JPH0810182B2 - Impact tester - Google Patents
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- JPH0810182B2 JPH0810182B2 JP62211141A JP21114187A JPH0810182B2 JP H0810182 B2 JPH0810182 B2 JP H0810182B2 JP 62211141 A JP62211141 A JP 62211141A JP 21114187 A JP21114187 A JP 21114187A JP H0810182 B2 JPH0810182 B2 JP H0810182B2
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Description
【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 この発明は、プラスチックなどの構造用強化部材に高
速・衝撃負荷を与えたときの力学的挙動を解析するため
の衝撃試験機に関する。The present invention relates to an impact tester for analyzing mechanical behavior when a structural reinforcing member such as plastic is subjected to high-speed and impact load.
B.従来技術 この種の衝撃試験機は、プラスチック・同複合材料な
どの強度試験で注目されている衝撃破壊特性を調べるた
めの試験機で、一般的には板状の供試体を円形のダイス
の上におき、その中心に先端が球形をしたポンチを高速
度で打ち込み、その時の荷重−変形特性を求める打抜き
試験の他、高速引張試験などにも用いられる。B. Prior art This type of impact tester is a tester for investigating the impact fracture characteristics, which has been attracting attention in the strength tests of plastics and composite materials, and is generally a plate-shaped test piece with a circular die. It is also used for a high-speed tensile test as well as a punching test in which a punch having a spherical tip at the center is driven at a high speed and the load-deformation characteristics at that time are struck.
第４図は、このような従来の衝撃試験機の構成の概略
を示したブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing an outline of the configuration of such a conventional impact tester.
同図において、１は復動式の油圧シリンダからなるア
クチュエータ、２は供試体である。衝撃試験では、アク
チュエータ１のピストンを一定速度で供試体２に衝撃さ
せたときの破壊データが必要とされる。そのため、従来
の衝撃試験機は次のような変位制御系を備えている。In the figure, 1 is an actuator composed of a reciprocating hydraulic cylinder, and 2 is a specimen. In the impact test, destruction data when the piston of the actuator 1 is impacted on the test piece 2 at a constant speed is required. Therefore, the conventional impact tester is equipped with the following displacement control system.
即ち、設定信号としてランプ波を用い、これをサーボ
アンプ３を介してサーボ弁４に与えている。サーボ弁４
は、この設定信号に基づいた流量をアクチュエータ１に
与えてピストンを変位させている。ピストンの変位は変
位センサ５で検出され、その変位信号が変位アンプ６で
増幅される。そして、変位アンプ６の出力と設定信号と
の偏差が零になるようにサーボ弁４が流量制御すること
により、アクチュエータ１のピストンを一定速度で移動
するようにしている。That is, a ramp wave is used as the setting signal, and this is given to the servo valve 4 via the servo amplifier 3. Servo valve 4
Applies a flow rate based on this setting signal to the actuator 1 to displace the piston. The displacement of the piston is detected by the displacement sensor 5, and the displacement signal is amplified by the displacement amplifier 6. The piston of the actuator 1 is moved at a constant speed by controlling the flow rate of the servo valve 4 so that the deviation between the output of the displacement amplifier 6 and the setting signal becomes zero.
C.発明が解決しようとする問題点 上述したように従来の衝撃試験機は、変位制御方式に
よってアクチュエータ１のピストンを駆動しているか
ら、次のような問題点がある。C. Problems to be Solved by the Invention As described above, since the conventional impact tester drives the piston of the actuator 1 by the displacement control method, it has the following problems.
即ち、ピストンに負荷が掛かっていない場合、ピスト
ンは設定信号に応じて時間的に一定の割合で変位するこ
とにより一定速度になるが、ピストンが供試体２に衝撃
したときのようにピストンに負荷が掛かると、ピストン
の上下室の差圧が変化し流量が変わるため、ピストンの
変位に誤差が生じる。この変位誤差を微分してピストン
の移動速度に換算すると、僅かな変位であっても、かな
り大きな速度誤差となる。このように従来の衝撃試験機
は、ピストンに負荷が掛かると、その移動速度が変動す
るために精度の良い破壊データが得にくいという問題点
がある。That is, when the piston is not loaded, the piston moves at a constant rate in time according to the set signal to reach a constant speed, but the piston is loaded like when the test piece 2 is impacted. When the pressure is applied, the differential pressure between the upper and lower chambers of the piston changes and the flow rate changes, which causes an error in the displacement of the piston. When this displacement error is differentiated and converted into the moving speed of the piston, even a slight displacement results in a considerably large speed error. As described above, the conventional impact tester has a problem that it is difficult to obtain accurate fracture data because the moving speed of the piston fluctuates when a load is applied to the piston.
