DE102018206429A1

DE102018206429A1 - Härteprüfgerät und Programm

Info

Publication number: DE102018206429A1
Application number: DE102018206429.6A
Authority: DE
Inventors: Ryunosuke YANO; Masanobu Kataoka
Original assignee: Mitutoyo Corp
Current assignee: Mitutoyo Corp
Priority date: 2017-04-28
Filing date: 2018-04-25
Publication date: 2018-10-31
Also published as: CN108827807A; US10914661B2; JP2018189371A; US20180313730A1; JP6854183B2

Abstract

Ein Härteprüfgerät umfasst einen Eindringkörper, einen Arm und einen Treiber, der eine Prüfkraft auf den Eindringkörper aufbringt und den Eindringkörper gegen eine Probe drückt, einen Federwegsensor, der einen Wert für die auf den Eindringkörper aufgebrachte Prüfkraft erfasst, und eine Steuerung. In einem Zustand, in dem eine vorbestimmte Prüfkraft (Gesamtprüfkraft) vom Treiber auf den Eindringkörper aufgebracht wird, und wenn der Wert der Prüfkraft, der vom Federwegsensor erfasst wird, eine vordefinierte zulässige Toleranz relativ zu der vorbestimmten Prüfkraft überschreitet, führt die Steuerung vorbestimmte Prozesse aus, die einen Unterbrechungsprozess, der die aktuell ausgeführte Prüfung unterbricht, und einen Benachrichtigungsprozess umfasst, der einen Benutzer darüber benachrichtigt, dass der Wert der Prüfkraft die zulässige Toleranz während der Ausführung der Prüfung überschritten hat.

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Härteprüfgerät und ein Programm.
Beschreibung des Standes der Technik
Herkömmlich ist ein Härteprüfgerät bekannt, das mit Hilfe eines Eindringkörpers eine Prüfkraft auf die Oberfläche einer Probe aufbringt und die Härte der Probe basierend auf dem Eindruck bewertet. Ein bekanntes Beispiel für ein Härteprüfgerät ist ein Rockwell-Härteprüfgerät, das die Härte einer Probe basierend auf der Eindringtiefe bewertet (siehe beispielsweise die Japanische Patent-Auslegeschrift Nr. 2001-108590 ). Bei diesem Rockwell-Härteprüfgerät wird zunächst eine Vorprüfkraft durch einen Eindringkörper auf einen auf eine auf einem Probentisch aufgelegte Probe aufgebracht, wonach die Prüfkraft allmählich erhöht wird und schließlich in einem Zustand, in dem eine vorbestimmte Prüfkraft (volle Prüfkraft) auf die Probe aufgebracht wird, die Prüfkraft für eine vorbestimmte Zeitspanne aufrechterhalten wird. Dann wird die Prüfkraft allmählich reduziert und auf die Vorprüfkraft zurückgeführt, wobei zu diesem Zeitpunkt die Tiefe des in der Probe gebildeten Eindrucks gemessen wird.
Bei dem oben beschriebenen Härteprüfgerät läuft eine auszuführende Prüfung jedoch auch dann weiter, wenn eine die Prüfkraft erhöhende oder verringernde Schwankung auftritt, während die volle Prüfkraft aufgebracht wird, wobei die Schwankung aufgrund irgendeines Faktors auftritt, wie beispielsweise eines unbeabsichtigten Kontakts des Benutzers mit dem Probentisch, auf dem die Probe aufliegt, oder mit einem Stützteil, der den Eindringkörper abstützt, oder einer Vibration, die aus der Umgebung stammt, in der das Härteprüfgerät installiert ist. In solchen Fällen ist der errechnete Endhärtewert nicht korrekt und die Messgenauigkeit des Härteprüfgeräts ist reduziert, wobei der Benutzer keine dieser Tatsachen erkennen kann.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde vor dem Hintergrund der obengenannten Umstände konzipiert und stellt ein Härteprüfgerät und ein Programm bereit, die ermöglichen, dass ein Benutzer darauf hingewiesen werden kann, dass ein berechneter Härtewert aufgrund einer unangemessenen Schwankung einer Prüfkraft nicht korrekt ist.
