(57)【要約】【課題】  試験の種類や試験体の強度等に応じて、従来装置に比してより適切に試験を終了することのできる材料試験装置を提供する。【解決手段】  あらかじめ設定されている試験終了条件を満たしたか否かを判定して、その条件を満たした時点で、設定手段６ａにより設定されている動作モードに従って装置を停止させる停止制御手段（制御装置６）を備え、設定手段６ａにより、負荷機構２の駆動源（油圧源８）供給停止やフィードバック機構の目標値信号供給停止、負荷機構２の位置保持、除荷などの複数の動作モードのうち、任意の複数の動作モードの選択と、その実行順序の設定を可能とすることで、停止時の動作の選択のバリエーションを多くし、試験の種類や試験体の強度等に応じた最適な動作のもとに装置を停止させることを可能とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーボ系のフィードバック制御機構により制御されて試験体に対して負荷を加える負荷機構を備えた材料試験装置において、
あらかじめ設定されている試験終了条件を満たしたか否かを判定して、その条件を満たした時点で、設定手段により設定されている動作モードに従って装置を停止させる停止制御手段を備えるとともに、上記設定手段は、負荷機構の駆動源供給装置停止、フィードバック制御機構の目標信号供給停止、負荷機構の位置保持、および除荷を含む複数の停止のための動作モードのうち、複数の動作モードの選択と、その実行順序を設定することが可能で、上記試験停止制御手段は、選択された動作モードを設定された順序通りに実行して試験を自動的に停止するように構成されていることを特徴とする材料試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は材料試験装置に関し、更に詳しくは、サーボ系のフィードバック制御機構により負荷機構を制御して、例えば材料の疲労試験などを行う、いわゆる材料試験機や加振器等に関する。
【背景技術】
【０００２】
材料の疲労試験や耐久性試験を行う場合には、一般に、サーボ系のフィードバック制御機構を備えた材料試験機や加振器によって試験体に繰り返し負荷を加える。このように試験体に対して繰り返し負荷を与える試験においては、長時間連続運転をして試験を行うため、試験終了時にオペレータが試験装置の近辺に居ない場合が多い。そこで、この種の材料試験装置においては、負荷のサイクル数が設定数に達した時点や、あるいは荷重制御で試験を行っている場合に負荷機構のストロークがあらかじめ設定されている限度を超えた時点、更にはストローク制御で試験を行っている場合に試験体に作用する荷重が所定値に達した時点など、あらかじめ設定されている試験終了条件が満たされた時点で、自動的に試験機の運転を停止する機能を備えたものが多用されている（例えば特許文献１，特許文献２参照）。
【０００３】
このような材料試験装置における試験の停止の仕方、つまり試験装置の自動停止時における動作モードとしては、例えば油圧サーボ式のアクチュエータを備えた装置にあっては油圧源の電源を停止する（駆動源供給装置を停止する）方法、フィードバック制御機構に対する目標値信号の供給を停止する方法、試験体に作用している荷重を０にしたり（除荷）一定値に保持する方法、更には負荷機構のアクチュエータのストローク位置を一定位置に保持する方法などが採用されており、これらのうちの任意の動作モードを選択できるようにしたものも知られている。
【特許文献１】特開平８−５５３３号公報
【特許文献２】特開２００２−２２８５６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のように試験終了時に一つの動作モードを選択して装置を停止させる従来の材料試験装置においては、以下に示す問題がある。
【０００５】
すなわち、例えば試験終了後の消費電力を抑える目的で、停止時における動作モードとして、負荷機構の駆動源である油圧源の停止を選択すると、負荷機構のアクチュエータは負荷能力を失うことになるが、その過程においてアクチュエータを正常にフィードバック制御することができなくなってしまう。試験体がアクチュエータの負荷能力に対して十分に強固であれば問題とはならないが、微小な負荷制御にて試験を行う場合においては、アクチュエータの制御不能状態の影響により試験体に対して余分な負荷が加えられてしまうおそれがある。
【０００６】
また、目標値信号（波形信号）の停止や負荷機構のアクチュエータのストローク位置保持を試験装置の停止時における動作モードとして選択した場合には、停止時のアクチュエータの位置によっては試験体にクリープ負荷を与えてしまう可能性があり、また、停止後においても油圧源は動作し続けるため、試験終了後にオペレータが油圧源を停止するまでは無駄な電力を消費することになる。
【０００７】
更に、除荷を試験停止時における動作モードとして選択した場合には、負荷の繰り返し数が目標回数に到達した場合の停止に際しては、試験終了時に試験体に余分な負荷を与えることがないので有効であるものの、試験体が破断した場合の停止であれば、試験体に作用する試験力（荷重）を正確に検出できなくなってしまうので、正しい制御を行うことができなくなってしまうとともに、上記した目標値信号の停止やストローク位置保持を選択した場合と同様に電力を無駄に消費してしまうという問題がある。
