JPH0680401B2 - 試験片測寸方法 - Google Patents

試験片測寸方法

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JPH0680401B2
JPH0680401B2 JP59134621A JP13462184A JPH0680401B2 JP H0680401 B2 JPH0680401 B2 JP H0680401B2 JP 59134621 A JP59134621 A JP 59134621A JP 13462184 A JP13462184 A JP 13462184A JP H0680401 B2 JPH0680401 B2 JP H0680401B2
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勝之 西藤
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    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/02Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring length, width or thickness

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動引張試験装置における試験片測寸方法に
係り、特に試験片位置決め工程を簡素化して測寸時間を
短縮できる試験片測寸方法に関する。
〔従来技術と問題点〕
従来の自動引張試験装置は、第6図に示すように引張試
験機1、引張試験に先立って試験片2の幅、厚さまたは
径を測寸する測寸機3、および測寸済の試験片2をピッ
カー4により測寸機3から試験機1に搬送するロボット
5を主体とし、さらにこれらの動作を自動制御しかつ測
寸および引張試験データのサンプリングとその後の引張
諸特性を求めるためのデータ処理を行なうコントローラ
6およびマイクロプロセッサ等の計算機7を設けて構成
されている。
また、例えば特公昭56−29217号公報に示される前記従
来の測寸機3は、第7図に示すように試験片2を支持す
る支持台8、試験片2の両端を把持するチャック9、各
チャック9を測寸機軸線X−X回りに回動させる回動部
10、および試験片2の軸心を測寸機軸線X−Xに一致さ
せた後試験片2の幅、厚さまたは径を測寸する測寸子11
を備えている。
つぎに、第8図を参照して従来の測寸機3における試験
片測寸方法を説明する。
測寸に際しては、まず支持台8上に試験片2をセットし
た後、チャック9を閉じて試験片2を幅方向に両側から
把持し、試験片2の軸心と測寸機軸線X−Xとの水平方
向位置を一致させる。
ついで、チャック9を開放し回動部10によりチャック9
を90度回転させ、その後チャック9を閉じて試験片2の
軸心と測寸機軸線X−Xとの上下方向位置を一致させ
る。これにより、試験片2の軸心と測寸機軸線X−Xと
が試験片2の幅方向にも厚さ方向にも一致したことにな
る。
ついで、測寸子11を平行移動および進退させて試験片2
の幅を測寸し、その後試験片2をチャック9とともに90
度回転させて試験片の厚さを測寸する。
測寸後、試験片2をチャック9で把持した状態で、ピッ
カー4により試験片2を把持し、その後チャック9を開
放する。そしてロボット5を水平に90度回動させて試験
片2を引張試験機1に搬入する。
以上の操作が自動的に行なわれ、測寸後の試験片2は順
次引張試験機1に送られる。
なお、前述の従来の測寸方法において、試験片2と測寸
機3との芯合わせを行なっているのは、ピッカー4で試
験片2を把持する必要があるからであり、以下その詳細
を第9図を参照して説明する。
図中2Aはその軸心Xがチャック回転部の軸線Y−Y,Z−
Zと一致している試験片を示す。
ここで、厚さの異なる試験片2Bを考えると、試験片2Bの
軸心はX′となり、したがってチャック9の把持後の90
度回転により軸心はX″に位置し、Z軸に対しδの偏倚
を生じる。測寸後のピッカー4による試験片の把持は、
