(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験片に負荷を与える負荷機構と、その負荷機構を設定された負荷条件のもとに駆動制御する駆動制御手段を備えた材料試験機において、
あらかじめ各種規格の試験条件を記憶するとともに、これらの各規格で用いる用具の装着方法を画像データで記憶する記憶手段と、規格番号を入力するための入力手段と、その入力手段により入力された規格番号に対応する試験条件を上記記憶手段から読み出し、その内容に基づいて、上記駆動制御手段に対して負荷条件を自動的に設定するとともに、当該規格に規定されている試験片の形状と寸法、および必要用具を含む他の試験条件を操作者に報知する手段を備え、かつ、上記必要用具の装着方法を画像データで表示する表示手段を備えていることを特徴とする材料試験機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は材料試験機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
材料試験機においては、一般に、負荷機構を駆動して試験片に負荷を与えつつ、刻々の負荷の大きさや試験片の伸び等をロードセルや伸び計等によって計測する。
【０００３】
材料試験における試験条件、例えば負荷の仕方、試験片の形状・寸法、あるいは試験片の把持の仕方等、については、ＪＩＳやＩＳＯ、あるいはＡＳＴＭなどの各種規格が定められており、このような規格に則った材料試験を行う場合には、通常、操作者は、まず、その規格の文書を読み、その記載内容に従って、試験に必要な形状・寸法の試験片や、その試験片を把持する掴み具等の用具を選定準備する。また、負荷の目標パターンなどの材料試験機の動作条件、つまり試験片に対する負荷条件を、材料試験機に手動により設定した後、試験を開始する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上のような従来の材料試験機における試験の開始に当たっての手順においては、まず、各種規格文書を読んで理解する必要があるが、このような規格文書を読んで理解することは専門の技術者でないと困難であり、また、手間が掛かるという問題もある。また、規格文書の内容に基づいて掴み具等の試験に必要な用具を選定するに当たっても、用具の知識を持ち合わせている必要があり、このことも熟練を要した技術者でないと選定は容易ではない。更に、材料試験機に対して負荷条件を設定するに際しても、試験機の操作を熟知した技術者が必要であるばかりでなく、その操作も難しく手間が掛かるために作業能率が悪いという問題もある。更にまた、規格の誤認識や、試験機に対する負荷条件の設定時における入力ミスなどにより間違った試験を行う可能性もあった。
【０００５】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、各種規格を理解することなく、専門技術者でなくとも所要の試験を行うことができ、また、間違った試験を行う可能性を可及的に少なくすることのできる材料試験機の提供を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の材料試験機は、試験片に負荷を与える負荷機構と、その負荷機構を設定された負荷条件のもとに駆動制御する駆動制御手段を備えた材料試験機において、あらかじめ各種規格の試験条件を記憶するとともに、これらの各規格で用いる用具の装着方法を画像データで記憶する記憶手段と、規格番号を入力するための入力手段と、その入力手段により入力された規格番号に対応する試験条件を上記記憶手段から読み出し、その内容に基づいて、上記駆動制御手段に対して負荷条件を自動的に設定するとともに、当該規格に規定されている試験片の形状と寸法、および必要用具を含む他の試験条件を操作者に報知する手段を備え、かつ、上記必要用具の装着方法を画像データで表示する表示手段を備えていることによって特徴づけられる。
【０００７】
本発明は、材料試験機自体にＪＩＳやＩＳＯあるいはＡＳＴＭ等の各種規格における試験条件を記憶させておき、規格番号を入力することによって対応するものを読み出して材料試験機の駆動制御手段に対して設定すべきものは自動的に設定し、当該試験で用いる試験片の形状・寸法や、他の必要用具等は表示や音声により操作者に対して報知し、更には必要用具の装着方法を画像データで表示することで、所期の目的を達成しようとするものである。
【０００８】
すなわち、本発明の材料試験機においては、試験を行うべき規格番号を入力手段により入力すると、記憶手段から該当のものが読み出されて負荷条件が自動設定され、従って操作者は材料試験機に対してその設定を行う必要がなくなり、操作者の誤認識や操作ミス等に起因して間違った試験を行う恐れがなくなる。
【０００９】
また、試験片の形状・寸法等の試験片情報や、その掴み具等の必要用具については、操作者に報知してその準備を促すことにより、操作者はその報知内容に従って準備をすればよいため、規格文書を読んで理解することなく、しかも、必要用具の装着方法が画像データで表示されるため、熟練の技術者でなくとも容易に正しく準備作業を行うことができる。
【００１０】
なお、本発明においては、記憶手段に記憶している各種規格の試験条件については、規格の改定等に対応して随時に書き換え可能とすることが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
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は本発明の実施の形態の構成図で、機械的構成を表す模式図と電気的構成を表すブロック図とを併記して示す図である。
【００１２】