Um die oben genannten Probleme zu lösen, ist ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Härteprüfgerät, umfassend einen Eindringkörper; eine Prüfkraft-Belastungseinheit, die eine Prüfkraft auf den Eindringkörper aufbringt und den Eindringkörper gegen eine Probe drückt; einen Detektor, der einen Wert für die Prüfkraft erfasst, die durch die Prüfkraft-Belastungseinheit auf den Eindringkörper aufgebracht wird; und eine Steuerung, die in einem Zustand, in dem eine vorbestimmte Prüfkraft durch die Prüfkraft-Belastungseinheit auf den Eindringkörper aufgebracht wird, und wenn der Wert der vom Detektor erfassten Prüfkraft eine vorbestimmte zulässige Toleranz relativ zu der vorbestimmten Prüfkraft überschreitet, einen vorbestimmten Prozess ausführt, wobei der vorbestimmte Prozess mindestens einen von einem Unterbrechungsprozess, der die aktuell ausgeführte Prüfung unterbricht, und einem Benachrichtigungsprozess, der einen Benutzer darüber benachrichtigt, dass der Wert der Prüfkraft die zulässige Toleranz während der Ausführung der Prüfung überschreitet, umfasst.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das oben beschriebene Härteprüfgerät, bei dem in einem Zustand, in dem die vorbestimmte Prüfkraft auf den Eindringkörper aufgebracht wird, und wenn der Wert der vom Detektor erfassten Prüfkraft größer ist als der durch Addieren eines vordefinierten Schwellenwertes zu dem Wert für die vorbestimmte Prüfkraft berechnete Wert, die Steuerung den mindestens einen vorbestimmten Prozess ausführt.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das oben beschriebene Härteprüfgerät, bei dem, wenn die Steuerung den Unterbrechungsprozess ausführt und nachdem der Unterbrechungsprozess ausgeführt ist, die Steuerung die Prüfkraft-Belastungseinheit steuert und die auf den Eindringkörper aufgebrachte Prüfkraft auf einen vorab eingestellten vorbestimmten Wert reduziert.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das oben beschriebene Härteprüfgerät, bei dem das Härteprüfgerät einen Probentisch, auf dem die Probe aufgelegt wird, und eine Probentisch-Hubeinrichtung umfasst, die den Probentisch hebt und senkt, und nachdem die auf den Eindringkörper aufgebrachte Prüfkraft den vorbestimmten Wert erreicht hat, die Steuerung die Probentisch-Hubeinrichtung steuert, um den Probentisch abzusenken.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das oben beschriebene Härteprüfgerät, bei dem die Steuerung den Unterbrechungsprozess ausführt und den Benachrichtigungsprozess durchführt.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Programm, das einen Computer eines Härteprüfgeräts, das einen Eindringkörper, eine Prüfkraft-Belastungseinheit, die eine Prüfkraft auf den Eindringkörper aufbringt und den Eindringkörper gegen eine Probe drückt, und einen Detektor, der einen Wert für die von der Prüfkraft-Belastungseinheit auf den Eindringkörper aufgebrachte Prüfkraft erfasst, umfasst, dazu veranlasst, als eine Steuerung zu wirken, die in einem Zustand, in dem eine vorbestimmte Prüfkraft von der Prüfkraft-Belastungseinheit auf den Eindringkörper aufgebracht wird, und wenn der vom Detektor erfasste Wert der Prüfkraft eine vordefinierte zulässige Toleranz relativ zu der vorbestimmten Prüfkraft überschreitet, einen vorbestimmten Prozess ausführt, wobei der vorbestimmte Prozess mindestens einen von einem Unterbrechungsprozess, der die aktuell ausgeführte Prüfung unterbricht, und einem Benachrichtigungsprozess, der einen Benutzer darüber benachrichtigt, dass der Wert der Prüfkraft die zulässige Toleranz während der Ausführung der Prüfung überschritten hat, umfasst.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Benutzer darauf hingewiesen werden, dass ein berechneter Härtewert aufgrund einer unangemessenen Schwankung einer Prüfkraft nicht korrekt ist.
Figurenliste
Die vorliegende Erfindung wird in der folgenden ausführlichen Beschreibung mit Bezug auf die angegebene Vielzahl von Zeichnungen anhand von nicht einschränkenden Beispielen von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung näher beschrieben, in denen gleiche Bezugsziffern in den verschiedenen Ansichten der Zeichnungen durchweg ähnliche Teile darstellen, und in denen:

1 ist eine Seitenansicht ist, die eine Konfiguration von relevanten Abschnitten eines Härteprüfgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 ein Blockschaltbild ist, das den funktionellen Aufbau des Härteprüfgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
3 ein Diagramm ist, das eine beispielhafte Änderung der Prüfkraft während einer normalen Härteprüfung darstellt;
4 ein Flussdiagramm ist, das den Steuerungsablauf des Härteprüfgeräts darstellt;
5 ein Diagramm ist, das eine beispielhafte Änderung der Prüfkraft während eines Unterbrechungsprozesses darstellt; und
6 ist ein Diagramm ist, das eine beispielhafte Änderung der Prüfkraft während des Unterbrechungsprozesses zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die hier gezeigten Einzelheiten sind beispielhaft und dienen lediglich der anschaulichen Erörterung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und dienen dazu, die als am nützlichsten und verständlichsten angesehene Beschreibung der Prinzipien und konzeptionellen Aspekte der vorliegenden Erfindung bereitzustellen. In diesem Zusammenhang wird nicht versucht, bauliche Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ausführlicher darzustellen, als es für das grundlegende Verständnis der vorliegenden Erfindung notwendig ist, wobei die Beschreibung zusammen mit den Zeichnungen den Fachleuten verdeutlicht, wie die Formen der vorliegenden Erfindung in der Praxis umgesetzt werden können.
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Der Umfang der Erfindung ist jedoch nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt.