この発明は、このような事情に鑑みてなされたもので
あって、負荷中のピストンの速度変動を抑え、精度のよ
い破壊データを得ることができる衝撃試験機を提供する
ことを目的としている。The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an impact tester capable of suppressing speed fluctuations of a piston during loading and obtaining accurate fracture data.
D.問題点を解決するための手段 この発明は、上記問題点を解決するために次のような
構成を備えている。D. Means for Solving Problems The present invention has the following configuration in order to solve the above problems.
即ち、この発明に係る衝撃試験機は、アクチュエータ
の移動範囲を制御する変位制御機構と、前記アクチュエ
ータの移動速度を検出し、この移動速度信号と前記変位
制御機構から出力された速度設定信号との偏差で前記ア
クチュエータの速度を制御する速度制御機構とを備え、
前記変位制御機構は、前記アクチュエータの移動範囲を
設定する位置設定信号とアクチュエータの変位信号との
偏差を入力する非線形回路を含み、前記非線形回路は前
記アクチュエータの移動速度に応じて予め設定された速
度設定信号を前記偏差が所定値以上のときに出力する一
方、前記偏差が所定値以下のときにはその偏差に応じて
変化する信号を出力することを特徴とする。That is, the impact testing machine according to the present invention comprises a displacement control mechanism for controlling a movement range of an actuator, a movement speed of the actuator, and a movement speed signal and a speed setting signal output from the displacement control mechanism. A speed control mechanism for controlling the speed of the actuator by a deviation,
The displacement control mechanism includes a non-linear circuit that inputs a deviation between a position setting signal that sets a movement range of the actuator and a displacement signal of the actuator, and the non-linear circuit has a speed preset according to a moving speed of the actuator. The setting signal is output when the deviation is equal to or larger than a predetermined value, while the signal that changes according to the deviation is output when the deviation is equal to or smaller than the predetermined value.
E.作 用 位置設定信号とアクチュエータの変位信号との偏差が
大きいとき、即ち、アクチュエータが始動してから停止
位置付近に至るまでの間、非線形回路は速度設定信号を
出力する。速度制御機構は、この速度設定信号を基準入
力とし、検出されたアクチュエータの移動速度信号との
偏差で、アクチュエータを直接に速度制御するから、ア
クチュエータは一定の速度で動く。一方、アクチュエー
タが停止位置付近に達し、位置設定信号とアクチュエー
タの変位信号との偏差が小さくなると、非線形回路はそ
の偏差に応じて信号のレベルを変化させる。その結果、
アクチュエータの移動速度が低下し、変位制御機構の働
きによってアクチュエータは所定の停止位置で止まる。E. When the deviation between the working position setting signal and the actuator displacement signal is large, that is, from when the actuator starts to near the stop position, the non-linear circuit outputs the speed setting signal. The speed control mechanism uses this speed setting signal as a reference input and directly controls the speed of the actuator based on the deviation from the detected moving speed signal of the actuator, so that the actuator moves at a constant speed. On the other hand, when the actuator reaches the vicinity of the stop position and the deviation between the position setting signal and the actuator displacement signal becomes small, the non-linear circuit changes the signal level according to the deviation. as a result,
The movement speed of the actuator decreases, and the actuator stops at a predetermined stop position due to the action of the displacement control mechanism.
F.実施例 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。F. Embodiment Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図は、この発明の一実施例の構成の概略を示した
ブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the outline of the configuration of an embodiment of the present invention.
同図において、第４図と同一符号で示した部分は同一
部分であるから、ここでの説明は省略する。In the figure, the parts designated by the same reference numerals as those in FIG.
この実施例に係る衝撃試験機は、アクチュエータ１の
制御機構として、その移動範囲を制御するための変位制
御機構と、移動速度を制御するための速度制御機構とを
備えている。The impact testing machine according to this embodiment includes a displacement control mechanism for controlling the moving range of the actuator 1 and a speed control mechanism for controlling the moving speed as the control mechanism of the actuator 1.
変位制御機構は、サーボアンプ３、サーボ弁４、変位
センサ５、変位アンプ６および非線形回路７から構成さ
れている。非線形回路７には、アクチュエータ１の停止
位置を設定するための位置設定信号（ステップ波）と変
位アンプ６の出力との偏差が入力信号として与えられ
る。また、非線形回路７には、アクチュエータ１の移動
速度に応じた速度設定信号が予め設定されている。非線
形回路７は、前記入力信号の大きさに応じて、出力レベ
ルを次のように可変する。The displacement control mechanism is composed of a servo amplifier 3, a servo valve 4, a displacement sensor 5, a displacement amplifier 6 and a non-linear circuit 7. The non-linear circuit 7 is supplied with the deviation between the position setting signal (step wave) for setting the stop position of the actuator 1 and the output of the displacement amplifier 6 as an input signal. Further, a speed setting signal corresponding to the moving speed of the actuator 1 is preset in the non-linear circuit 7. The non-linear circuit 7 varies the output level as follows according to the magnitude of the input signal.