前述のようにチャック9閉の状態で行なわなければなら
ないため、ピッカー4の動作軸Zに対する試験片の偏倚
δがある場合には、、ピッカー4とチャック9との間に
競合が起き、これらの破損を招くおそれがある。
そこで従来は、試験片2と測寸機3との軸心を合わせる
ようにしている。
ところが、従来の方法では、この軸心合わせに多くの工
程を必要とし、又同一寸法の試験片を続けて測寸する場
合でも全ての軸心合わせ工程を必ず経ないればならない
ため、測寸に多大な時間を要するという欠点がある。
また、試験片の軸心を測寸機軸線に完全に一致させる必
要はなく、偏倚は強度的にある程度許容されることを併
せて考えると、試験片毎に全軸心合わせ工程を経る従来
方法は、測寸時間短縮の点では必ずしも合理的とはいえ
ない。
他方、管類の引張試験に用いられる弧状試験片(JIS x2
201,12号試験片)の場合を考えると、第10図に示すよう
に試験片2C,2Dにおいて軸心Xが同じでも、管外径およ
び肉厚によっては、試験片2Dのように測寸子11からその
側面が外れ、幅測寸ができない場合もあり、この場合に
は逆に軸心をずらせる必要が生じる。
〔発明の目的〕
本発明はかかる現況に鑑みなされたもので、その第1の
目的は、測寸時間を大幅に短縮し測寸効率を向上させる
ことができる試験片測寸方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、いかなる形状の試験片であっても
確実に測寸することができる試験片測寸方法を提供する
ことにある。
〔発明の概要〕
本発明は、試験片の上下方向の軸心合わせを支持台を上
下動させて行ない、もって測寸時間の短縮を図り、また
試験片の水平方向寸法の測定可否を判断し、測定不可の
場合には、支持台の上下動量を補正し、もっていかなる
形状の試験片も測寸できるようにしたことを特徴とす
る。
〔実施例〕
以下、本発明を図面に示す実施例により説明する。
第1図は本発明に係る測寸方法を示すフローチャート図
であり、以下第1図を参照して測寸方法を説明する。
測寸に際しては、まず試験片2を支持台8上にセットす
る。
ついで、試験片2の種別、呼称厚あるいは呼称外径に基
づいて求められる試験片2の軸心と測寸機軸線X−Xと
の上下方向の偏倚量δを計算機7により算出し、この偏
倚量δが予め設定された許容範囲α内に入るように調整
代を演算する。そしてこの結果を、高さ位置支持信号と
して支持台8に出力し、支持台8を上下動させて試験片
2の高さ調整を行なう。この高さ調整方法については後
に詳述する。
しかして、試験片2の高さ調整により、試験片2の軸心
と測寸機軸線X−Xとの上下方向位置がほぼ完全に一致
するか、少なくともずれ量が許容範囲α内となり、ピッ
カー4による試験片2の把持の際に不具合が生じること
がない。
ついで、チャック9を水平方向両側から閉じて試験片2
を把持し、試験片2の軸心と測寸機軸線X−Xとの水平
方向の位置合わせを行なう。そしてこれにより、試験片
2の芯合わせは完了する。
その後は従来方法と同様、まず、試験片2の幅を測寸子
11により測寸し、その後チャック9を90度回転させて試
験片2の厚さを測寸し、ついでピッカー4で試験片2を
把持するとともにチャック9を開き、ロボット5を水平
方向に90度回転させて測寸済みの試験片2を引張試験機
1に搬入する。
つぎに、前記支持台8による試験片2の高さ調整につい
て説明する。
まず、平板試験片の場合には以下に示す二態様のうちの
いずれかの方法が採られる。
すなわち、第1の方法では、計算機7により算出した偏
倚量δを高さ位置支持信号として支持台8に与え、支持
台8を偏倚量δだけ連続的に上下動させて高さ調整を行
なう。
また第2の方法では、支持台8の1回で上下動する移動
量を予め設定しておき、計算機7により算出した偏倚量
δが許容範囲α内に入るように支持台8を段階的に上下
動させて高さ調整を行なう。
この第2の方法は、試験片2の軸心と測寸機軸線X−X
との上下方向位置をほぼ完全に一致させることができる
第1の方法と異なり、支持台8の1回の移動ストローク
が予め決められているので、多少ずれ量が大きくなる場
合もあるが、許容範囲α内に入っているのでピッカー4