Zunächst wird eine Konfiguration eines Härteprüfgeräts 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
1 ist eine Seitenansicht, die eine Konfiguration der relevanten Abschnitte des Härteprüfgeräts 100 zeigt. 2 ist ein Blockschaltbild der funktionellen Konfiguration des Härteprüfgeräts 100. Wie in 1 und 2 dargestellt, ist das Härteprüfgerät 100 so konfiguriert, dass es beispielsweise einen Arm 11 und einen Treiber 12 zum Aufbringen einer Prüfkraft, einen Federwegsensor 13 als einen Detektor, einen Armpositionssensor 14, einen Probentisch 15, einen Probentisch-Höheneinsteller 16 zum Heben und Senken des Probentisches 15, eine Konsole 17, einen Speicher 18 und eine Steuerung 19 umfasst.
Der Arm 11 ist drehbar an einem Prüfgerät-Grundkörper 100a vorgesehen und so konfiguriert, dass verschiedene Typen von Eindringkörpern ausgewechselt und an einem Vorderendende des Armes 11 montiert werden können. Die verschiedenen Typen von Eindringkörpern, die am Arm 11 befestigt werden können, können einen Eindringkörper 1, der einen Eindruck in einer Probenoberfläche bildet, oder einen flachen Eindringkörper (in den Zeichnungen nicht dargestellt) umfassen, der gegen ein vorbestimmtes Objekt drückt, ohne das Objekt zu beschädigen.
Der Treiber 12 umfasst zum Beispiel einen Schrittmotor, einen Servomotor oder ähnliches als eine Antriebsquelle 12a. Die von der Antriebsquelle 12a erzeugte Leistung wird über eine Tellerfeder 11a auf den Arm 11 übertragen und der Arm 11 wird gedreht, wodurch sich das Vorderende des Arms 11 dem Probentisch 15 nähert und den Eindringkörper 1 oder den flachen Eindringkörper gegen eine Probe drückt, die auf den Probentisch 15 gelegt wurde. Außerdem bewirkt der Treiber 12, dass sich der Arm 11 in eine Richtung weg von dem Probentisch 15 dreht und den Arm 11 in eine vorbestimmte Rückzugsposition verschiebt. Die Rückzugsposition betrifft eine Anordnung, die einen Abstand zwischen den verschiedenen Eindringkörpern und dem Probentisch 15 erzeugt und die ermöglicht, dass der Eindringkörper oder die Probe auf dem Probentisch 15 ausgetauscht oder eine vorbestimmte Vorbereitung zur Messung oder dergleichen durchgeführt werden kann.
Der Federwegsensor 13 erfasst den Federwegbetrag der Tellerfeder 11a in dem Arm 11. Insbesondere wird der Federwegsensor 13 beispielsweise durch eine Wegsensoreinheit (Linearmaßstab) konfiguriert, die eine Glasskala optisch liest und den Federwegbetrag der Tellerfeder 11a erfassen kann, wenn die Tellerfeder 11a eine von der Antriebsquelle 12a des Treibers 12 erzeugte Kraft auf den Arm 11 überträgt. Der vom Federwegsensor 13 erfasste Federwegbetrag der Tellerfeder 11a wird kontinuierlich an die Steuerung 19 ausgegeben. Entsprechend kann die auf den Eindringkörper 1 wirkende Prüfkraft kontinuierlich erfasst werden.
Ein Armpositionssensor 14 erfasst eine Verschiebung des Arms 11. Insbesondere wird der Armpositionssensor 14 beispielsweise durch eine Wegsensoreinheit (Linearmaßstab) konfiguriert, die eine Glasskala optisch abliest und den Verschiebungsbetrag des Arms 11 erfassen kann. Der vom Armpositionssensor 14 erfasste Verschiebungsbetrag des Arms 11 wird an die Steuerung 19 ausgegeben.
Der Probentisch 15 ist unterhalb der verschiedenen am Arm 11 montierten Eindringkörper vorgesehen, und eine Probe, gegen die die verschiedenen Eindringkörper drücken, ist auf dem Probentisch 15 abgelegt.
Der Probentisch-Höheneinsteller 16 umfasst eine Stützsäule 16a, an einer Außenumfangsfläche derselben ein Außengewinde vorgesehen ist, und einen Griff 16, an einer Innenumfangsfläche desselben ein Innengewinde vorgesehen ist. Das Außengewinde der Stützsäule 16a greift in das Innengewinde des Griffs 16b ein. Durch Drehen des Griffs 16b wird die Stützsäule 16a entlang der Längsrichtung der Stützsäule 16a in einer Aufwärts-/Abwärtsrichtung verschoben, und der am oberen Ende der Stützsäule 16a montierte Probentisch 15 wird nach oben/unten verschoben, wodurch eine Höhenposition des Probentisches 15 eingestellt werden kann.
Die Konsole 17 umfasst einen Anzeigeabschnitt 17a und einen Eingabeabschnitt 17b. Der Anzeigeabschnitt 17a wird beispielsweise durch eine LCD (Liquid Crystal Display) konfiguriert und zeigt verschiedene Bildschirme entsprechend einer von der Steuerung 19 eingegebenen Anzeigesignalanweisung an. Der Eingabeabschnitt 17b umfasst beispielsweise ein Touchscreen-Bedienfeld, das so ausgebildet ist, dass es über einem Anzeige-Bildschirm des Anzeigeabschnitts 17a liegt und verschiedene Bedientasten, wie Zifferntasten und eine Starttaste, umfasst. Ein auf einer Bedienung durch einen Benutzer basierendes Bediensignal wird an die Steuerung 19 ausgegeben.