第２図は、非線形回路７の入出力特性を示している。
即ち、非線形回路７は、位置設定信号と変位アンプ６の
出力との偏差VINが大きい場合（VIN＞VA、VIN＜VB）、
速度設定信号V1〜V6のいずれかを出力し、偏差VINが小
さい場合（VB＜VIN＜VA）、その偏差に比例してレベル
変化する出力を与える。FIG. 2 shows the input / output characteristics of the nonlinear circuit 7.
That is, when the deviation V IN between the position setting signal and the output of the displacement amplifier 6 is large (V IN > V A , V IN <V B )
When any of the speed setting signals V 1 to V 6 is output and the deviation V IN is small (V B <V IN <V A ), an output whose level changes in proportion to the deviation is given.
第２図に示すような入出力特性をもつ非線形回路７の
具体的な回路構成を第３図に示す。偏差VA,VBは比較器7
1,72の各基準電圧で設定され、偏差VA,VB間の比例特性
は増幅器73の増幅率、具体的には抵抗R1とR2との比率で
設定される。増幅器73の出力はバッファ増幅器74を介し
て取り出され、この出力は比較器75,76にそれぞれ入力
される。比較器75,76の出力はバッファ増幅器74の入力
側に帰還され、比較器75,76の各出力電圧レベルによっ
て速度設定信号のレベルが設定される。FIG. 3 shows a specific circuit configuration of the non-linear circuit 7 having the input / output characteristics shown in FIG. Deviations V A and V B are calculated by comparator 7
Is set in 1, 7 2 of the reference voltage, proportional characteristic between the deviation V A, V B is the amplification factor of the amplifier 7 3, is specifically set by the ratio of resistors R 1 and R 2. The output of the amplifier 7 3 is taken out via the buffer amplifier 7 4 , and this output is input to the comparators 7 5 and 7 6 , respectively. The outputs of the comparators 7 5 and 7 6 are fed back to the input side of the buffer amplifier 7 4 , and the level of the speed setting signal is set by the output voltage levels of the comparators 7 5 and 7 6 .
この非線形回路７の動作は次の通りである。 The operation of this non-linear circuit 7 is as follows.
偏差入力VINが基準電圧VAを超えると比較器74が飽和
する。これにより増幅器73が飽和し、その出力電圧がバ
ッファ増幅器74を介して取り出される。バッファ増幅器
74の出力電圧によって比較器75が飽和する。この比較器
75の正の出力電圧が速度設定信号として、バッファ増幅
器74を介して出力される。偏差入力が基準電圧VBよりも
小さい場合には、比較器72、76が同様に動作して、負の
速度設定信号が出力される。なお、速度設定信号の正負
は、アクチュエータ１の移動方向に応じて定められる。Comparator 7 4 and deviation input V IN exceeds the reference voltage V A is saturated. Thus an amplifier 7 3 saturated, the output voltage is taken out through a buffer amplifier 7 4. Buffer amplifier
The output voltage of 7 4 saturates comparator 7 5 . This comparator
The positive output voltage of 7 5 is output as a speed setting signal via the buffer amplifier 7 4 . When the deviation input is smaller than the reference voltage V B , the comparators 7 2 and 7 6 operate in the same manner, and the negative speed setting signal is output. The sign of the speed setting signal is determined according to the moving direction of the actuator 1.
偏差入力VINが、VB＜VIN＜VAの範囲にある場合には、
比較器71,72、75、76は動作しないので、偏差入力VINが
増幅器73で増幅される結果、偏差入力VINに比例した信
号が出力される。If the deviation input V IN is within the range of V B <V IN <V A ,
Since the comparators 7 1 , 7 2 , 7 5 , and 7 6 do not operate, the deviation input V IN is amplified by the amplifier 7 3 , and as a result, a signal proportional to the deviation input V IN is output.
次に、この実施例の速度制御機構の構成を説明する。 Next, the structure of the speed control mechanism of this embodiment will be described.