による把持の際に支障をきたすおそれはない。
また第2の方法は、1回の動作で高さ調整が完了する第
1の方法と異なり、多段動作となることもあるので多少
時間がかかる場合もあるが、第1の方法の場合と同様、
支持台8を調整した後は、同一の試験片2を連続して測
寸する場合には支持台8の調整が不要であるので、試験
片ごとに全軸心合わせ工程を経ていた従来方法に比較し
て大幅に工程を簡略化できる。
一方、弧状試験片の場合には、前記偏倚量δの計算機7
による算出に加え、管の呼称外径に基づき試験片2の幅
寸法の測定可否を行なう。
この条件判定は、第2図に示すようにつぎの(1)式を
用いて行なう。
η=D/2{1−cos(sin−1W/D)}<t/2 ………(1) ただしD:試験片の呼称外径 t:試験片の呼称厚さ W:試験片の呼称幅(一定) この条件判定式において、条件を満たさない場合には、
形状補正量Δを Δ=t/2−η ………(2) で求め、この形状補正量Δだけ試験片2を再度高さ調整
する。具体的には、以下の二態様のうちのいずれかの方
法が採られる。
すなわち、第1の方法では、試験片2の厚さ変化に応
じ、前記(1)式が満たされる限りにおいて、偏倚量δ
だけ支持台8を連続的に上下動させて試験片2の高さ調
整を行なう。そして(1)式が満たされない場合には、
Δ≦αの範囲内で形状補正量Δだけ追加補正する。
また第2の方法では、支持台8の1回で上下動する移動
量を予め設定しておき、偏倚量δが許容範囲α内に入
り、しかも支持台8の移動区分での基準板厚t′に対し
てη<t′/2となるように支持台8を段階的に上下動さ
せて高さ調整を行なう。
しかして、いずれの方法によっても、試験片2の軸心と
測寸機軸線X−Xとの上下方向のずれ量が許容範囲α内
となり、しかも試験片2の幅測寸が不可能となることが
ない。
第3図および第4図は、管材での弧状試験片に関する第
2の高さ調整方法、すなわち支持台8を段階的に上下動
させる調整方法を実施する際に用いられる測寸機の一例
を示すもので、以下これについて説明する。
図において、2は試験片であり、この試験片2の端部
は、回動部10により軸回りに回動操作されるチャック9
により両側から把持されるようになっている。
前記チャック9の下方位置には、可動シリンダ12と固定
シリンダ13とが上下に所要間隔で配置されており、固定
シリンダ13は、ブラケット14を介して前記チャック9に
一体に連結固定されているとともに、可動シリンダ12
は、前記ブラケット14に案内されて上下動可能となって
いる。
また両シリンダ12,13は、第3図に示すようにピストン1
5,16および圧力空気出力口17,18,19,20をそれぞれ備え
ており、両ピストン15,16は、両シリンダ12,13を一方側
に貫通するロッド21により一体に連結されている。そし
て第3図に示す空気供給零の状態においては、可動シリ
ンダ12のピストン15は上死点に位置しているとともに、
固定シリンダ13のピストン16は下死点に位置している。
前記可動シリンダ12のブラケット14に対向する側面に
は、第3図に示すように上下動して試験片2の下部を支
持する支持台8をロッド22の先端に有するアクチュエー
タ23が取付けられている。そしてこのアクチュエータ23
は、異なる厚さを有する各種試験片2の最大厚さ寸法を
有する試験片2を基準とし、ロッド22を伸長させて支持
台8でこの最大厚さの試験片2を支持した際に、試験片
2の軸心と測寸機軸線X−Xとの上下方向の位置が一致
するように予め調整されている。
つぎに、前述した実施例の作用について説明する。
シリンダ12,13に対する空圧供給零の状態においては、
第3図に示すように可動シリンダ12は最下点に位置して
いる。
この状態で、固定シリンダ13の圧力空気出入口20に圧力
空気を供給すると、ピストン16が作動して上死点まで上
動し、これにより可動シリンダ12の上端面は、第3図に
符号aで示す位置から符号bで示す位置まで上昇する。
この状態でさらに、可動シリンダ12の圧力空気出入口17
に圧力空気を供給すると、ピストン15が作動し可動シリ
ンダ12の上端面は、第3図に示す符号cで示す位置まで
上昇する。