Der Speicher 18 wird durch eine Speichervorrichtung, wie einem nichtflüchtigen Halbleiterspeicher oder einer Festplatte konfiguriert und speichert Daten oder dergleichen in Bezug auf verschiedene Prozesse.
Die Steuerung 19 ist so konfiguriert, dass sie eine CPU 19a, einen RAM 19b und einen ROM 19c umfasst und verschiedene Abschnitte des Härteprüfers 100 steuert.
Die CPU 19a ruft ein im ROM 19c gespeichertes Verarbeitungsprogramm ab, öffnet und führt dann das Verarbeitungsprogramm im RAM 19b aus und führt damit die Gesamtsteuerung des Härteprüfgeräts 100 durch.
Der RAM 19b öffnet das von der CPU 19a ausgeführte Verarbeitungsprogramm in einem Programmspeicherbereich innerhalb des RAM 19b und speichert in einem Datenspeicherbereich Eingabedaten, Verarbeitungsergebnisse, die während der Ausführung des Verarbeitungsprogramms erzeugt werden, und dergleichen.
Der ROM 19c speichert verschiedene Arten von Daten, verschiedene Arten von Verarbeitungsprogrammen und dergleichen, die es der CPU 19a ermöglichen, die Gesamtsteuerung des Härteprüfers 100 durchzuführen. Der ROM 19c speichert insbesondere beispielsweise ein Härteprüfprogramm 191, ein Härteprüf-Verwaltungsprogramm 192 und dergleichen.
Als nächstes werden die Betriebsvorgänge des Härteprüfgeräts 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Mit dem Härteprüfgerät 100 wird eine Härteprüfung durchgeführt, wobei die Härte einer Probe anhand der Tiefe eines durch Drücken des Eindringkörpers 1 gegen die Probe in der Probe ausgebildeten Eindrucks beurteilt wird. Beispielsweise wird der Benutzer, der über die Konsole 17 eine Ausführungsanweisung für die Härteprüfung eingibt, als ein Auslöser behandelt, um die Härteprüfung in Abstimmung mit dem Härteprüfprogramm 191 auszuführen, das die CPU 19a der Steuerung 19 aus dem ROM 19c abruft und gegebenenfalls im RAM 19b öffnet.
3 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Änderung einer Prüfkraft (F) (Prüfkraft auf den Eindringkörper 1), die bei einer normalen Härteprüfung auf die Probe aufgebracht wird, darstellt. Wie in 3 dargestellt, wird während der Härteprüfung zunächst eine Vorprüfkraft (F0) auf den Eindringkörper 1 aufgebracht, und der Eindringkörper 1 wird für eine vorbestimmte Zeitdauer in die Oberfläche der Probe gedrückt, wonach die Prüfkraft auf den Eindringkörper 1 allmählich erhöht und angehoben wird, bis eine vorgegebene Prüfkraft (Gesamtprüfkraft (F1)) erreicht ist, wobei zu diesem Zeitpunkt die Prüfkraft für eine vorgegebene Zeitdauer beibehalten wird. Nach Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer wird die Prüfkraft auf den Eindringkörper 1 allmählich verringert, bis die Prüfkraft wieder auf die Vorprüfkraft (F0) zurückkehrt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Tiefe des in der Oberfläche der Probe gebildeten Eindrucks (Eindringtiefe) durch den vom Armpositionssensor 14 erfassten Verschiebungsbetrag des Arms 11 gemessen. Dann wird basierend auf einer Differenz zwischen der durch die Vorprüfkraft (F0) gebildeten Eindringtiefe und der durch die Gesamtprüfkraft (F1) gebildeten Eindringtiefe ein Härtewert der Probe (Rockwell-Härte) unter Verwendung einer bekannten Formel berechnet.
In diesem Beispiel werden im Härteprüfgerät 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform während der Durchführung der oben beschriebenen Härteprüfung in einem Zustand, in dem die Gesamtprüfkraft (F1) auf den Eindringkörper 1 aufgebracht und aufrechterhalten wird, und wenn eine Schwankung der Prüfkraft (F) erfasst wird und dieser Wert eine vordefinierte zulässige Toleranz relativ zur Gesamtprüfkraft (F1) überschreitet, ein Unterbrechungsprozess und ein Benachrichtigungsprozess ausgeführt, wobei der Unterbrechungsprozess die aktuell durchgeführte Härteprüfung unterbricht und der Benachrichtigungsprozess den Benutzer darüber benachrichtigt, dass der Wert der Prüfkraft die zulässige Toleranz während der Durchführung der Prüfung überschritten hat.
4 ist ein Flussdiagramm, das den Steuerungsablauf des Härteprüfgerätes 100 darstellt. Die auf den Eindringkörper 1 aufgebrachte Prüfkraft (F), die die Gesamtprüfkraft (F1) erreicht, wird als ein Auslöser behandelt, um den in 4 gezeigten Steuerungsablauf in Abstimmung mit dem Härteprüfprogramm 192 auszuführen, das die CPU 19a der Steuerung 19 aus dem ROM 19c abruft und gegebenenfalls im RAM 19b öffnet.