速度制御機構は、アクチュエータ１の移動速度を検出
する速度センサ８、この速度センサ８の出力を増幅する
速度アンプ９、サーボアンプ３およびサーボ弁４から構
成されている。サーボアンプ３は非線形回路７の出力と
速度アンプ９の出力との偏差を入力する。なお、サーボ
アンプ３とサーボ弁４と間には、アクチュエータ始動用
のスイッチSWが介在している。The speed control mechanism is composed of a speed sensor 8 for detecting the moving speed of the actuator 1, a speed amplifier 9 for amplifying the output of the speed sensor 8, a servo amplifier 3 and a servo valve 4. The servo amplifier 3 inputs the deviation between the output of the non-linear circuit 7 and the output of the speed amplifier 9. A switch SW for starting the actuator is interposed between the servo amplifier 3 and the servo valve 4.
次に、この実施例の動作を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
まず、試験条件に応じたアクチュエータ１の移動速
度を設定するために、スイッチSWをOFF状態にして、非
線形回路７に前記移動速度に応じた速度設定信号を与え
る。First, in order to set the moving speed of the actuator 1 according to the test condition, the switch SW is turned off, and the speed setting signal according to the moving speed is given to the non-linear circuit 7.
さらに、アクチュエータ１の停止位置に対応した電圧
レベルの位置設定信号を与える。Further, a position setting signal having a voltage level corresponding to the stop position of the actuator 1 is given.
次に、スイッチSWをON状態にする。アクチュエータ１
は始動位置にあるから、このときの変位アンプ６の出力
と位置設定信号との偏差は大きい。したがって、非線形
回路７は速度設定信号をそのまま出力する。一方、始動
開始時において、速度センサ８の出力は零であるから、
非線形回路７から出力された速度設定信号に応じた速度
でアクチュエータ１が始動する。Next, the switch SW is turned on. Actuator 1
Is in the starting position, the deviation between the output of the displacement amplifier 6 and the position setting signal at this time is large. Therefore, the non-linear circuit 7 outputs the speed setting signal as it is. On the other hand, since the output of the speed sensor 8 is zero at the start of starting,
The actuator 1 starts at a speed according to the speed setting signal output from the non-linear circuit 7.
アクチュエータ１が停止位置付近に達するまでの間、
非線形回路７は一定の速度設定信号を出力するから、こ
の速度設定信号を基準入力とする速度制御機構によっ
て、アクチュエータ１の移動速度が一定に保たれる。こ
の間にアクチュエータ１は供試体２に衝突し、アクチュ
エータ１に負荷が作用するが、速度制御機構がアクチュ
エータ１の移動速度を一定に保持するように直接的に速
度制御することにより、アクチュエータ１の移動速度の
変動が効果的に抑制される。Until the actuator 1 reaches near the stop position,
Since the non-linear circuit 7 outputs a constant speed setting signal, the moving speed of the actuator 1 is kept constant by the speed control mechanism using this speed setting signal as a reference input. During this time, the actuator 1 collides with the sample 2 and a load is applied to the actuator 1. However, the speed control mechanism directly controls the speed of the actuator 1 so as to keep the moving speed of the actuator 1 constant. Speed fluctuations are effectively suppressed.
アクチュエータ１が供試体２に衝撃を加えてこれを破
断した後、停止位置に近づくにつれて、変位アンプ６の
出力と位置設定信号との偏差が小さくなるから、非線形
回路７は前記偏差に比例した低レベルの電圧を出力する
ようになる。アクチュエータ１は、この偏差に応じた電
圧によって速度制御されるようになるから、停止位置に
近づくにつれて速度を落としていく。After the actuator 1 gives a shock to the test piece 2 and breaks it, the deviation between the output of the displacement amplifier 6 and the position setting signal becomes smaller as it approaches the stop position. Therefore, the nonlinear circuit 7 has a low level proportional to the deviation. The level voltage will be output. Since the speed of the actuator 1 is controlled by the voltage according to this deviation, the speed of the actuator 1 decreases as it approaches the stop position.
そして、アクチュエータ１が停止位置に達すると、非
線形回路７への偏差入力が零レベルになるから、変位制
御機構の働きによって、アクチュエータ１は位置設定信
号に応じた停止位置で止まる。When the actuator 1 reaches the stop position, the deviation input to the non-linear circuit 7 becomes zero level, so that the displacement control mechanism causes the actuator 1 to stop at the stop position according to the position setting signal.
なお、上述の実施例で説明した非線形回路７は、第３
図に示したような回路構成に限定されるものでなく、種
々変形実施することができことは言うまでもない。In addition, the nonlinear circuit 7 described in the above embodiment is the third circuit.
It goes without saying that the circuit configuration is not limited to that shown in the drawing, and various modifications can be made.
