JPH08226881A - 自動引張試験装置における試験片の回収方法および処理方法 - Google Patents

自動引張試験装置における試験片の回収方法および処理方法

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JPH08226881A
JPH08226881A JP3348895A JP3348895A JPH08226881A JP H08226881 A JPH08226881 A JP H08226881A JP 3348895 A JP3348895 A JP 3348895A JP 3348895 A JP3348895 A JP 3348895A JP H08226881 A JPH08226881 A JP H08226881A
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Shigeyuki Shinohara
茂行 篠原
Seiji Fuchigami
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Abstract

(57)【要約】 【目的】自動引張試験装置におけるサイクルタイムを短
縮する。 【構成】供給用ハンド211と回収用ハンド212とか
らなるハンド部21をアームの先端に備えたセッティン
グ装置を用いる。回収用ハンド212の把持部212
a,212bの間隔を拡げる。回収用ハンド212の高
さを引張試験機のクロスヘッドの高さに応じて調節す
る。引張試験機における引張破断試験で生じた2つの破
断片を把持部212a,212bでそれぞれ把持し回収
部に回収する。供給用ハンド211で試験片を把持して
ハンド部21を引張試験機の位置に移動する。回収用ハ
ンド212で引張試験機の破断片または歪試験片を把持
して取り外す。供給用ハンド211で把持している試験
片を引張試験機に供給する。回収用ハンド212で把持
している試験片を回収部に回収する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属材料等の試験片の
引張試験を自動で行う自動引張試験装置における試験片
の回収方法および処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の自動引張試験装置としては、図6
に示す構造のものが知られている。同図において、1は
試験片であり、中央の細い平行部1aの両端に把持用の
拡大部1bを有する板状をしている。この試験片1は多
数重ねて供給装置aの固定板a1の前に置かれる。固定
板a1には、対向する二つのガイド板a2,a2が配設
され、ガイド板の先端部a2′を矢印のように回動して
試験片1の積層体を固定板a1に押しつけて位置決めす
る。
【0003】bは搬送装置であり、シリンダb1のロッ
ド先端に取り付けられたクロスバーb2が左右のレール
b3上を走り、クロスバーb2の左右両端近傍の吸盤b
4が供給装置aにある積層体の一番上にある試験片1を
吸着して厚さ測定装置cに移動する。
【0004】厚さ測定装置cは、シリンダc1で駆動さ
れるリンク機構c2を有しており、搬送装置bで搬送さ
れてきた試験片1をリンク機構c2の先端間に図示のよ
うに挟んで測長検出器c3により試験片1の厚さを測定
する。
【0005】厚さ測定が終わると、セッティング装置d
が試験片1の中央近くを把持して、厚さ測定装置cから
試験片1を受け取り、この試験片1は、セッティング装
置dにより垂直な向きになるように回転され、同時に移
動して引張試験機eに設けられた相対向するチャックe
1,e1間に挿入される。
【0006】各チャックe1には、それぞれ二つの可動
把持片e2があり、図示しない駆動手段により、図7に
示すように接近して試験片1の両端の拡大部を把持す
る。こうしてチャックe1,e1が、試験片1の拡大部
を締めつけて把持すると、クロスヘッドe3が、チャッ
クe1,e1を図の上下に相離反させるように移動し、
試験片1に引張負荷を加える。引張負荷は、ロードセル
等の負荷検出器e4で刻々と計測される。
【0007】なお、図6において、fは接触式ひずみ計
測装置であり、上下の挟持体f1,f1が、チャックe
1,e1に把持されて引張負荷が加わる前の試験片1の
長手方向に離間した2か所を挟む。引張負荷の増加に伴
い、挟持体f1,f1間の距離が広がるのを、例えばリ
ニアエンコーダf2で測定して、試験片1の伸びを測定