Wenn, wie in 4 dargestellt, die auf den Eindringkörper 1 aufgebrachte Prüfkraft (F) die Gesamtprüfkraft (F1) (START) erreicht, bestimmt die Steuerung 19 basierend auf einem vom Federwegsensor 13 (Schritt S1) ermittelten Wert, ob die auf den Eindringkörper 1 aufgebrachte Prüfkraft (F) einen vorbestimmten Schwellenwert (Fth) überschreitet. Mit anderen Worten, die Steuerung 19 bestimmt, ob der Wert der auf den Eindringkörper 1 aufgebrachten Prüfkraft (F) größer ist als ein Wert, der durch Addieren des Schwellwertes (Fth) zu dem Wert für die Gesamtprüfkraft (F1) berechnet wird. Dadurch wird unter Beibehaltung der Gesamtprüfkraft (F1) ermöglicht, zu erkennen, wenn die Prüfkraft (F) zu groß geworden ist. Der Schwellenwert (Fth) ist ein vorab definierter Wert relativ zu der Gesamtprüfkraft (F1), kann aber gegebenenfalls durch den Benutzer beliebig definiert und verändert werden.
Wenn die Prüfkraft (F) den Schwellwert (Fth) nicht überschreitet (Schritt S1: NEIN), bestimmt die Steuerung 19 basierend auf einem vom Federwegsensor 13 (Schritt S2) erfassten Wert, ob die auf den Eindringkörper 1 aufgebrachte Prüfkraft (F) den vorgegebenen Schwellenwert (Fth) unterschreitet. Mit anderen Worten, die Steuerung 19 bestimmt, ob der Wert der auf den Eindringkörper 1 aufgebrachten Prüfkraft (F) kleiner ist als ein Wert, der durch Subtrahieren des Schwellenwertes (Fth) vom Wert für die Gesamtprüfkraft (F1) berechnet wird. Dadurch wird unter Beibehaltung der gesamten Prüfkraft (F1) ermöglicht zu erkennen, wenn die Prüfkraft (F) zu klein geworden ist.
Wenn die Prüfkraft (F) nicht unter dem Schwellenwert (Fth) liegt (Schritt S2: NEIN), bestimmt die Steuerung 19 außerdem, ob eine Zeitdauer, während der die Gesamtprüfkraft (F1) beibehalten wird, abgelaufen ist (Schritt S3). Wenn die Zeit nicht abgelaufen ist (Schritt S3: NEIN), kehrt der Prozess zu Schritt S1 zurück und wiederholt den Prozess ab diesem Zeitpunkt, wohingegen dann, wenn die Zeit abgelaufen ist (Schritt S3: JA), der Prozess endet (ENDE). Wenn unter Beibehaltung der Gesamtprüfkraft (F1) keine übermäßige Schwankung der Prüfkraft (F) vorliegt, wird die in 3 dargestellte normale Härteprüfung fortgesetzt.
Wenn darüber hinaus die auf den Eindringkörper 1 aufgebrachte Prüfkraft (F) den Schwellenwert (Fth) in Schritt S1 (Schritt S1: JA) überschreitet, oder wenn die auf den Eindringkörper 1 aufgebrachte Prüfkraft (F) den Schwellenwert (Fth) in Schritt S2 (Schritt S2: JA) unterschreitet, d.h., wenn die vordefinierte zulässige Toleranz bezogen auf die Gesamtprüfkraft (F1) überschritten wird, unterbricht die Steuerung 19 die aktuell ausgeführte Härteprüfung (Unterbrechungsprozess: Schritt S4) und teilt dem Benutzer mit, dass der Wert für die Prüfkraft die zulässige Toleranz überschreitet (Benachrichtigungsprozess: Schritt S5). Insbesondere bezieht sich „unterbricht die aktuell ausgeführte Härteprüfung“ auf eine Steuerung, die den Treiber 12 stoppt, einen Zähler (nicht in den Zeichnungen dargestellt) stoppt, der die Zeitdauer zählt, oder dergleichen. Außerdem kann sich „teilt dem Anwender mit, dass der Wert für die Prüfkraft die zulässige Toleranz überschreitet“ auf eine Steuerung beziehen, die beispielsweise eine Meldung auf dem Anzeigeabschnitt 17a anzeigt, kann sich aber auch auf eine Steuerung beziehen, die beispielsweise eine Sprache oder einen Warnton ausgibt.
Als Nächstes steuert die Steuerung 19 den Treiber 12 und leitet das Anheben des Armes 11 in einer vertikalen Richtung ein (Schritt S6). Dadurch wird die Prüfkraft (F) allmählich reduziert.
Als Nächstes bestimmt die Steuerung 19 basierend auf einem vom Federwegsensor 13 (Schritt S7) erfassten Wert, ob die Prüfkraft (F) einen vorgegebenen Wert (F2) erreicht hat, und wenn die Prüfkraft (F) den vorbestimmten Wert (F2) nicht erreicht hat (Schritt S7: NEIN), wiederholt sich der Vorgang von Schritt S7. Der vorbestimmte Wert (F2) bezieht sich auf eine Kraft, die auf den Probentisch 15 in einem Zustand einwirkt, in dem der Griff 16b leicht gedreht werden kann und beispielsweise auf einen Wert von etwa 1/10 der Vorprüfkraft (F0) eingestellt ist.
