CN104614263A - 硬度试验机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种使利用由低倍率物镜取得的试验片的图像而设定的试验位置的设定精度提高的硬度试验机。控制部（70）作为功能性结构，具有：试验位置设定部（71），其用于在试验片的表面设定试验位置；边缘检测部（72），其检测出通过各物镜取得的图像中的试验片（100）的形状外缘；修正量算出部（74），其利用通过高倍率物镜取得的窄范围图像计算用于修正试验位置的修正量；以及试验位置修正部（75），其将修正量算出部（74）算出的修正量应用到全部试验位置来执行试验位置的修正。

Description

硬度试验机

技术领域

本发明涉及一种测量试验片的硬度的硬度试验机。

背景技术

硬度试验机具有：载置试验片并在XY平面上定位试验片的XY载置台；用于在试验片的表面形成压痕的压头；通过在试验位置将压头按压向试验片而对压头施加试验力的负载机构；用于观察在试验片表面形成的压痕的物镜；为使物镜和压头的某一个与试验位置相对而转换的转台。于是，构成为测量在试验片的表面形成的压痕的大小，基于该压痕的大小求出试验片的硬度（参照专利文献1）。

这样，硬度试验机采用如下结构：通过使向试验片施加试验力的负载系统的负载轴、与用于观察在试验片形成的压痕的光学系统的光轴同轴，且使压头和物镜相对于试验片移动，转换负载系统和光学系统。

在这样的硬度试验机中进行维氏硬度试验时，首先，通过低倍率物镜观察在载置台上载置的试验片，决定试验片的形状检测和按压压头的试验位置。然后，在决定的试验位置上进行按压压头的动作后，通过适合压痕大小的测量的倍率的物镜观察在试验片的表面形成的压痕，从而进行对压痕的测量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1 日本特开平9-15128号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，由于物镜越是高倍率，数值孔径越大，因此物镜和XY载置台上的试验片的距离变化时，低倍率物镜比高倍率物镜对准焦点的范围（焦点深度）大。又，由于高倍率物镜视野范围狭窄，在试验片的表面设定多个试验位置的情况下，利用通过低倍率物镜取得的宽范围图像是更高效率的。

另一方面，由于低倍率物镜在Z方向的宽宽范围对准焦点，在利用通过低倍率物镜取得的图像而设定的试验位置上，以Z方向的位置的差异为起因的XY方向的设定精度，低于利用通过高倍率物镜取得的图像的情况。因此，利用通过低倍率物镜取得的图像而设定试验位置时，出现没有在预计的位置上形成压痕的情况。

本发明是为了解决上述问题而做出的，其目的在于提供一种能够提高利用通过低倍率物镜取得的试验片的图像而设定的试验位置的设定精度的硬度试验机。

解决课题的手段

技术方案1记载的发明是一种硬度试验机，其具有：载置台，所述载置台载置试验片，并在XY方向上对该试验片进行定位；升降机构，所述升降机构使所述载置台在Z方向上移动；压头，所述压头用于在所述试验片的表面形成压痕；负载机构，所述负载机构通过在试验位置将所述压头按压到所述试验片的表面而将试验力赋予给所述压头；倍率不同的多个物镜，所述多个物镜用于观察所述试验片的形状和形成在所述试验片的表面上的压痕；转换构件，所述转换构件支承所述压头和所述物镜，且使所述压头或所述物镜的某一个向与所述试验片相对的位置移动；以及显示部，所述显示部显示通过所述物镜取得的图像，所述硬度试验机的特征在于，多个所述物镜包括：第一物镜，所述第一物镜用于取得所述试验片的宽范围图像；和第二物镜，所述第二物镜的倍率比所述第一物镜的倍率高，用于取得所述试验片的窄范围图像，所述硬度试验机具有：边缘检测部，所述边缘检测部从通过所述物镜取得的图像检测出所述试验片的形状外缘；试验位置设定部，所述试验位置设定部在通过所述第一物镜取得的宽范围图像上基于自通过所述边缘检测部检测出的第一形状外缘的距离L而设定多个试验位置；位置调整部，所述位置调整部对载置有所述试验片的所述载置台的位置进行调整，以使得通过所述试验位置设定部设定的多个试验位置中的一个位置成为所述宽范围图像的中心；修正量算出部，所述修正量算出部算出在窄范围图像上基于该试验片的形状外缘确定的应试验位置与所述一个位置的差分，作为用于修正所述试验位置设定部所设定的试验位置的修正量，所述窄范围图像是在利用所述位置调整部进行位置调整后，利用所述转换构件使所述第二物镜向与所述试验片相对的位置移动，通过所述第二物镜取得的；以及试验位置修正部，所述试验位置修正部通过将所述修正量算出部所算出的修正量应用到由所述试验位置设定部设定的全部试验位置，来修正试验位置。