試験機本体１は、テーブル１１上に２本の２本のねじ棹１２ａ，１２ｂを鉛直に配置するとともに、そのねじ棹１２ａ，１２ｂにクロスヘッド１３の両端部をナットを介して支承した構造を有している。各ねじ棹１２ａ，１２ｂは駆動装置１４によって回転が与えられ、この駆動装置１４の駆動によってクロスヘッド１３が上下動するようになっている。このクロスヘッド１３の上下動によるテーブル１１に対する接近／離隔によって、これらの間に取り付けられた試験片Ｗに対して引張ないしは圧縮負荷が加えられる。図１は引張試験を行う場合の例を示しており、この場合、テーブル１１とクロスヘッド１３に一対の掴み具１５ａ，１５ｂを装着し、その掴み具１５ａ，１５ｂによって試験片Ｗの両端部を把持した状態でクロスヘッド１３を上昇させることによって、試験片Ｗに引張負荷が与えられる。
【００１３】
クロスヘッド１３の移動は変位センサ１６によって刻々と検出され、また、試験片Ｗに作用する荷重はロードセル１７によって刻々と検出される。変位センサ１６およびロードセル１７の出力は、それぞれアンプ２１ａ，２１ｂを経てＡ−Ｄ変換器２２ａ，２２ｂによってデジタル化されたうえでコンピュータ２３に取り込まれる。
【００１４】
コンピュータ２３では、以上の変位データおよび荷重データを用いて、あらかじめ設定されている負荷条件、例えば荷重速度制御や等速速度制御、あるいは歪み速度制御等からなる負荷の目標パターンのもとに試験片Ｗに対して負荷を与えるべく、Ｄ−Ａ変換器２４を介して駆動装置１４をフィードバック制御する。
【００１５】
さて、コンピュータ２３の記憶装置２３ａには、あらかじめＪＩＳ，ＩＳＯ，ＡＳＴＭなどの材料試験に関しての各種規格の試験条件、つまり試験片Ｗの形状および寸法、その試験片Ｗを材料試験機に装着する際の掴み具等の用具、試験片Ｗに対する負荷パターンをはじめとする負荷条件等、が書き込まれている。また、この例においては、記憶装置２３ａには、各種規格に則った用具の当該材料試験機に対する装着方法についても画像データであらかじめ格納されている。そして、この記憶装置２３ａの記憶内容は、以下の手順によって読み出され、操作者に対して報知すべき事項については表示器２３ｃに表示されるとともに、駆動装置１４による負荷条件、つまり負荷の目標パターンを自動的に設定する。
【００１６】
図２はその動作手順を示すフローチャートである。まず、操作者が所望の規格番号をキーボード２３ｂから入力すると、コンピュータ２３は記憶装置２３ａのなかから該当のものを読み出し、その規格に規定されている試験片の形状・寸法と、当該試験を行うに当たって必要な掴み具等の用具を表示器２３ｃに表示する。同時に、その規格に規定されている試験片に対する負荷条件、つまり駆動装置１４に供給すべき負荷の目標パターンを自動的に設定して待機状態とする。
【００１７】
操作者は、表示器２３ｃの表示に従って試験片および用具を用意してその旨を入力すると、コンピュータ２３は次いでその用具の装着方法を画像データで表示器２３ｃに表示する。この表示に従って、操作者が用具を装着したうえで、試験片Ｗを取り付けると、後はスタート指令を与えるだけで、駆動装置１４が既に設定されている負荷の目標パターンのもとに駆動制御され、試験が実行される。
【００１８】
以上の実施の形態によると、材料試験機の操作者は、ＪＩＳやＩＳＯ等の規格に記載されている文書を読むことなく、従ってその内容を理解することなく、更には用具の装着方法等を知らなくとも、規格番号を入力するだけで、表示器２３ｃの表示に従って試験準備を行うだけで、自動的にその規格に則った試験を行うことができる。
【００１９】
ここで、記憶装置２３ａ内に記憶されている規格は、その内容を随時に書き換えできるようにすれば、規格の改定にも対処することができる。
【００２０】
また、記憶装置２３ａには、各種規格とは別に、任意の規格を少しカスタマイズした操作者独自の試験条件を記憶できるようにすれば、規格とは別の独自の試験を行う際にも、負荷パターン等をその都度人手によって設定する必要がなくなる。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ＪＩＳやＩＳＯ、あるいはＡＳＴＭ等の各種規格の試験条件をあらかじめ記憶しておき、任意の規格番号を入力することによって該当のものが読み出され、試験片の形状・寸法や必要な掴み具等の用具等の操作者が試験前に用意すべき事項が表示等によって報知されるとともに、負荷機構を制御する際の目標パターン等の負荷条件が自動的に設定され、更には必要用具の装着方法が画像で表示されるので、従来のように操作者が規格文書を読んで理解したうえで用具等を用意し、更には負荷の目標パターン等を設定する必要がなくなり、試験に際しての操作者の労力を大幅に軽減することができ、しかも、規格や用具に対しての知識がなくとも試験を行うことができる。また、操作者の誤認識や設定ミス等が生じることを防止することができるので、間違った試験を行う可能性を極めて少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の構成図で、機械的構成を表す模式図と電気的構成を表すブロック図とを併記して示す図である。
【図２】本発明の実施の形態により、規格に則った試験を行う際の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  試験機本体
１１  テーブル
１２ａ，１２ｂ  ねじ棹
１３  クロスヘッド
１４  駆動装置
１５ａ，１５ｂ  掴み具
１６  変位センサ
１７  ロードセル
２１ａ，２１ｂ  アンプ
２２ａ，２２ｂ  Ａ−Ｄ変換器
２３  コンピュータ
２３ａ  記憶装置
２３ｂ  キーボード
２３ｃ  表示器
２４  Ｄ−Ａ変換器
Ｗ  試験片
【図１】
0004506923.tif 000002
【図２】
0004506923.tif 000003