ張り試験片供給装置は、試験片供給回
動部、本体回動サーボ機構部、直行アーム部、直行サー
ボ機構部、上下スライド部、上下サーボ機構部、サーボ
機構制御部及び試験片ハンド部を有する構成となる。さ
らに、前記試験片ハンド部は、ハンド回転サーボ機構
部、試験片締めつけシリンダー部、スライド爪、上下調
整スプリング機構部、水平方向調整スプリング機構部及
びヒンジスプリング機構部を有する構成となる。
【0005】
【作用】本発明の引っ張り試験片を供給する装置おい
て、本体回動サーボ機構部は、試験片置場と引っ張り試
験機との間を往復回動させることにより、試験片の運搬
をする。上下サーボ機構部は、直行アーム部を上下スラ
イド部に沿って上下に移動させる。この上下移動によっ
て、試験片ハンド部を試験片置場上の試験片の高さ及び
引っ張り試験機のチャック部の高さに合わせ、試験片着
脱のための位置合わせをする。直行サーボ機構部は、直
行アーム部を試験機置場及び引っ張り試験機に向かって
前後に移動させる。この前後移動によって、試験片ハン
ド部が試験片の受け取り及び装着を行う位置に合わせら
れる。ハンド回転サーボ機構部は、試験片ハンド部を試
験片置場および引っ張り試験機に向かって時計方向およ
び反時計方向に約半回転する。この回転により、試験片
置場に水平に置かれた試験片を試験機のチャック部に垂
直にセットできる。試験片締め付けシリンダー部によっ
て、試験片ハンド部のスライド爪が、試験片を保持でき
る圧力で締めつける。好ましはこのシリンダー部にはエ
アーシリンダを用いる 従来の技術は試験片を締めつけ装着するとき、試験機の
チャック部の位置に合うまで、試験片ハンド部の位置調
整が必要であつた。本発明の試験片ハンド部は、試験機
に対して上下水平及び回転方向に対して回動自在に微調
整できる機構を含んでいる。即ち、本発明の試験片ハン
ド部は、上下方向の位置誤差を吸収する上下調整スプリ
ング機構、水平方向の位置誤差を調節する水平方向調整
スプリング機構及び回転成分誤差を調節するヒンジスプ
リング機構を有する。これらの試験片ハンド部の3種類
の位置調整機構によって、引っ張り試験機及び試験片供
給装置に不必要な力が加わることもなく、双方の損傷を
防止することができる。さらに、これらの試験片ハンド
部の位置調整機構によって、引っ張り試験片は試験機の
引っ張り軸に同軸となるように調整される。これによっ
て、試験片には、機械的性質に影響をもたらすような力
は加わらない。
【0006】
【実施例】本発明の構成を図1を参照して説明する。本
発明による引っ張り試験片を供給する装置は、試験片供
給回動部20を試験片置場9と引っ張り試験機10との
間で自在に往復回動させる本体回動サーボ機構部1、直
行アーム部6を上下スライド部21に沿って上下させる
上下サーボ機構部2、前記直行アーム部6を前記試験片
置場9と前記引っ張り試験機10との間で往復移動させ
る直行サーボ機構部3、前記引っ張り試験機10の前記
試験片26をセットする位置に回動自在に位置調整でき
る試験片ハンド部7、前記試験片置場9と前記引っ張り
試験機10の試験片着脱可能な位置において前記試験片
ハンド部7を往復回動させるハンド回転サーボ機構部
4、前記試験片26を保持できる圧力でスライド爪11
を作動させる試験片締めつけシリンダー部5、及び前記
本体回動サーボ機構部1、前記上下サーボ機構部2、前
記直行サーボ機構部3と前記ハンド回転サーボ機構部4
を数値制御するサーボ機構制御部から構成される。
【0007】本発明の試験片を供給する装置にサーボモ
ータ、ボールネジ及びリニアーガイドを組み合わせたサ
ーボ機構部を用いることで、またこのサーボ機構部を数
値制御する制御部を用いることで、小型から大型重量物
試験片までを引っ張り試験機に±0.3mmの精度で装
着することができる。図2は、本発明の試験片ハンド部
7の構成と位置調整方向を示す。試験片ハンド部7は、
ハンド回転サーボ機構部4、試験片締めつけシリンダー
部5及び試験片を保持するスライド爪11を有し、上下
の位置調整方向14、水平の位置調整方向29と試験片
の回転成分調整方向34を調整することができる。前記
試験片ハンド部7は、引っ張り試験機10に対する上
下、水平及び回転方向においてフレキシブルに自動的に
微調整できる3種類の機構を含んでいる。すなわち、上
下方向の位置誤差を緩和する上下調整スプリング機構部
12、水平方向の位置誤差を調節する水平方向調整スプ
リング機構ブ25及び回転成分誤差を調節するヒンジス
プリング機構部32を有する。
【0008】図3に示す上下調整スプリング機構部12
は、スライド爪11内に内蔵される上下スプリング16
の働きによりスライド爪11はスライド方向15の位置
誤差に応じて移動できるため、引っ張り試験機10のチ
ャック部が試験片26を締めつけるときに必ず生じる上
または下方向14の力を緩和できる。図4に示す水平方
向調整スプリング機構部25は、ガイドロッド24に組