关于技术方案2记载的发明，根据技术方案1所记载的发明，所述修正量算出部将所述应试验位置设为自通过所述边缘检测部检测出的第二形状外缘的距离与所述距离L相等的位置，算出所述修正量。

关于技术方案3记载的发明，根据技术方案1所记载的发明，所述修正量算出部将所述应试验位置设为自通过输入单元指定的所述试验片的形状外缘相当部的距离与所述距离L相等的位置，算出所述修正量。

发明效果

根据技术方案1到技术方案3记载的发明，通过将修正量算出部算出的修正量应用于由试验位置设定部设定的全部试验位置，来对试验位置进行修正，因此能够通过利用由第二物镜取得的窄范围图像求得的修正量，来修正在由第一物镜取得的宽范围图像上设定的试验位置，从而能够提高试验位置的设定精度。

根据技术方案3记载的发明，考虑涂膜或镀层，在试验片上设定试验位置成为可能。

附图说明

图1是示出本发明涉及的硬度试验机的概要图。

图2是升降XY载置台12的升降机构的概要图。

图3是示出被支承于转台20的物镜等的配置的说明图。

图4是用于对压头19以及压头21施加试验力的负载机构，以及用于观察在试验片100上形成的压痕的光学系统的概要图。

图5是对通过压头21在试验片100上形成压痕的样子进行说明的示意图。

图6是示出在试验片100形成的压痕的俯视图。

图7是示出本发明涉及的硬度试验机的主要控制系统的框图。

图8是对设定试验位置的步骤进行说明的流程图。

图9是对修正试验位置的修正量的算出步骤进行说明的流程图。

图10是示出宽范围图像上的试验位置的设定例的示意图。

图11是对试验位置的修正进行说明的示意图。

图12是对修正试验位置的修正量的算出步骤的变形例进行说明的流程图。

图13是对试验位置的修正的变形例进行说明的示意图。

具体实施方式

以下基于附图对本发明的实施方式进行说明。图1是示出本发明涉及的硬度试验机的概要图。图2是升降XY载置台12的升降机构的概要图。

该硬度试验机具有台11，以及配置在该台11上的、载置试验片100的XY载置台12。XY载置台12是用于使试验片100在X方向（图1中的左右方向）和Y方向（图1中的垂直于纸面的方向）移动，并在该XY平面上对试验片100定位的构件。在该XY载置台12上，附设有用于使XY载置台12在X方向水平移动的电动机13和用于使XY载置台12在Y方向移动的电动机14。

在微小尺寸的试验片100上进行试验时，将以对试验片100的硬度不产生影响的方法把试验片100树脂铸模了的材料作为试样，利用与试样形状相应的夹具，将试验片100配置在XY载置台12上。

又，XY载置台12为通过图2所示的升降机构的作用而在上下方向（Z方向）移动的结构。即，支承XY载置台12的支承部51通过在侧面形成有齿轨53的升降构件52被支承。该升降构件52上的齿轨53与通过电动机15的驱动而旋转的小齿轮54啮合。因此，XY载置台12通过电动机15的驱动进行升降。

又，该硬度试验机具有：用于通过目视观察试验片100的目镜16；用于对试验片100进行摄影的摄像机17；以及支承压头21和物镜23、24等并进行旋转的转台20。该转台20通过操作旋钮26或者通过后面叙述的电动机30的驱动，以朝向铅垂方向的轴为中心进行旋转。又，该硬度试验机具有也能作为输入部和显示部发挥作用的触屏式的液晶显示部59。

图3是示出由转台20支承的物镜等的配置的说明图。

转台20上配设有被按压至被载置在载置台12上的试验片100的压头19、21，2倍的物镜22，5倍的物镜23，40倍的物镜24以及50倍的物镜25。这些压头19、21以及物镜22、23、24、25被配置在以转台20的旋转中心C为中心的圆上。另外，物镜22、23、24、25的倍率以及配设个数并不限制于此。