する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、試験片
はセッティング装置によって引張試験機に自動的に供給
されるようになっているが、この引張試験機で試験が終
了した試験片(破断された試験片または伸びの生じた試
験片)をさらに自動的に回収することが要求されてい
る。
【0009】しかし、引張試験機における引張破断試験
では試験片が破断することから、2つに破断された試験
片(以後、「破断片」という)を回収する必要がある
が、これを一つずつ回収していては各試験片についての
試験のサイクルタイムが長くなって試験効率が悪くなる
という問題がある。また、引張試験では、対象となる各
試験片のサイズや材料特性の違いから引張後の伸び(最
終歪み)は様々であり、引張後のクロスヘッドのチャッ
クが試験片を把持している位置は様々な位置になる。
【0010】そこで、引張破断試験で最も伸びる場合を
想定した一定の位置に破断片と共にチャックを一旦移動
し、その位置から破断片を回収することが考えられる
が、このようにすると、チャックを保持しているクロス
ヘッドを最も伸びた位置から試験開始時の位置まで常に
大きく移動しなければならないので試験のサイクルタイ
ムが長くなるという問題が生じる。
【0011】また、本出願人は、ロボットハンドを用い
たセッティング装置により引張試験機に対して自動的に
試験片の供給と回収を行うようにした自動引張試験装置
(特願平5−197148号)を提案しているが、この
自動引張試験装置においては先ず、セッティング装置で
引張試験機の試験片を回収し、その後、試験片の供給側
から試験片を把持して引張試験機に供給するという動作
を行うようにしている。このため、セッティング装置
は、試験終了まで引張試験機の位置で待機しているか試
験終了時に引張試験機の位置に移動するかして、先ず試
験片を回収する必要があるので、動作が制約されてサイ
クルタイムに無駄が生じている。
【0012】本発明は、引張試験機における動作を少な
くしたり、試験片の供給と回収の動作を少なくすること
により、自動引張試験装置におけるサイクルタイムを短
縮することを課題とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになした本発明の自動引張試験装置における試験片の
回収方法は、試験片をクロスヘッドで引張って引張試験
を行う引張試験機から該引張試験機で破断された試験片
をセッティング装置により回収する自動引張試験装置に
おける試験片の回収方法であって、前記セッティング装
置として、前記引張試験機における破断された2つの試
験片の各々に対応する一対の把持部を備えるとともに該
把持部の位置を調節可能にしたセッティング装置を用
い、前記引張試験機の前記クロスヘッドの位置情報に基
づいて前記セッティング装置の把持部の位置を調節し、
該位置が調節された把持部で前記引張試験機の前記破断
された試験片をそれぞれ把持し、該把持部で把持した試
験片を回収部に回収するようにしたことを特徴とする。
【0014】また、本発明の自動引張試験装置における
試験片の処理方法は、試験片を供給する試験片供給手段
からセッティング装置により試験片を引張試験機に供給
するとともに、該引張試験機で試験が終了した試験片を
上記セッティング装置で回収部に回収する自動引張試験
装置における試験片の処理方法であって、前記セッティ
ング装置として、供給用ハンドと回収用ハンドとからな
るハンド部をアームの先端に備えたセッティング装置を
用い、前記セッティング装置の前記ハンド部を前記試験
片供給手段の位置に移動して該ハンド部の前記供給用ハ
ンドで該試験片供給手段の試験片を把持し、該ハンド部
を前記引張試験機の位置に移動して該ハンド部の前記回
収用ハンドで該引張試験機の前記試験が終了した試験片
を把持して取り外し、該ハンド部の前記供給用ハンドで
把持している試験片を該引張試験機に供給し、該ハンド
部を前記回収部の位置に移動して該ハンド部の前記回収
用ハンドで把持している試験片を該回収部に回収するよ
うにしたことを特徴とする。
【0015】
【作用】本発明の自動引張試験装置における試験片の回
収方法においては、引張試験機で破断された試験片を回
収するセッティング装置として、引張試験機における破
断された2つの試験片の各々に対応する一対の把持部を
備えるとともにこの把持部の位置を調節可能にしたセッ