しかして、可動シリンダ12とアクチュエータ23とは一体
に連結されているので、可動シリンダ12が第3図に示す
符号a,b,cの三段階に変化すると、これに対応して支持
台8の高さは第4図に符号Za,Zb,Zcで示すように三段階
に変化することになる。したがって、弧状をなす試験片
2は、その呼称外径および呼称厚さに応じて前記三段階
のいずれに位置設定されることになる。
第5図は、この方法による試験片2の呼称外径と高さ調
整量との関係の一例を示す表である。
しかして、弧状試験片に対し従来方法では必ずしも充分
とはいえなかったが、試験片形状を加味することによ
り、正常な測寸が可能となり、平板試験片の場合と同様
測寸工程の単純化およびこれに伴なう測寸時間の短縮が
期待できる。
なお前述した実施例においては、第1図に示すように試
験片2の高さ調整を試験片2の支持台8へのセット後に
行なうものについて説明したが、試験片2の種別、呼称
厚さ、呼称幅、あるいは呼称外径は予め判っているの
で、試験片2の高さ調整を試験片2の支持台8へのセッ
ト前に行なうこともでき、同様の効果が期待できる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本願発明の試験片測定方法は、試験
片の呼称厚さに基づいて、チャック対の水平軸と試験片
の垂直方向の中心との上下方向の偏倚量を算出し、この
偏倚量が許容範囲内になるように支持台を上下させ、さ
らにチャックにより試験片を水平方向両側から把持して
試験片の水平方向の中心と前記チャック対の水平軸との
水平方向の位置を一致させるので、水平方向の寸法と垂
直方向の寸法とが異なる種々の試験片の中心位置をチャ
ック対の水平軸に一致させることができる。このことに
より、幅と厚さとの寸法が異なる試験片を測寸する場
合、チャック対を回転させたときに、試験片の中心位置
は元の位置からずれることがなく、測寸子によって試験
片の幅と厚さとを容易に測定することができる。
さらに試験片の中心位置とチャック対の水平軸とが一致
していることにより、チャックを回転させて寸法を測定
した後にチャックに把持された試験片をピッカーによっ
て容易に挟持することができる。このことはピッカーと
チャックとの干渉を無くすと共に、測寸の作業を効率よ
く行うことを可能にする。
また本願発明の試験片測定方法によれば、両端をチャッ
クによって把持された試験片の幅をチャックの水平軸に
直角に配置された測寸子によって測寸し、次にチャック
を試験片を把持した状態で前記水平軸に関して90°回転
させて前記測寸子によって試験片の厚さを測寸するの
で、測寸子は前進と後退の動作を行うだけで試験片の幅
と厚さとを測定することができる。さらにチャックは一
度試験片を把持すれば、測寸動作の完了まで再度試験片
を把持する動作を行うことない。このことにより、測寸
作業の効率をさらに高くすることができる。
また、試験片の水平方向寸法の測定可否を判断し、測定
不可の場合には支持台の上下動量を補正するようにして
いるので、弧状試験片の場合にも正常な測寸を行なうこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る測寸方法を示すフローチャート
図、第2図は弧状試験片の場合の幅測寸可否の判定方法
を示す説明図、第3図は弧状試験片の測寸機の一例を示
す要部部分断面図、第4図は第3図に示す測寸機による
高さ調整方法を示す説明図、第5図は試験片の外形と高
さ調整量との関係の一例を示す表、第6図は従来の引張
試験装置を示す全体構成図、第7図は従来の測寸機の詳
細を示す平面図、第8図は従来の測寸方法を示すフロー
チャート図、第9図は試験片の芯ずれとピッカーとの関
係を示す説明図、第10図は試験片の形状変化と測寸子と
の関係を示す説明図である。 2…試験片、3…測寸機、4…ピッカー、5…ロボッ
ト、6…コントローラ、7…計算機、8…支持台、9…
チャック、10…回動部、11…測寸子、12…可動シリン
ダ、13…固定シリンダ、15,16…ピストン、21,22…ロッ
ド、23…アクチュエータ、X−X…測寸機軸線。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】試験片を測寸機の支持台上にセットし、こ