再次参照图1，该材料试验机与计算机50相连接，所述计算机50由用于显示试验片100的表面的像的液晶监测器等显示部55；作为用于输入各种数据的输入单元而发挥作用的键盘57及鼠标58；以及主机56构成。该计算机50在主体56内具有ROM、RAM等存储装置以及执行逻辑运算的中央处理器（CPU）。

图4是用于对压头19和压头21赋予试验力的负载机构和用于观察在试验片100上所形成的压痕的光学系统的概要图。另外，图4示出在图3中用点划线表示的位置的截面。

该硬度试验机具有：对压头19、21赋予试验力的负载机构；和用于对在XY载置台12上载置的试验片100进行照明且观察压痕的光学系统，所述试验力用于相对于试验片100按压压头19、21的顶端。

转台20的轴筒27通过轴承29与旋转轴28连接，通过操作旋钮26或者通过后面叙述的电动机30的驱动，以朝向铅垂方向的旋转轴28为中心进行旋转。在图4中示出的是利用转台20的旋转通过负载传递轴36对压头21赋予试验力的情况，即，压头21被配置在与试验片100相对的位置的情况。对压头19赋予试验力的情况下，压头19被配置在图4中示出的压头21的位置。

负载机构具有能够以朝向水平方向的轴31为中心摇动的杆32。在杆32的一端配置有中空的按压部35。该按压部35的构成为伴随杆32的摇动，对被附设在与压头21连接的负载传递轴36的端部的抵接部37进行按压。又，在杆32的另一端附设有永磁铁33。在该永磁铁33的外部配置有电磁线圈34。通过该永磁铁33和电磁线圈34，构成音圈电动机。该音圈电动机成为电磁式的负载机构，其能够通过控制在电磁线圈34通过的电流，对利用被配置在负载传递轴36的顶端的压头21向试验片100施加的试验力进行控制。

另外，在该实施形态中，其结构为，能够使此刻的试验力以例如2kgf、1kgf、0.5kgf、0.3kgf、0.2kgf、0.1kgf、0.05kgf、0.025kgf、0.01kgf阶段性地变化。

负载传递轴36由将上下的板簧61通过支承构件62固定在转台20的轴筒27上的罗伯威尔结构所支承，且能够根据由负载机构赋予的试验力来升降。在负载传递轴36上连接有检测该负载传递轴36的移动量的差动变压器式的位移检测器60。该位移检测器60通过支承构件63与转台20的轴筒27连接，通过转台20的旋转与负载传递轴36同步地移动。另外，该位移检测器60用于试验片100的表面的检测。即，始终对以极其微小的力使压头21下降时的移动量进行检测，在压头21的移动停止时判断压头21与试验片100的表面抵接。

光学系统具有：LED光源41；将来自LED光源41的光导向水平方向的光筒42；为了从上方对试验片100照明而将由光筒42所引导的光引导至按压部35的中空部、且使来自试验片100的表面及其周围区域的反射光透过至摄像机17侧的半透半反镜43；以及将透过了半透半反镜43的、来自试验片100的表面的反射光分开至目镜16以及摄像机17的半透半反镜44。物镜22被配置在图4中的负载传递轴36的位置、即试验片100上形成的压痕的观察位置的情况下，来自试验片100的表面的反射光通过物镜22、按压部35的中空部、半透半反镜43、44入射到目镜16以及摄像机17。由此，能够通过目镜16观察试验片100的放大像，且能够将通过摄像机17所拍摄的放大像显示在计算机50的显示部55上。其他的物镜23、24、25被配置在压痕的观察位置的情况也和物镜22的情况同样。

图5是示意性地示出通过压头21在试验片100上形成压痕的样子的说明图，图6是示出在试验片100上所形成的压痕的俯视图。压头19、21中的压头21是用于进行作为硬度试验的维氏硬度试验的压头，其顶端是四棱锥形状。如图5所示，该压头21通过图4中示出的负载机构的作用在试验片100的表面被压入深度h。接着，解除该试验力，使图1中示出的转台20旋转以使所希望的倍率的物镜移动至与试验片100相对的位置。从通过物镜以及摄像机17得到的、在试验片100的表面所形成的压痕的图像，对压痕的对角线长度d［d=（dx＋dy）/2］进行测量（参照图6）。维氏硬度与试验力除以压痕的表面积所得到的值成比例，所述压痕假设是底面为正方形、且其顶点的角度和压头21相同的棱锥。于是，根据从压痕的对角线长度d（mm：毫米）求出的压痕的表面积和试验力，算出维氏硬度。