ティング装置を用いる。そして、引張試験機のクロスヘ
ッドの位置情報に基づいてセッティング装置の把持部の
位置を調節し、この位置が調節された把持部で引張試験
機の破断された試験片をそれぞれ把持し、この把持部で
把持した試験片を回収部に回収する。
【0016】セッティング装置の一対の把持部は引張試
験機における破断された2つの試験片の各々に対応して
おり、かつ、引張試験機のクロスヘッドは破断した試験
片の位置に対応しているので、このクロスヘッドの位置
情報に基づいて位置が調節された一対の把持部により2
つに破断された試験片を正確に同時に把持することがで
き、しかも、クロスヘッドを最終歪みの位置で停止して
おけばよいので、次の試験開始までの無駄時間を無くす
ことができる。
【0017】また、本発明の自動引張試験装置における
試験片の処理方法においては、試験片供給手段から試験
片を引張試験機に供給するとともに引張試験機で試験が
終了した試験片を回収部に回収するセッティング装置と
して、供給用ハンドと回収用ハンドとからなるハンド部
をアームの先端に備えたセッティング装置を用いる。そ
して、セッティング装置のハンド部を試験片供給手段の
位置に移動してこのハンド部の供給用ハンドで試験片供
給手段の試験片を把持し、ハンド部を引張試験機の位置
に移動してこのハンド部の回収用ハンドで引張試験機の
試験が終了した試験片を把持して取り外し、次に、ハン
ド部の供給用ハンドで把持している試験片を引張試験機
に供給する。そして、ハンド部を回収部の位置に移動し
てこのハンド部の回収用ハンドで把持している試験片を
回収部に回収する。
【0018】したがって、引張試験機の位置で試験片の
取外しと試験片の供給を続けて行うことができるので、
セッティング装置の動作において、特に、ハンド部を引
張試験機から回収部まで移動する動作、ハンド部を回収
部から試験片供給手段まで移動する動作、および、ハン
ド部を試験片供給手段から引張試験機まで移動する動作
を、引張試験機の動作と同時平行に行うことができるの
で、無駄時間を無くすことができる。
【0019】
【実施例】図4は本発明を適用した実施例の自動引張試
験装置の要部の構成を示す平面図である。なお、以下の
説明において、引張試験機において破断しないで伸びだ
けが生じた試験片を「歪試験片」という。同図におい
て、2は実施例における試験片供給手段であるマーキン
グ部3から試験片1を引張試験機4に供給するととも
に、この引張試験機4で引張試験が終了した破断片また
は歪試験片を回収部5に回収するセッティング装置であ
る。なお、試験片1は、従来例で説明したのと同じ形状
のものが使用されている。また、マーキング部3は、試
験片を多数重ねた積層体から一番上にある試験片を1枚
づつ取り出して厚さ測定を行うとともに標線を描き、こ
の標線が描かれた試験片1をセッティング装置2側に供
給する動作を行うように構成されている。
【0020】システム制御装置6は、セッティング装置
2、マーキング部3および引張試験機4を制御するもの
で、多種類の試験片サイズに対応して試験片の供給から
回収までを自動的に行うように構成されたものである。
引張試験に先立って一試験ロットの試験片1について、
その形状、試験条件、セッティング装置2の動作、マー
キング部3の動作といった必要な事項を予め登録してお
き、これに基づいて引張試験を自動的に行う。
【0021】図5はセッティング装置2、マーキング部
3、引張試験機4および回収部5を示す図である。な
お、セッティング装置2の構造は図5に図示の状態にお
いて同図図示のxyz軸に対する動作として説明する。
セッティング装置2は、基台2aと、その上に設けられ
たz軸と平行な軸回りに回動自在な旋回部2bと、旋回
部2bの上部に設けられたx軸と平行な軸2cと、この
軸2cに回動自在に取り付けられた上腕部2dと、軸2
cと平行に上腕部2dの先端に設けられた軸2eと、こ
の軸2eに回動自在に取り付けられた前腕部2fと、前
腕部2fの先端に軸2eと平行に設けられた軸2gと、
この軸2gに回動自在に取り付けられた回転ブロック2
hと、回転ブロック2hに取り付けられ、軸2gに直交
してy軸に平行な軸回りに回動自在なハンド部21とで
構成されている。
【0022】そして、基台2aおよび各軸内に内蔵され
た図示しないモータや制御機器と、システム制御装置6
の指示により動作する。以上の構成により、セッティン
グ装置2は、ハンド部21で試験片1を把持し、この試
験片1を基台2aの回りのどの位置にも、また、どんな