み込まれた水平スプリング19によって水平方向29の
位置誤差を調整することができる。スライド爪11は、
平行リンク22を介したリンクロッド27の働きによっ
て試験片26を保持する。このリンクロッド27は、引
っ張りスプリングに変えることもできる。これによっ
て、スライド爪11が個別に可変することができ、試験
片26の締めつけにはさらに好ましくなる。
【0009】図5に示すヒンジスプリング機構部32
は、スライド爪11がヒンジスプリング31及びヒンジ
ロッド33を介したヒンジ構造を有する。これによっ
て、スライド爪11と試験片26との接触面が角度を有
しても回転方向の誤差を調整できる。これらの試験片ハ
ンド部の3種類の位置調整機構によって、引っ張り試験
機及び試験片供給装置に不必要な力が加わることもな
く、引っ張り試験機及び試験片供給装置の双方の損傷を
防止することができる。さらに、これらの試験片ハンド
部の位置調整機構によって、引っ張り試験片は試験機の
引っ張り軸に同軸となるように調整される。これによっ
て、試験片には、機械的性質に影響をもたらすような力
は加わらない。
【0010】本発明の試験片装着手順を図6を参照して
説明する。本発明の引っ張り試験片を供給する装置は、
(1)上下サーボ機構部2を作動せしめて試験片ハンド
部7の高さを試験片置場9上の前記試験片26をつかむ
高さに合わせ、(2)直行サーボ機構部3を作動せしめ
て直行アーム部6を前記試験片置場9上の前記試験片2
6をつかむ位置まで前進させ、(3)試験片締めつけシ
リンダー部5を作動することによって前記試験片ハンド
部7のスライド爪11で前記試験片26を掴み且つ締め
つけ、(4)前記直行サーボ機構部3を作動することに
よって前記直行アーム部6を前記引っ張り試験機10側
に回動できる位置まで後退させ、(5)本体回動サーボ
機構部1を作動することによって前記直行アーム部6を
前記引っ張り試験機10の試験片チャック前部まで回動
し、(6)ハンド回転サーボ機構部4を作動することに
よって前記試験片ハンド部7を前記引っ張り試験機10
のチャック部に合う位置まで回転し、(7)前記直行サ
ーボ機構部3を作動することによって前記直行アーム部
6を前記引っ張り試験機チャック部の前記試験片26を
取り付ける位置まで前進させ、(8)前記試験片ハンド
部7の上下、水平及び回転方向の回動自在な調整によっ
て前記試験片26を前記引っ張り試験機10のチャック
部に同軸に装着し、(9)前記試験片締めつけシリンダ
ー部5を作動することによって前記試験片ハンド部7の
前記スライド爪11から前記試験片26をはずし、(1
0)前記直行サーボ機構部3を作動することによって前
記直行アーム部6を前記試験片置場9側に回動できる位
置まで後退させ、(11)前記本体回動サーボ機構部1
を作動せしめて前記直行アーム部6を前記試験片置場9
の前部まで回動し、(12)前記ハンド回転サーボ機構
部4を作動せしめて前記試験片ハンド部7を前記試験片
置場9の前記試験片26の方向に合う位置まで回転す
る、(1)から(12)の工程を行う。
【0011】
【発明の効果】上述したごとく本発明の試験片供給装置
は、60kgまで大型の重量物試験片を装着することが
でき、また、大型重量物試験片を試験機に装着する場合
でも、その位置精度は、±0.3mm以下を実現でき
る。さらに、試験片ハンド部の位置調整機構によって、
引っ張り試験機及び試験片供給装置に不必要な力が加わ
ることもなく、引っ張り試験機及びび試験片供給装置の
双方の損傷を防止することができる。
【0012】本発明の装置は、引っ張り試験片の供給に
使用できるだけでなく、圧縮試験片、曲げ試験片等の供
給装置としても用いることができ、さらに、試験終了後
の試験片回収装置としても用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の引っ張り試験機に試験片を供給する装
置の概略斜視図である。
【図2】本発明の試験片ハンド部の概略斜視図である。
【図3】本発明の試験片ハンド部の概略縦断面図であ
る。
【図4】本発明の試験片ハンド部の一部断面の概略平面
図である。
【図5】本発明の試験片ハンド部の一部断面の概略拡大
図である。
【図6】本発明の手順ブロック図を示す。
【符号の説明】
1…本体回動サーボ機構部 2…上下サーボ機構部 3…直行サーボ機構部 4…ハンド回転サーボ機構部 5…試験片締めつけシリンダー部 6…直行アーム部 7…試験片ハンド部 8…装置基板部 9…試験片置場 10…引っ張り試験機 11…スライド爪 12…上下調整スプリング機構部 13…ロボハンド 14…上下の力の方向 15…上下のスライド方向 16…上下スプリング 19…水平スプリング 20…試験片供給回動部 21…上下スライド部 22…平行リンク 24…ガイドロッド 25…水平方向調整スプリング機構部 26…試験片 27…リンクロッド 29…水平の位置調整方向 31…ヒンジプリング 32…ヒンジスプリング機構部 33…ヒンジロッド 34…試験片の回転成分調整方向