Wenn die Prüfkraft (F) den vorgegebenen Wert (F2) erreicht hat (Schritt S7: JA), steuert die Steuerung 19 den Treiber 12 und stoppt das Anheben des Arms 11 in der vertikalen Richtung (Schritt S8), und der Prozess endet (ENDE). Entsprechend wird die Prüfkraft (F), die auf den Eindringkörper 1 aufgebracht wird, vollständig reduziert und die Prüfung unterbrochen, woraufhin der Benutzer den Griff 16b leicht drehen und den Probentisch 15 leicht absenken kann.
5 zeigt ein Diagramm eines Beispiels einer Änderung der Prüfkraft (F) für einen Fall, in dem die Prüfkraft (F) den Schwellenwert (Fth) überschreitet (Schritt S1: JA), während die Gesamtprüfkraft (F1) beibehalten wird. Wenn, wie in 5 dargestellt, die Prüfkraft (F) den Schwellenwert (Fth) überschreitet, wird die Prüfung zu diesem Zeitpunkt (P1) unterbrochen und danach wird die Prüfkraft (F) einhergehend mit dem Anheben des Arms 11 reduziert. Außerdem wird zu dem Zeitpunkt (P2), an dem die Prüfkraft (F) den vorbestimmten Wert (F2) erreicht, das Anheben des Arms 11 angehalten und danach bleibt die Prüfkraft (F) gleichbleibend auf dem vorbestimmten Wert (F2).
Darüber hinaus zeigt 6 ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Änderung der Prüfkraft (F) für den Fall darstellt, in dem die Prüfkraft (F) unter den Schwellenwert (Fth) fällt (Schritt S2: JA), während die Gesamtprüfkraft (F1) beibehalten wird. Wenn, wie in 6 dargestellt, die Prüfkraft (F) unter den Schwellenwert (Fth) fällt, wird die Prüfung zu diesem Zeitpunkt (P3) unterbrochen und danach die Prüfkraft (F) einhergehend mit dem Anheben des Arms 11 reduziert. Außerdem wird zu dem Zeitpunkt (P4), zu dem die Prüfkraft (F) den vorgegebenen Wert (F2) erreicht, das Anheben des Arms 11 angehalten und danach bleibt die Prüfkraft (F) gleichbleibend auf dem vorbestimmten Wert (F2).
Wie oben angegeben, umfasst das Härteprüfgerät 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform den Eindringkörper 1, den Arm 11 und den Treiber 12, die die Prüfkraft auf den Eindringkörper 1 aufbringen und den Eindringkörper 1 gegen die Probe drücken, den Federwegsensor 13, der einen Wert für die auf den Eindringkörper 1 aufgebrachte Prüfkraft erfasst, und die Steuerung 19. In einem Zustand, in dem eine vorbestimmte Prüfkraft (die Gesamtprüfkraft (F1)) durch den Treiber 12 auf den Eindringkörper 1 aufgebracht wird, und wenn der Wert der Prüfkraft, der durch den Federwegsensor 13 erfasst wird, eine vordefinierte zulässige Toleranz relativ zu der vorbestimmten Prüfkraft überschreitet, führt die Steuerung 19 vorbestimmte Prozesse aus, die einen Unterbrechungsprozess, der die aktuell ausgeführte Prüfung unterbricht, und einen Benachrichtigungsprozesses umfasst, der den Benutzer darüber benachrichtigt, dass der Wert der Prüfkraft die zulässige Toleranz während der Ausführung der Prüfung überschritten hat. Wenn also aus irgendeinem Grund eine Erhöhung oder Verminderung der Prüfkraft (F) auftritt, während die Gesamtprüfkraft (F1) ausgeübt wird, wird die aktuell ausgeführte Prüfung unterbrochen und der Benutzer wird darüber benachrichtigt, dass eine Erhöhung oder Verminderung aufgetreten ist, die die zulässige Toleranz für die Prüfkraft (F) überschreitet. Folglich kann der Benutzer darauf hingewiesen werden, dass der errechnete Härtewert aufgrund der unangemessenen Schwankung der Prüfkraft nicht korrekt ist. Zudem kann die Berechnung eines Härtewertes, der aufgrund der unangemessenen Schwankung der Prüfkraft nicht korrekt ist, unterbrochen werden.
Außerdem führt die Steuerung 19 in einem Zustand, in dem die vorbestimmte Prüfkraft (Gesamtprüfkraft (F1)) auf den Eindringkörper 1 aufgebracht wird, und wenn der Wert der Prüfkraft (F), der vom Federwegsensor 13 erfasst wird, größer ist als der Wert, der durch Addieren des vorgegebenen Schwellenwertes (Fth) zu dem Wert für die Gesamtprüfkraft (F1) berechnet wird, einen vorbestimmten Vorgang aus. Daher kann während der Ausübung der Gesamtprüfkraft (F1), und insbesondere wenn die Prüfkraft (F) den Schwellenwert (Fth) überschreitet, die aktuell ausgeführte Prüfung unterbrochen werden und der Benutzer kann benachrichtigt werden. Folglich kann der Benutzer darauf hingewiesen werden, dass versehentlich ein Härtewert, der weicher als die tatsächliche Härte ist, berechnet wird, und die Berechnung dieses Wertes kann unterbrochen werden.