姿勢にも保持することができる。
【0023】引張試験機4は、基台4aの上に門形のフ
レーム4bを立設し、フレーム4bの中間には基台4a
と平行なクロスヘッド4cを昇降自在に設け、基台4a
とクロスヘッド4cとに対向するチャック4d,4dを
設け、クロスヘッド4cのチャック4dと反対側に負荷
検出手段4eを設けた構成となっている。なお、チャッ
ク4d,4dの内側には可動把持片4d’が取り付けら
れており、セッティング装置2により試験片1がチャッ
ク4dの中心軸と一致するように供給されると、この可
動把持片4d’で試験片1の拡大部1bを把持する。
【0024】クロスヘッド4cの端部はフレーム4b内
に配設されたボールネジ4fに螺合されている。また、
ボールネジ4fは駆動装置4gに連結されるとともに、
このボールネジ4fの端部には、システム制御装置6に
接続されたエンコーダ4hが取り付けられている。そし
て、駆動装置4gの駆動によりクロスヘッド4cは昇降
し、このクロスヘッド4cの位置はエンコーダ4hで検
出されてその位置情報がシステム制御装置6に送られ
る。
【0025】図1はセッティング装置2のハンド部21
の一部破砕側面図であり、ハンド部21は、試験片1を
引張試験機4に供給するための供給用ハンド211と引
張試験機4から破断片または歪試験片を回収するための
回収用ハンド212とを備えている。供給用ハンド21
1は先端に一対の把持片211a,211bを備えると
ともに、この把持片211a,211bはシリンダ21
1cによって図の矢印のように把持動作を行う。
【0026】また、回収用ハンド212は間隔が調節可
能な一対の把持部212a,212bを備えている。片
方の把持部212aはフレーム212cに固定されてい
るが、他方の把持部212bはシリンダ212dの駆動
により図の実線の状態(I)または図の二点鎖線の状態
(II)に移動する。さらに、各把持部212a,212
bはそれぞれ先端に一対の把持片212a−1,212
a−2,212b−1,212b−2を備えており、把
持部212aの把持片212a−1,212a−2はシ
リンダ212a−3によって図と直交する方向に把持動
作を行い、把持部212bの把持片212b−1,21
2b−2はシリンダ212b−3によって図と直交する
方向に把持動作を行う。
【0027】なお、供給用ハンド211のシリンダ21
1c、回収用ハンド212の各シリンダ212d,21
2a−3,212b−3には図示しないエアパイプが接
続されており、これらのシリンダはシステム制御装置6
の制御によって供給されるエアで駆動され、供給用ハン
ド211および回収用ハンド212の各把持動作と、把
持部212bの移動動作(状態Iまたは状態II)を行
う。
【0028】セッティング装置2のハンド部21は以上
のように構成されており、セッティング装置2は供給用
ハンド211でマーキング部3の試験片1を把持して引
張試験機4に供給する。また、セッティング装置2は、
引張破断試験以外のときは回収用ハンド212の把持部
212a,212bの間隔を図1のIの状態にし、両方
の把持部212a,212bで歪試験片(破断していな
い試験片)を把持する。一方、引張破断試験のときは把
持部212a,212bの間隔を図1のIIの状態にし、
固定側の把持部212aで引張試験4の基台4a側のチ
ャック4dにセットされている破断片を把持するととも
に、他方の把持部212bでクロスヘッド4c側のチャ
ック4dにセットされている破断片を把持する。
【0029】このIIの状態のときの把持部212a,2
12bの間隔は引張破断試験で生じる破断片の間隔に対
応して設定されており、この引張破断試験のときは、引
張試験機4に対する回収用ハンド212の位置(高さ)
を引張試験機4のクロスヘッド4cの位置情報に基づい
て調節し、把持部212aが下の破断片を、把持部21
2bが上の破断片をそれぞれ把持できるようにする。
【0030】図2は引張試験機4のチャック4dに対す
る回収用ハンド212の回収位置を説明する図であり、
引張破断試験以外のときは、図2(a) のように把持部2
12a,212bの間隔をIの状態にして回収用ハンド
212を所定の位置にして歪試験片1′を把持し、チャ
ック4dを緩めて歪試験片1′を引張試験機4から受け
取る。
【0031】引張破断試験のときは、図2(b) 〜(d) に
示したように把持部212a,212bの間隔をIIの状