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01N 3/00 - 3/62

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 引っ張り試験機に試験片を供給する装置
    において、該供給する装置が、 試験片供給回動部20を試験片置場9と引っ張り試験機
    10との間で自在に往復回動させる本体回動サーボ機構
    部1、 直行アーム部6を上下スライド部21に沿って上下させ
    る上下サーボ機構部2、 前記直行アーム部6を前記試験片置場9と前記引っ張り
    試験機10との間で往復移動させる直行サーボ機構部
    3、 前記引っ張り試験機10の前記試験片26をセットする
    位置に回動自在に位置調整できる試験片ハンド部7、 前記試験片置場9と前記引っ張り試験機10の試験片着
    脱可能な位置において前記試験片ハンド部7を往復回動
    させるハンド回転サーボ機構部4、 前記試験片26を保持できる圧力でスライド爪11を作
    動させる試験片締めつけシリンダー部5、及び前記本体
    回動サーボ機構部1、前記上下サーボ機構部2、前記直
    行サーボ機構部3と前記ハンド回転サーボ機構部4を数
    値制御するサーボ機構制御部、 以上から構成されることを特徴とする引っ張り試験機に
    試験片を供給する装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載された装置において用い
    られる試験片ハンド部が、 試験片26を着脱する位置において前記試験片ハンド部
    7を往復回動させるハンド回転サーボ機構部4、 前記試験片26を保持できる圧力でスライド爪11を作
    動させる試験片締めつけシリンダー部5、 前記試験片26を掴み且つ締めつけるスライド爪11、 前記試験片26の上下方向の位置誤差を調整する上下調
    整スプリング機構部12、 前記試験片26の水平方向の位置誤差を調整する水平方
    向調整スプリング機構部25、及び前記試験片26の回
    転方向の回転誤差を調整するヒンジスプリング機構部3
    2、 以上から構成されることを特徴とする試験片ハンド部。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載された装置を用いて引っ
    張り試験機に試験片を供給する方法において、 (1)上下サーボ機構部2を作動せしめて試験片ハンド
    部7の高さを試験片置場9上の前記試験片26をつかむ
    高さに合わせ、 (2)直行サーボ機構部3を作動せしめて直行アーム部
    6を前記試験片置場9上の前記試験片26をつかむ位置
    まで前進させ、 (3)試験片締めつけシリンダー部5を作動することに
    よって前記試験片ハンド部7のスライド爪11で前記試
    験片26を掴み且つ締めつけ、 (4)前記直行サーボ機構部3を作動することによって
    前記直行アーム部6を前記引っ張り試験機10側に回動
    できる位置まで後退させ、 (5)本体回動サーボ機構部1を作動することによって
    前記直行アーム部6を前記引っ張り試験機10の試験片
    チャック前部まで回動し、 (6)ハンド回転サーボ機構部4を作動することによっ
    て前記試験片ハンド部7を前記引っ張り試験機10のチ
    ャック部に合う位置まで回転し、 (7)前記直行サーボ機構部3を作動することによって
    前記直行アーム部6を前記引っ張り試験機チャック部の
    前記試験片26を取り付ける位置まで前進させ、 (8)前記試験片ハンド部7の上下、水平及び回転方向
    の回動自在な調整によって前記試験片26を前記引っ張
    り試験機10のチャック部に同軸に装着し、 (9)前記試験片締めつけシリンダー部5を作動するこ
    とによって前記試験片ハンド部7の前記スライド爪11
    から前記試験片26をはずし、 (10)前記直行サーボ機構部3を作動することによっ
    て前記直行アーム部6を前記試験片置場9側に回動でき
    る位置まで後退させ、 (11)前記本体回動サーボ機構部1を作動せしめて前
    記直行アーム部6を前記試験片置場9の前部まで回動
    し、 (12)前記ハンド回転サーボ機構部4を作動せしめて
    前記試験片ハンド部7を前記試験片置場9の前記試験片
    26の方向に合う位置まで回転する、 (1)から(12)の工程によって引っ張り試験機に試
    験片を供給することを特徴とする引っ張り試験機に試験
    片を供給する方法。
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