G.発明の効果 以上の説明から明らかなように、この発明に係る衝撃
試験機は、アクチュエータの移動範囲を制御する変位制
御機構と、前記アクチュエータの移動速度を制御する速
度制御機構とを備え、位置設定信号とアクチュエータの
変位信号との偏差が大きい場合は、非線形回路から出力
された速度設定信号に基づいてアクチュエータを直接的
に速度制御しているので、変位制御方式を採る従来装置
に比較して、アクチュエータに負荷が作用した場合にも
速度の変動が小さく抑えられ、精度の高い破壊データを
得ることができる。G. Effects of the Invention As is apparent from the above description, the impact testing machine according to the present invention includes a displacement control mechanism that controls the moving range of the actuator, and a speed control mechanism that controls the moving speed of the actuator, When the deviation between the position setting signal and the actuator displacement signal is large, the speed of the actuator is directly controlled based on the speed setting signal output from the non-linear circuit. Thus, even when a load is applied to the actuator, the fluctuation in speed is suppressed to a small level, and highly accurate destruction data can be obtained.
また、この発明によれば、非線形回路の特性を変える
ことによって、速度設定信号が出力される偏差域を自由
に拡げられるから、アクチュエータが一定速度で移動す
る範囲を広くすることができ、実用上、好都合である。Further, according to the present invention, by changing the characteristics of the non-linear circuit, the deviation range in which the speed setting signal is output can be freely expanded, so that the range in which the actuator moves at a constant speed can be widened, and in practical use. , Convenient.
第１図はこの発明の一実施例に係る衝撃試験機の構成の
概略を示したブロック図、第２図は前記実施例における
非線形回路の入出力特性図、第３図は前記非線形回路の
具体的な回路図、第４図は従来の衝撃試験機の構成の概
略を示したブロック図である。 １……アクチュエータ、２……供試体 ３……サーボアンプ、４……サーボ弁 ５……変位センサ、６……変位アンプ ７……非線形回路、８……速度センサ ９……速度アンプFIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an impact tester according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an input / output characteristic diagram of a non-linear circuit in the above embodiment, and FIG. 3 is a concrete example of the non-linear circuit. FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional impact tester. 1 ... Actuator, 2 ... Specimen, 3 ... Servo amplifier, 4 ... Servo valve, 5 ... Displacement sensor, 6 ... Displacement amplifier, 7 ... Non-linear circuit, 8 ... Speed sensor, 9 ... Speed amplifier
Claims (1)
制御機構と、前記アクチュエータの移動速度を検出し、
この移動速度信号と前記変位制御機構から出力された速
度設定信号との偏差で前記アクチュエータの速度を制御
する速度制御機構とを備え、前記変位制御機構は、前記
アクチュエータの移動範囲を設定する位置設定信号とア
クチュエータの変位信号との偏差を入力する非線形回路
を含み、前記非線形回路は前記アクチュエータの移動速
度に応じて予め設定された速度設定信号を前記偏差が所
定値以上のときに出力する一方、前記偏差が所定値以下
のときにはその偏差に応じて変化する信号を出力するこ
とを特徴とする衝撃試験機。1. A displacement control mechanism for controlling a moving range of an actuator, and a moving speed of the actuator are detected,
The displacement control mechanism includes a speed control mechanism that controls the speed of the actuator based on a deviation between the movement speed signal and a speed setting signal output from the displacement control mechanism, and the displacement control mechanism sets a position for setting a movement range of the actuator. A non-linear circuit for inputting the deviation between the signal and the displacement signal of the actuator, the non-linear circuit outputs a speed setting signal preset according to the moving speed of the actuator when the deviation is a predetermined value or more, An impact tester which outputs a signal that changes according to the deviation when the deviation is less than a predetermined value.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62211141A JPH0810182B2 (en) | 1987-08-25 | 1987-08-25 | Impact tester |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62211141A JPH0810182B2 (en) | 1987-08-25 | 1987-08-25 | Impact tester |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6454228A JPS6454228A (en) | 1989-03-01 |
| JPH0810182B2 true JPH0810182B2 (en) | 1996-01-31 |
Family
ID=16601059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62211141A Expired - Lifetime JPH0810182B2 (en) | 1987-08-25 | 1987-08-25 | Impact tester |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0810182B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5320780B2 (en) | 2008-03-17 | 2013-10-23 | 富士通株式会社 | Information processing system, function expansion device, and control method |
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Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07104243B2 (en) * | 1984-11-15 | 1995-11-13 | 株式会社島津製作所 | High-speed impact test equipment |
-
1987
- 1987-08-25 JP JP62211141A patent/JPH0810182B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6454228A (en) | 1989-03-01 |
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