    の試験片の両端を同一の水平軸上に設けられた回転可能
    な一対のチャックによって把持して前記水平軸に関して
    ほぼ90°回転させてその幅および厚さを測寸するように
    した試験片測寸方法において、 前記測寸機は試験片の呼称寸法に基づいて試験片の垂直
    方向中心と前記チャック対の水平軸の垂直方向の偏倚量
    を算出する計算機を備え、前記支持台は両端ピストンに
    形成されたロッドによって連結された固定シリンダと可
    動シリンダによって上下に移動可能に構成され、 前記支持台に試験片を載置した後に前記計算機によって
    前記偏倚量を算出し、前記ピストンとロッドの作用によ
    って前記偏倚量が所定の許容範囲内となるように前記支
    持台を上下動させ、前記チャックによって試験片を水平
    方向両側から把持して試験片の水平方向中心と前記チャ
    ック対の水平方向位置を一致させ、前記チャック対の水
    平軸と直角に配置された測寸子によって試験片の幅を測
    寸し、次に試験片を把持した状態でチャック対を前記水
    平軸に関して90°回転させて前記測寸子によって試験片
    の厚さを測寸することを特徴とする試験片測寸方法。
  2. 【請求項2】前記固定シリンダと可動シリンダの少なく
    とも一方のピストンを連続的に作動させて前記支持台を
    連続的に上下動させることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の試験片測寸方法。
  3. 【請求項3】前記固定シリンダと可動シリンダの少なく
    とも一方のピストンを上死点まで移動させて前記支持台
    を段階的上下動させることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の試験片測寸方法。
  4. 【請求項4】横断面弧状の試験片を測寸機の支持台上に
    セットし、この試験片の両端を同一の水平軸上に設けら
    れた回転可能な一対のチャックによって把持して前記水
    平軸に関してほぼ90°回転させてその幅および厚さを測
    寸するようにした試験片測寸方法において、 前記測寸機は試験片の呼称寸法に基づいて試験片の垂直
    方向中心と前記チャック対の水平軸の垂直方向の偏倚量
    を算出する計算機を備え、前記支持台は両端ピストンに
    形成されたロッドによって連結された固定シリンダと可
    動シリンダによって上下に移動可能に構成され、 前記支持台に試験片を載置した後に前記計算機によって
    前記偏倚量を算出すると共に、この移動量で支持台を上
    下動させた際の試験片の水平方向寸法の測定の可否を試
    験片の既知の呼称外径に基づき判断し、測定不能の場合
    には前記許容範囲内において前記移動量を補正し、補正
    後の移動量に基づいて前記シリンダとピストンの作用に
    よって支持台を上下動させ、次に前記チャックにより試
    験片を水平方向両側から把持して試験片の水平方向中心
    と前記チャック対の水平軸の水平方向位置を一致させ、
    前記チャック対の水平軸に直角に配置された測寸子によ
    って試験片の幅を測寸し、次に試験片を把持した状態で
    チャック対を前記水平軸に関して90°回転させ、前記測
    寸子によって試験片の厚さを測定することを特徴とする
    試験片測寸方法。
  5. 【請求項5】前記固定シリンダと可動シリンダの少なく
    とも一方のピストンを連続的に作動させて支持台を連続
    的に上下動させることを特徴とする特許請求の範囲第4
    項記載の試験片測寸方法。
  6. 【請求項6】前記固定シリンダと可動シリンダの少なく
    とも一方のピストンを上死点まで移動させて前記支持台
    を段階的に上下動させることを特徴とする特許請求の範
    囲第4項記載の試験片測寸方法。
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