在此，将试验力设为F（N：牛顿）的情况下，维氏硬度HV用下述的算式（1）表示。

HV=0．1891（F／d²）……（1）

另外，作为压头19、21中的另一个压头19，例如使用在努普硬度试验中采用的菱形的金字塔型的压头。

图7是示出本发明涉及的硬度试验机的主要控制系统的框图。

该硬度试验机在试验机主体内具有控制试验机动作的试验机控制部80。该控制部80与上述摄像机17、液晶显示部59、LED光源41、位移检测器60、电磁线圈34、计算机50的主体56、用于使转台20旋转的电动机30以及用于使载置台12在X、Y、Z方向移动的电动机13、14、15连接。进一步，该控制部80也与存储用于使硬度试验机动作的各种信息的存储部81连接。

计算机50在主体56内具有控制部70和存储部76。且控制部70作为功能性结构具有：用于在试验片100的表面上设定试验位置的试验位置设定部71；检测出通过各物镜22、23、24、25取得的图像中的试验片100的形状外缘（边缘）的边缘检测部72；修正量算出部74，其利用通过高倍率的物镜24或高倍率的物镜25取得的窄范围的图像而计算用于修正试验位置的修正量；试验位置修正部75，其将修正量算出部74算出的修正量应用于全部的试验位置，并进行试验位置的修正。进一步，控制部70具有位置调整部73，所述位置调整部73进行XY载置台12的位置调整，以使在转换与试验片100相对的物镜时，通过试验位置设定部71设定的试验位置中的一个位置成为通过低倍率的物镜22、23取得的宽范围图像的中心。

存储部76存储包括通过试验位置设定部71设定试验位置时利用的试验位置与试验片100的边缘E之间的距离的参数，以及设定的各试验位置的坐标等的各种信息。

接下来，对使用具有如上结构的硬度试验机进行硬度试验的情况下的试验位置的设定动作进行说明。图8是对设定试验位置的步骤进行说明的流程图。图9是对修正试验位置的修正量的算出步骤进行说明的流程图。图10是示出宽范围图像上的试验位置的设定例的示意图。图11是对试验位置的修正进行说明的示意图。另外，图10中，以作为维氏压头的压痕形状的白色四边形表示各试验位置。又，图11中，以十字表示试验位置，图11中的矩形框表示显示部55的画面上的试验片100的图像显示框。图11的（a）是表示通过低倍率的物镜23取得的宽范围图像，图11的（b）是表示通过高倍率的物镜24取得的小范围图像。

在微小尺寸的试验片100上进行试验时，以对试验片100的硬度不产生影响的方法，将试验片100树脂铸模，通过适合材料特性的研磨法研磨表面并将其作为被检查面。如图10所示，在作为齿轮的一部分的钢制的试验片100上进行试验时，为使树脂铸模了的试验片100不在试验过程中偏离，利用夹具将其载置在XY载置台12上。

首先，使转台20旋转，使低倍率的物镜23移动至与试验片100相对的位置，通过物镜23取得试验片100的宽范围图像（步骤S1），并在显示部55显示图像。接下来，检测出试验片100的宽范围画像中的试验片100的边缘E（第一形状外缘）（步骤S2）。

接下来，操作者利用键盘57以及鼠标58，通过试验位置设定部71的作用设定对在显示部55上显示的试验片100按压压头21并测量硬度的试验位置（步骤S3）。为确保彼此啮合的齿面的耐磨性，对该实施方式中作为试验片100示出的齿轮进行淬火。试验位置和与试验位置对应的试验力等的试验条件根据由淬火导致的硬化层深度，因试验片100内的位置不同而不同。因此，该硬度试验机中，使多个试验位置被样式化的设定样式预先存储在个人计算机50的主体56的存储部76或与试验机控制部80连接的存储部81中。

根据试验片100的材质或形状准备多个设定样式。因此，设定样式的对于试验片100的应用是通过程序实现的，所述程序通过操作者采用输入单元57（58）选择所希望的设定样式而动作。通过执行这样的程序，满足自试验片100的形状外缘（边缘）的距离或压痕中心间的距离等由试验规格确定的条件的位置被设定为试验位置。