態にして間隔を拡げ、(b) ,(c) ,(d) のように試験片
1の伸びと破断時の位置に応じてクロスヘッド4cに固
定されたチャック4d−2の高さが変わると、このクロ
スヘッド4cの位置情報に基づいて回収用ハンド212
の高さを調節し、把持部212aが下の破断片1′′
を、把持部212bが上の破断片1′′をそれぞれ把持
できるようにする。そして、チャック4dを緩めて破断
片1′′を引張試験機4から受け取る。
【0032】なお、この引張破断試験時の回収用ハンド
212の高さ制御では、予めクロスヘッド4cの高さを
例えば5段階など所定の範囲に分割するとともに各段階
に対応する回収用ハンド212の高さを設定しておき、
クロスヘッド4cがどの段階の高さに有るかに応じて回
収ハンド212の高さを選択する。
【0033】図3はセッティング装置2の動作を説明す
る図であり、マーキング部3で標線を描き終えた試験片
1が解放されると、この試験片1はセッティング装置2
と対向した状態となり、図3(a) に示したように、セッ
ティング装置2は、システム制御装置6の指示に基づい
て、上腕部2dと前腕部2fとを伸ばし、供給用ハンド
211で試験片1の形状に合わせてその中央部分を把持
する。
【0034】次に、試験片1を把持すると、セッティン
グ装置2は、図3(b) に示したように、試験片1を上方
に持ち上げて回収用ハンド212の把持部212bが上
側に把持部212aが下側となるように回転するととも
に、旋回部2bから上部をz軸回りに90°回転し、上
腕部2dと前腕部2fとを伸ばして、引張試験機4のチ
ャックから把持部212b,212aで上下の破断片を
それぞれ把持して取り外す。
【0035】そして、図3(c) に示したように、把持部
212b,212aで破断片を把持したまま、供給用ハ
ンド211で把持している試験片1が垂直になるように
回転し、試験片1を引張試験機4のチャックの向きに合
わせて供給する。試験片1の供給が完了すると、図3
(d) に示したように、旋回部2bから上部をz軸回りに
さらに90°回転し、把持部212b,212aで把持
している破断片をそれぞれ回収部5に入れる。
【0036】以上で一つの試験片の供給と試験が終了し
た破断片の回収が終了する。そして、引張試験機4で試
験を行っている間に、セッティング装置2は、旋回部2
bより上をz軸回りにさらに180°回転してマーキン
グ部3に対向する位置に復帰し、次の試験片1の供給を
行うために待機する。次の試験片について上記同様の動
作を繰り返し行うことにより、マーキング部3から試験
片1が供給されなくなるまで、連続して試験を行う。
【0037】このように、セッティング装置2の回収用
ハンド212は一対の把持部212a,212bを備え
ており、システム制御装置6が引張試験機4からクロス
ヘッド4cの位置データを受けて、これに応じて回収用
ハンド212の位置を調節し、試験片1の破断した2つ
の破断片を把持部212a,212bで同時に把持して
回収するので、クロスヘッド4cは試験終了時の位置に
停止させておけばよく、このクロスヘッド4cを伸びの
最も大きい場合の位置に常に移動する必要がなく、サイ
クルタイムを短縮することができる。
【0038】また、セッティング装置2は供給用ハンド
211と回収用ハンド212と2つのハンドを備えてい
るので、引張試験機4に対する試験片1の供給動作と回
収動作とを1回の回動動作で行うことができ、引張試験
機4で試験を行っている間に、回収動作と初期位置まで
の復帰動作を行うことができるので、動作時間のロスを
無くすことができサイクルタイムを短縮することができ
る。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように本発明の自動引張試
験装置における試験片の回収方法によれば、引張試験機
で破断された試験片を回収するセッティング装置とし
て、引張試験機における破断された2つの試験片の各々
に対応する一対の把持部を備えるとともにこの把持部の
位置を調節可能にしたセッティング装置を用い、引張試
験機のクロスヘッドの位置情報に基づいてセッティング
装置の把持部の位置を調節し、この位置が調節された把
持部で引張試験機の破断された試験片をそれぞれ把持し
て回収部に回収するようにしたので、2つに破断された
試験片を正確に同時に把持することができ、しかも、ク
ロスヘッドを最終歪みの位置で停止しておけばよいの
で、次の試験開始までの無駄時間を無くすことができ、