Wenn, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die Steuerung 19 den Unterbrechungsprozess ausführt und nachdem der Unterbrechungsprozess ausgeführt ist, steuert die Steuerung 19 außerdem den Treiber 12 und reduziert die auf den Eindringkörper 1 aufgebrachte Prüfkraft auf den vorab eingestellten vorbestimmten Wert (F2). Dadurch wird eine Situation verhindert, in der die volle Prüfkraft (F1) auf den Probentisch 15 ausgeübt wird und der Benutzer den Handgriff 16b nicht drehen kann, und nach der Unterbrechung der aktuell durchgeführten Prüfung können Betriebsvorgänge, die zur Wiederaufnahme der Prüfung führen, mit einer lediglich geringen Belastung durchgeführt werden.
In der oben beschriebenen Ausführungsform wird ein Beispiel für eine Konfiguration beschrieben, bei der, sobald die Prüfkraft (F) den vorgegebenen Wert (F2) erreicht hat, das Anheben des Arms 11 in der vertikaler Richtung angehalten wird und der Benutzer den Probentisch 15 manuell absenkt. Es ist aber auch eine Konfiguration möglich, bei der die Steuerung 19, sobald die Prüfkraft (F) den vorbestimmten Wert (F2) erreicht, den Probentisch-Höheneinsteller 16 steuert und den Probentisch 15 automatisch absenkt.
Weiterhin wird in der oben beschriebenen Ausführungsform ein Beispiel für einen Steuerungsablauf beschrieben, in dem der Benachrichtigungsprozess nach der Ausführung des Unterbrechungsprozesses ausgeführt wird. Der Unterbrechungsprozess kann aber auch nach dem Benachrichtigungsprozess ausgeführt werden. Mit anderen Worten, wenn eine Schwankung auftritt, die die zulässige Toleranz der Prüfkraft (F) überschreitet, während die Gesamtprüfkraft (F1) ausgeübt wird, kann der Benachrichtigungsvorgang sofort ausgeführt werden, indem beispielsweise eine Meldung auf dem Anzeigeabschnitt 17a angezeigt wird, wonach der Unterbrechungsprozess ausgeführt wird, um den Treiber 12 oder ähnliches anzuhalten.
Außerdem kann auch nur der Benachrichtigungsprozess ausgeführt werden, ohne den Unterbrechungsprozess auszuführen. Mit anderen Worten, wenn eine Schwankung in der Prüfkraft (F) auftritt, die die zulässige Toleranz überschreitet, während die gesamte Prüfkraft (F1) ausgeübt wird, kann der Benachrichtigungsprozess ausgeführt werden, indem beispielsweise eine Meldung auf dem Anzeigeabschnitt 17a angezeigt wird, wobei jedoch die aktuell ausgeführte Prüfung wird bis zum Ende fortgesetzt wird. Der Benachrichtigungsprozess kann auch sofort nach dem Erkennen einer Schwankung, die die zulässige Toleranz der Prüfkraft (F) überschreitet, oder nach Beendigung der Prüfung durchgeführt werden. Auch bei solchen Steuerungsabläufen kann der Anwender darauf aufmerksam gemacht werden, dass der errechnete Härtewert aufgrund der unangemessenen Schwankung der Prüfkraft nicht korrekt ist. Außerdem kann der Benutzer anhand dieser Steuerungsabläufe die Probe überprüfen, nachdem er darauf hingewiesen wurde, dass der berechnete Härtewert nicht korrekt ist, und kann bestimmen, ob er den Wert bei der Auswertung der Probe verwenden wird.
Außerdem ist es bei der Ausführung des Unterbrechungsprozesses auch möglich, dass der Benachrichtigungsprozess nicht ausgeführt wird. Mit anderen Worten, wenn bei der Prüfkraft (F) eine Schwankung auftritt, die die zulässige Toleranz überschreitet, während die Gesamtprüfkraft (F1) aufgebracht wird, wird nur der Unterbrechungsprozess ausgeführt, um den Treiber 12 oder dergleichen anzuhalten. Selbst bei einem solchen Steuerungsablauf kann die Tatsache, dass die Prüfung unterbrochen wurde, den Benutzer darauf aufmerksam machen, dass der berechnete Härtewert aufgrund der unangemessenen Schwankung der Prüfkraft nicht korrekt ist.