图10的（a）示出为测量试验片100的硬化层的硬度，适用沿试验片100的形状外缘（边缘）设定多个试验位置的设定样式的实例，图10的（b）示出为从试验片100的硬度了解淬火深度，适用自试验片100的齿轮的顶端部向垂直的方向设定多个试验位置的设定样式的实例。这样设定的各试验位置的坐标信息被存储于存储部76中（步骤S4）。

若结束由物镜23取得的宽范围图像上的试验位置的设定，通过位置调整部73的作用使XY载置台12动作并移动试验片100，以使步骤S4存储的坐标中的一个试验位置，例如最初压头21按压的第一个试验位置（X1，Y1）与物镜23的视野中心一致（步骤S5）。此时选择的位置是为了计算后面叙述的修正量而选择的任意的试验位置，并不限定于最初压头21按压的第一个试验位置。例如，通过在位置调整部73做出与由操作者通过输入单元57（58）输入的位置（选择的位置）相应的XY载置台12的动作信号，进行位置调整即可。

接下来，使转台20旋转，使倍率比物镜23高的的物镜24移动至与试验片100相对的位置（步骤S6）。此时，充分地进行调整，以使物镜23的视野中心和物镜24的视野中心位于同一位置上。

上述步骤S2的试验片100的边缘检测中，利用图像的亮度差在试验片100和铸模树脂的边界等间隔地配置点，通过将以这些点作为切点的切线连接，得到图像上的试验片100的轮廓信息。因此，图11的（a）示出的通过物镜23取得的宽范围图像中的试验位置（X1，Y1）和边缘E之间的距离L是，自在试验位置的设定（步骤S3）中作为设定试验位置时的参数存储的试验片100的边缘E的距离，也是从与试验位置（X1，Y1）最近的构成试验片100的轮廓的切线到试验位置（X1，Y1）的距离。又，距离L是从与试验位置（X1，Y1）最近的切线到试验位置（X1，Y1）的垂线的长度。另外，这样的边缘检测由边缘检测部72进行。

若结束物镜的转换，通过物镜24取得试验片100的窄范围图像（步骤S7）。另外，该物镜24是为观察由压头21形成的压痕而使用的高倍率的物镜。

相对于低倍率的物镜23对于Z方向的移动焦点对准的距离长，高倍率的物镜24对于Z方向的移动焦点对准的距离短。因此，即使物镜23对准焦点，由Z方向的位置的差异造成的对XY方向的设定精度的影响有比高倍率物镜24大的倾向。因此，从物镜23向物镜24转换时，若将通过物镜23取得的宽范围图像上求得的试验位置就这样适用于通过物镜24取得的窄范围图像上，试验位置（X1，Y1）和边缘E之间的距离L在宽范围图像上和窄范围图像上不相等。若是如此，例如，即使如图10的（a）所示，为了测量淬火产生的硬化层的硬度，在自宽范围图像的试验片100的边缘E规定位置的硬化层内设定试验位置，在窄范围图像上，有时也会出现试验位置偏离硬化层的情况。又，即使如图10的（b）所示，从宽范围图像的试验片100的齿轮顶端在垂直方向上设定试验位置，若从边缘E到试验位置的距离L不同，则不能正确地了解淬火到怎样的深度。

要在试验片100上宽范围地设定多个试验位置时，在通过低倍率的物镜23取得的宽范围图像上设定各试验位置是高效率的，而在通过高倍率的物镜24取得的窄范围图像上设定试验位置，试验位置的位置精度更高。因此，本发明中，通过利用窄范围图像算出的修正量来修正在宽范围图像上设定的试验位置。

以下面的步骤进行修正量的计算（步骤S8）（参照图9）。首先，检测出窄范围画像上的试验片100的边缘E（第二形状外缘）（步骤S181）。另外，这样的边缘检测由边缘检测部72进行。

接下来，从存储部76读取之前在宽范围图像中设定的试验位置（X1，Y1）的试验位置以及设定该试验位置时利用的距离L（步骤S182）。然后，如图11的（b）所示，算出位于与窄范围图像的试验片100的边缘E相距距离L的位置上的坐标（X2，Y2）（步骤S183）。即，在步骤S183中，将本发明的窄范围图像上的自边缘检测部72检测出的试验片100的第二形状外缘的距离与距离L相等的位置，确定为应试验位置。假设该应试验位置是与在窄范围图像上设定试验位置的情况下的试验位置同等的位置。另外，由于试验片100的边缘E是如上述那样在图像上连接切线来表示试验片100的轮廓的，所以自与试验位置（X1，Y1）最近的切线的垂线上的位置、即自切线仅相距距离L的位置成为目标坐标（X2，Y2）。