【０００８】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、試験の種類や試験体の強度等に応じて、より適切に試験を終了することのできる材料試験装置の提供をその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明の材料試験装置は、サーボ系のフィードバック制御機構により制御されて試験体に対して負荷を加える負荷機構を備えた材料試験装置において、あらかじめ設定されている試験終了条件を満たしたか否かを判定して、その条件を満たした時点で、設定手段により設定されている動作モードに従って装置を停止させる停止制御手段を備えるとともに、上記設定手段は、負荷機構の駆動源供給装置停止、フィードバック機構の目標信号供給停止、負荷機構の位置保持、および除荷を含む複数の停止のための動作モードのうち、複数の動作モードの選択と、その実行順序を設定することが可能で、上記試験停止制御手段は、選択された動作モードを設定された順序通りに実行して試験を自動的に停止するように構成されていることによって特徴づけられる。
【００１０】
本発明は、試験終了条件を満たしたときに装置を自動的に停止させるための動作モードとして、複数の動作モードを組み合わせて選択することを可能とし、かつ、その各動作モードをシーケンシャルに実行することを可能とすることで、課題を解決しようとするものである。
【００１１】
すなわち、本発明においては、試験装置の停止時における動作モードとして、複数の動作モードの選択と、その各動作モードの実行順序の設定を可能として、その設定された動作モードを設定された順序のもとに実行するように構成することで、試験の種類や試験体の強度等に応じた動作モードの組み合わせと順序を自由に選択することを可能とし、例えば試験終了時に試験体に作用している負荷を除いた後（除荷）、油圧源を停止するなど、試験体の保護と消費電力の抑制とを同時に実現すること可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、試験終了時における装置の自動停止のための動作モードとして、複数の動作モードを組み合わせてシーケンシャルに実行することができるので、試験の種類や試験体の強度等に応じて最適な動作のもとに装置を停止させるべく、オペレータの選択のバリエーションが従来装置に比して飛躍的に向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明を電気油圧サーボ式の材料試験機に適用した実施の形態の構成図である。  
【００１４】
負荷フレーム１のテーブル部１ａには油圧アクチュエータ２が取り付けられており、その油圧アクチュエータ２と、負荷フレーム１のクロスヨーク部１ｂには、互いに対向するように３点曲げ用の試験治具３ａ，３ｂが取り付けられている。試験体Ｗはこれらの試験治具３ａ，３ｂ間に挟み込まれるように配置される。
【００１５】
試験体Ｗに作用する試験力は試験治具３ｂとクロスヨーク部１ｂの間に介在配置された力検出器４によって刻々と検出され、また、油圧アクチュエータ２の位置はストローク検出器５によって刻々と検出され、これらの各検出出力は制御装置６に取り込まれる。
【００１６】
制御装置６では、内蔵するファンクションジェネレータから出力される波形信号を目標値信号として、その目標値信号に対して、試験力およびストロークの検出結果のうち、制御量として選択されている量、例えば試験力の検出結果をフィードバックし、その偏差に応じた信号を、サーボバルブ７に対して操作信号として供給し、その弁開度を刻々と制御する。このサーボバルブ７は油圧アクチュエータ２と油圧源８との間に介在して、油圧アクチュエータ２への作動油の流入・流出を制御し、従って制御装置６からの操作信号によって油圧アクチュエータ２が駆動制御され、これにより、試験体Ｗに繰り返し曲げ負荷が加えられる。
【００１７】
さて、制御装置６に付設されている設定器６ａにより、試験終了条件の設定と、その条件を満たしたときの装置の自動停止時における動作モードを選択することができる。この選択においては、あらかじめ用意されている例えば油圧源８の駆動停止、ファンクションジェネレータからの目標値波形信号の出力停止、油圧アクチュエータ２のストローク位置の保持、および除荷を含む複数の動作モードから複数の動作モードを組合わせて選択できるとともに、その各動作の実行順序をも設定することができる。
【００１８】
図２にその停止動作の例をフローチャートで示す。この例においては、試験力制御により試験体Ｗの疲労試験を行っている場合の例であり、試験終了時における装置停止の動作モードとして、除荷と油圧源の駆動停止とをその順序で実行するように選択した例を示している。なお、試験終了条件としては、繰り返し負荷回数が規定回数に到達したことや、目標とする試験力の振幅を得るために必要な油圧アクチュエータ２のストローク量が規定量に達したことをなどを設定することができる。
【００１９】
さて、試験終了条件を満たした場合には、まず、除荷動作に移行する。除荷動作においては、制御量を試験力からストロークに切り換えたうえで、油圧アクチュエータ２を下限位置にまで移動させる。移動が完了したのち、油圧源８の駆動を停止する。
【００２０】
このような装置停止時の動作により、試験終了後に試験体Ｗに余分な力が作用することを防止することができると同時に、無駄な電力の消費を抑制することができる。
【００２１】
なお、以上の実施の形態においては、電気油圧サーボ式の材料試験機に本発明を適用した例を示したが、各種モータを駆動源とする材料試験機や加振器にも本発明を等しく適用し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態における試験終了時の装置停止動作の例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２３】
１  負荷フレーム
２  油圧アクチュエータ
３ａ，３ｂ  試験治具
４  力検出器
５  ストローク検出器
６  制御装置
６ａ  設定器
７  サーボバルブ
８  油圧源
Ｗ  試験体
【図１】
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【図２】
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