引張試験機における動作を少なくして自動引張試験装置
におけるサイクルタイムを短縮することができる。
【0040】また、本発明の自動引張試験装置における
試験片の処理方法によれば、試験片供給手段から試験片
を引張試験機に供給するとともに引張試験機で試験が終
了した試験片を回収部に回収するセッティング装置とし
て、供給用ハンドと回収用ハンドとからなるハンド部を
アームの先端に備えたセッティング装置を用い、セッテ
ィング装置のハンド部を試験片供給手段の位置に移動し
てこのハンド部の供給用ハンドで試験片供給手段の試験
片を把持し、ハンド部を引張試験機の位置に移動してこ
のハンド部の回収用ハンドで引張試験機の試験が終了し
た試験片を把持して取り外し、次に、ハンド部の供給用
ハンドで把持している試験片を引張試験機に供給し、ハ
ンド部を回収部の位置に移動してこのハンド部の回収用
ハンドで把持している試験片を回収部に回収するように
したので、引張試験機の位置で試験片の取外しと試験片
の供給を続けて行うことができるので、試験片の供給と
回収の動作を少なくして自動引張試験装置におけるサイ
クルタイムを短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した自動引張試験装置におけるセ
ッティング装置のハンド部の一部破砕側面図である。
【図2】実施例における引張試験機のチャックに対する
回収用ハンドの回収位置を説明する図である。
【図3】実施例におけるセッティング装置の動作を説明
する図である。
【図4】実施例におけるセッティング装置、マーキング
部、引張試験機および回収部を示す図である。
【図5】実施例におけるセッティング装置、マーキング
部、引張試験機および回収部を示す図である。
【図6】従来の自動引張試験装置の構成を示す斜視図で
ある。
【図7】従来の自動引張試験装置におけるチャックが試
験片を把持した状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 試験片 1′ 歪試験片 1′′ 破断片 2 セッテイング装置 4 引張試験機 5 回収部 4c クロスヘッド 21 ハンド部 211 供給用ハンド 212 回収用ハンド

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 試験片をクロスヘッドで引張って引張試
    験を行う引張試験機から該引張試験機で破断された試験
    片をセッティング装置により回収する自動引張試験装置
    における試験片の回収方法であって、 前記セッティング装置として、前記引張試験機における
    破断された2つの試験片の各々に対応する一対の把持部
    を備えるとともに該把持部の位置を調節可能にしたセッ
    ティング装置を用い、 前記引張試験機の前記クロスヘッドの位置情報に基づい
    て前記セッティング装置の把持部の位置を調節し、該位
    置が調節された把持部で前記引張試験機の前記破断され
    た試験片をそれぞれ把持し、該把持部で把持した試験片
    を回収部に回収するようにしたことを特徴とする自動引
    張試験装置における試験片の回収方法。
  2. 【請求項2】 試験片を供給する試験片供給手段からセ
    ッティング装置により試験片を引張試験機に供給すると
    ともに、該引張試験機で試験が終了した試験片を上記セ
    ッティング装置で回収部に回収する自動引張試験装置に
    おける試験片の処理方法であって、 前記セッティング装置として、供給用ハンドと回収用ハ
    ンドとからなるハンド部をアームの先端に備えたセッテ
    ィング装置を用い、 前記セッティング装置の前記ハンド部を前記試験片供給
    手段の位置に移動して該ハンド部の前記供給用ハンドで
    該試験片供給手段の試験片を把持し、該ハンド部を前記
    引張試験機の位置に移動して該ハンド部の前記回収用ハ
    ンドで該引張試験機の前記試験が終了した試験片を把持
    して取り外し、該ハンド部の前記供給用ハンドで把持し
    ている試験片を該引張試験機に供給し、該ハンド部を前
    記回収部の位置に移動して該ハンド部の前記回収用ハン
    ドで把持している試験片を該回収部に回収するようにし
    たことを特徴とする自動引張試験装置における試験片の
    処理方法。
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