然后，求出在宽范围图像上设定的试验位置（X1，Y1）和在窄范围图像上的位置（X2，Y2）的差分（△X，△Y）（步骤S184）。即，求出作为宽范围图像中自试验片100的边缘E（第一形状外缘）仅相距距离L的位置被存储的试验位置（X1，Y1），与作为窄范围图像中自试验片100的边缘E（第二形状外缘）仅相距距离L的位置被算出的位置（X2，Y2）的差分（△X，△Y）,等同于将自试验片100的边缘的距离L作为基准求出在宽范围图像中设定的位置和窄范围图像中的位置的偏差量。在此，△X=X2-X1，△Y=Y2-Y1。另外，这样的修正量计算由修正量算出部74进行。然而，该差分作为对于在宽范围图像中设定的全部试验位置的修正量被存储在存储部76中（步骤S185）。

若结束修正量的计算，通过对在步骤S3设定的全部试验位置加上修改量，修正全部试验位置（步骤S9）。该全部试验位置的修正由试验位置修正部75执行。另外，修正后的各试验位置的坐标向与XY载置台12的移动对应的坐标系转换，通过试验机控制部80存储于存储部81中。并且，之后进行试验时，用于算出XY载置台12的移动量。

接下来，对修正试验位置的修正量的计算（步骤S8）的变形例进行说明。图12是对修正试验位置的修正量的算出步骤的变形例进行说明的流程图。图13是对试验位置的修正的变形例进行说明的示意图。另外，图13的矩形框与图11同样，表示显示部55的画面上的试验片100的图像显示框。又，图13表示通过高倍率的物镜24取得的窄范围图像。

对于齿轮那样的零件，有时会实施例如以防锈为目的的涂敷或电镀加工。上述实施方式中，在步骤S2以及步骤S181中，通过边缘检测部72的作用，自动地检测出试验片100的边缘E（第一形状外缘以及第二形状外缘）。然而，这种边缘E的自动检测中，将涂膜或镀层的外侧误认为试验片100的形状外缘。这样的话，例如，即使如图10的（a）所示，在自试验片100的边缘E规定的位置上设定试验位置，试验位置也会被设定在比预计的位置外侧，该试验位置与预计的位置偏离涂膜或镀层的厚度的量。因此，该变形例中，如上述的实施方式那样，不是自动检测出窄范围图像的试验片100的边缘E（第二形状外缘）（步骤S181），而是基于操作者利用输入单元指定的画面上的位置，设定试验片100的边缘E2（步骤S281）。

如图13中影线示出的那样，在存在不是金属部分的涂膜或镀层的试验片100中，相比于通过自动检测被当作试验片100的外缘的边缘E，位于仅涂膜或镀层的厚度的量的内侧，有作为金属部分的外缘的真正的试验片100的边缘E2。该变形例中，操作者通过用鼠标58指定试验片100的金属部分和涂膜或镀层的边界点（图13中以白色圆圈示出），将以该边界点作为切点的切线作为试验片100的边缘E2。然后，从存储部76读取之前在步骤S3中设定试验位置时的距离L（步骤S282），算出窄范围图像中自指定的片100的边缘E2相距距离L的位置的坐标（X2，Y2）（步骤S283）。该情况下，图13中以白色圆圈示出的边界点是被设为相当于形状外缘的点，可称为形状外缘相当部。即，步骤283中，是将自形状外缘相当部的距离与距离L相等的位置确定为应试验位置。

然后，求出在宽范围图像上设定的试验位置（X1，Y1）和在窄范围图像的位置（X2，Y2）的差分（△X，△Y）（步骤S284），将该差分作为修正量存储在存储部76中（步骤S285）。

这样，该变形例中，由于能够将涂膜或镀层的厚度加入修正量进行试验位置的修正，所以能够更可靠地进行所意图的在金属部分的硬度试验。

若完成试验片100的全部试验位置的设定，依次进行向各试验位置按压压头21的试验。此时，试验机控制部80驱动电动机30使转台20旋转，使压头21与试验片100的表面相对配置，并且驱动电动机13及电动机14，使XY载置台12移动以使得设定的试验位置和压头21的负载轴的轴心一致。然后，若XY载置台12的移动完成，控制部80通过控制负载机构，以规定的试验力将压头21按压到试验片100的表面上。