In der oben beschriebenen Ausführungsform wird zudem ein Beispiel unter Verwendung eines Rockwell-Härteprüfgeräts als Härteprüfgerät 100 beschrieben. Die vorliegende Erfindung kann aber auch auf andere Härteprüfgeräte, wie beispielsweise ein Vickers-Härteprüfgerät, angewendet werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass die vorstehenden Beispiele lediglich zum Zwecke der Erläuterung bereitgestellt wurden und in keiner Weise als Einschränkung der vorliegenden Erfindung auszulegen sind. Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, versteht es sich, dass die Worte, die hier verwendet wurden, vielmehr Worte der Beschreibung und Erläuterung und nicht Worte der Beschränkung sind. Änderungen können im Rahmen des Geltungsbereichs der beigefügten Patentansprüche in der jeweils gültigen Fassung vorgenommen werden, ohne vom Schutzumfang und Grundgedanken der vorliegenden Erfindung in ihren Aspekten abzuweichen. Obwohl die vorliegende Erfindung hierin mit Bezug auf bestimmte Strukturen, Materialien und Ausführungsformen beschrieben wurde, soll sich die vorliegende Erfindung nicht auf die hierin offenbarten Einzelheiten beschränken; vielmehr erstreckt sich die vorliegende Erfindung auf alle funktional gleichwertigen Strukturen, Verfahren und Anwendungen, wie sie in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche fallen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und es sind verschiedene Varianten und Modifikationen möglich, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2001108590 [0002]

Claims

Härteprüfgerat, umfassend: einen Eindringkörper; eine Prüfkraft-Belastungseinheit, die eine Prüfkraft auf den Eindringkörper aufbringt und den Eindringkörper gegen eine Probe drückt; einen Detektor, der einen Wert für die Prüfkraft erfasst, die durch die Prüfkraft-Belastungseinheit auf den Eindringkörper aufgebracht wird; und eine Steuerung, die in einem Zustand, in dem eine vorbestimmte Prüfkraft durch die Prüfkraft-Belastungseinheit auf den Eindringkörper aufgebracht wird, und wenn der Wert der vom Detektor erfassten Prüfkraft eine vorbestimmte zulässige Toleranz relativ zu der vorbestimmten Prüfkraft überschreitet, einen vorbestimmten Prozess ausführt, wobei der vorbestimmte Prozess mindestens einen von einem Unterbrechungsprozess, der die aktuell ausgeführte Prüfung unterbricht, und einem Benachrichtigungsprozess, der einen Benutzer darüber benachrichtigt, dass der Wert der Prüfkraft die zulässige Toleranz während der Ausführung der Prüfung überschritten hat, umfasst.
Härteprüfgerät nach Anspruch 1, wobei in dem Zustand, in dem die vorbestimmte Prüfkraft auf den Eindringkörper aufgebracht wird, und wenn der Wert der vom Detektor erfassten Prüfkraft größer ist als der durch Addieren eines vordefinierten Schwellenwertes zu dem Wert für die vorbestimmte Prüfkraft berechnete Wert, die Steuerung den mindestens einen vorbestimmten Prozess ausführt.
Härteprüfgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei, wenn die Steuerung den Unterbrechungsprozess ausführt, und nachdem der Unterbrechungsprozess ausgeführt ist, die Steuerung die Prüfkraft-Belastungseinheit steuert und die auf den Eindringkörper aufgebrachte Prüfkraft auf einen vorab eingestellten vorbestimmten Wert reduziert.
Härteprüfgerät nach Anspruch 3, ferner umfassend: einen Probentisch, auf den die Probe abzulegen ist; und eine Probentisch-Hubeinrichtung, die den Probentisch hebt und senkt, wobei nachdem die auf den Eindringkörper aufgebrachte Prüfkraft den vorbestimmten Wert erreicht, die Steuerung die Probentisch-Hubeinrichtung steuert, um den Probentisch abzusenken.
Härteprüfgerät nach Anspruch 2, 3 oder 4, wobei die Steuerung sowohl den Unterbrechungsprozess als auch den Benachrichtigungsprozess ausführt.
Mindestens ein materielles, nichtflüchtiges, computerlesbares Medium, das einen ausführbaren Satz von Anweisungen zur Steuerung eines Härteprüfgeräts speichert, wobei das Härteprüfgerät einen Eindringkörper, eine Prüfkraft-Belastungseinheit, die eine Prüfkraft auf den Eindringkörper aufbringt und den Eindringkörper gegen eine Probe drückt, umfasst, wobei der Satz von Anweisungen, wenn er von einem Computerprozessor ausgeführt wird, bewirkt, dass der Computerprozessor Betriebsvorgänge ausführt, die umfassen: Erfassen eines Wertes für die Prüfkraft, die durch die Prüfkraft-Belastungseinheit auf den Eindringkörper aufgebracht wird; und in einem Zustand, in dem eine vorbestimmte Prüfkraft durch die Prüfkraft-Belastungseinheit auf den Eindringkörper aufgebracht wird, und wenn der Wert der erfassten Prüfkraft eine vordefinierte zulässige Toleranz relativ zu der vorbestimmten Prüfkraft überschreitet, Ausführen eines vorbestimmten Prozesses, der mindestens einen von einem Unterbrechungsprozess, der die aktuell ausgeführte Prüfung unterbricht, und einem Benachrichtigungsprozess, der einen Benutzer darüber benachrichtigt, dass der Wert der Prüfkraft die zulässige Toleranz während der Ausführung der Prüfung überschritten hat, umfasst.