又，向试验片100的表面的压痕的形成一结束，为了将显示部55显示的图像的视野范围转换到适合压痕的测量的视野范围，试验机控制部80通过驱动电动机30使转台20旋转，使物镜24移动至与试验片100的表面相对的位置。如图6所示，试验机控制部80利用通过物镜24得到的图像，测量压痕的对角线长度d，计算维氏硬度。

如上所述，本发明涉及的硬度试验机利用通过倍率比第一物镜高的第二物镜（物镜24、25）取得的窄范围图像求得的修正量，对在通过第一物镜（物镜22、23）取得的宽范围图像上设定的试验位置进行修正，从而能够提高试验位置的设定精度。

符号说明

11 台

12 XY载置台

13 电动机

14 电动机

15 电动机

16 目镜

17 摄像机

18 显示部

19 压头

20 转台

21 压头

22 物镜

23 物镜

24 物镜

25 物镜

26 旋钮

27 轴筒

28 旋转轴

29 轴承

30 电动机

31 轴

32 杆

33 永磁铁

34 電磁线圈

35 按压部

36 负载传递轴

38 螺钉

41 LED光源

42 光筒

43 半透半反镜

44 半透半反镜

50 计算机

53 齿轨

54 小齿轮

55 显示部

56 主体

57 键盘

58 鼠标

59 液晶显示部

60 位移检测器

61 板簧

62 支承构件

63 支承构件

70 控制部

71 试验位置设定单元

72 边缘检测部

74 修正量算出部

75 试验位置修正部

76 存储部

80 试验机控制部

81 存储部

100 试验片。

Claims (3)

1.一种硬度试验机，其具有：

载置台，所述载置台载置试验片，并在XY方向上对该试验片进行定位；

升降机构，所述升降机构使所述载置台在Z方向上移动；

压头，所述压头用于在所述试验片的表面形成压痕；

负载机构，所述负载机构通过在试验位置将所述压头按压到所述试验片的表面而将试验力赋予给所述压头；

倍率不同的多个物镜，所述多个物镜用于观察所述试验片的形状和形成在所述试验片的表面上的压痕；

转换构件，所述转换构件支承所述压头和所述物镜，且使所述压头或所述物镜的某一个向与所述试验片相对的位置移动；以及

显示部，所述显示部显示通过所述物镜取得的图像，

所述硬度试验机的特征在于，

多个所述物镜包括：第一物镜，所述第一物镜用于取得所述试验片的宽范围图像；和第二物镜，所述第二物镜的倍率比所述第一物镜的倍率高，用于取得所述试验片的窄范围图像，

所述硬度试验机具有：

边缘检测部，所述边缘检测部从通过所述物镜取得的图像检测出所述试验片的形状外缘；

试验位置设定部，所述试验位置设定部在通过所述第一物镜取得的宽范围图像上基于自通过所述边缘检测部检测出的第一形状外缘的距离L而设定多个试验位置；

位置调整部，所述位置调整部对载置有所述试验片的所述载置台的位置进行调整，以使得通过所述试验位置设定部设定的多个试验位置中的一个位置成为所述宽范围图像的中心；

修正量算出部，所述修正量算出部算出在窄范围图像上基于该试验片的形状外缘确定的应试验位置与所述一个位置的差分，作为用于修正所述试验位置设定部所设定的试验位置的修正量，所述窄范围图像是在利用所述位置调整部进行位置调整后，利用所述转换构件使所述第二物镜向与所述试验片相对的位置移动，通过所述第二物镜取得的；以及

试验位置修正部，所述试验位置修正部通过将所述修正量算出部所算出的修正量应用到由所述试验位置设定部设定的全部试验位置，来修正试验位置。

2.如权利要求1所述的硬度试验机，其特征在于，

所述修正量算出部将所述应试验位置设为自通过所述边缘检测部检测出的第二形状外缘的距离与所述距离L相等的位置，算出所述修正量。

3.如权利要求1所述的硬度试验机，其特征在于，

所述修正量算出部将所述应试验位置设为自通过输入单元指定的所述试验片的形状外缘相当部的距离与所述距离L相等的位置，算出所述修正量。