JP2002365188A - Material testing machine - Google Patents
Material testing machineInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は材料試験機に関す
る。The present invention relates to a material testing machine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】材料試験機においては、一般に、試験片
の両端部を一対のつかみ具により把持した状態で、つみ
か具の一方を他方に対して接近または離隔することによ
って、試験片に負荷を与える。通常、一対のつかみ具の
うちの一方はテーブルに、他方は駆動機構の駆動により
そのテーブルに対して接近／離隔する方向に移動するク
ロスヘッドに、それぞれ取り付けられ、試験片の両端部
をこれらのつかみ具で把持した状態でクロスヘッドを移
動させることによって試験片に負荷を与えるように構成
されている。2. Description of the Related Art In general, in a material testing machine, a load is applied to a test piece by moving one of the grips closer to or away from the other while holding both ends of the test piece with a pair of grips. give. Usually, one of a pair of grips is attached to a table, and the other is attached to a crosshead which moves in a direction approaching / separating from the table by driving of a driving mechanism, and holds both ends of the test piece. It is configured to apply a load to the test piece by moving the crosshead in a state of being gripped by the gripper.
【０００３】ここで、引張試験をはじめとする各種材料
試験においては、図２に例示するように、試験開始当初
におけるつかみ具間の距離Ｌ、つまり試験片Ｗを把持し
た状態で負荷を与える前の状態におけるつかみ具Ｃ1 ，
Ｃ2 間の距離Ｌは、試験結果に重大な影響を及ぼすた
め、このつかみ具間距離は規格等に則って正確にセット
する必要がある。Here, in various material tests including a tensile test, as shown in FIG. 2, the distance L between the grippers at the beginning of the test, that is, before the load is applied while the test piece W is gripped. jaw C 1 in the state,
The distance L between the C 2, since a significant effect on the test results, the gripper distance should be set accurately in accordance with the standard or the like.
【０００４】従来の材料試験機においては、以上のよう
なつかみ具間距離を設定するために、一対のつかみ具Ｃ
1 ，Ｃ2 をテーブルＴとクロスヘッドＨに取り付けた
後、オペレータがマニュアル操作によってクロスヘッド
Ｈを移動させつつ、つかみ具間距離Ｌをもの指し等を用
いて測定し、クロスヘッドＨの位置決めを行っている。
これは、つかみ具の種類によって図２に示す寸法δ1 お
よびδ2 が相違するために、設定しようとするつかみ具
間距離Ｌのみに基づいてクロスヘッドＨの絶対位置、例
えばテーブルＴの表面からの距離Ａが一義的には定まら
ないからである。In a conventional material testing machine, a pair of gripping tools C
1, after attaching the C 2 to the table T and the cross head H, while moving the crosshead H by the operator manually, measured using also of pointing, etc. between grips distance L, and positioning of the crosshead H Is going.
This is because the dimensions δ 1 and δ 2 shown in FIG. 2 are different depending on the type of the gripping tool. Is not uniquely determined.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の材
料試験機におけるつかみ具間距離の設定作業は、オペレ
ータにとって面倒な作業であり、しかも、つかみ具を交
換するたびに再度つかみ具間距離を設定し直さなければ
ならないという問題があった。The work of setting the distance between the grips in the conventional material testing machine as described above is a troublesome operation for the operator, and moreover, every time the grip is replaced, the distance between the grips is re-established. Had to be set again.
【０００６】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
もので、つかみ具を装着するとともに、つかみ具間距離
を設定するだけで、つかみ具の種類に係わらず自動的に
設定されたつかみ具間距離が得られるようクロスヘッド
等の移動部材を位置決めすることのできる材料試験機の
提供を目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and a gripping tool automatically set irrespective of the type of gripping tool by simply mounting the gripping tool and setting a distance between the gripping tools. It is an object of the present invention to provide a material testing machine capable of positioning a moving member such as a crosshead so as to obtain a distance therebetween.
【０００７】[0007]
【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、固定部材と移動部材にそれ
ぞれ取り付けられる一対のつかみ具により試験片の両端
部を把持するとともに、上記移動部材を固定部材に対し
て接近／離隔する方向に移動させる駆動機構を備えた材
料試験機において、つかみ具間距離を設定する設定手段
と、あらかじめ登録される複数種のつかみ具の形状情報
および寸法情報を記憶する記憶手段と、上記一対のつか
み具が視野内に収まるように配置された撮影手段と、そ
の撮影手段の出力を取り込んで試験機に取り付けられて
いるつかみ具の形状を認識する画像処理手段と、その画
像処理手段による認識結果に基づいて上記記憶手段の内
容から該当のつかみ具の寸法情報を読み出し、その寸法
情報を用いてつかみ具間距離が上記設定手段により設定
されたつかみ具間距離となるように上記駆動機構を制御
して移動部材を位置決めする初期位置制御手段を備えて
いることによって特徴づけられる（請求項１）。In order to achieve the above object, a material testing machine of the present invention holds both ends of a test piece with a pair of grips attached to a fixed member and a moving member, respectively. In a material testing machine provided with a drive mechanism for moving a moving member in a direction approaching / separating from a fixed member, setting means for setting a distance between grippers, shape information of a plurality of types of grippers registered in advance, and Storage means for storing dimensional information; photographing means arranged so that the pair of grips fall within the field of view; and taking in the output of the photographing means to recognize the shape of the grips attached to the tester Image processing means and, based on the result of recognition by the image processing means, read out the dimensional information of the relevant gripper from the contents of the storage means, and use the dimensional information to determine Ingredients distance is characterized by that it comprises an initial position control means for positioning the moving member by controlling the drive mechanism so as to set the jaws distance by the setting means (claim 1).
【０００８】ここで、本発明においては、上記撮影手段
の出力を用いて、試験中における試験片の引張方向への
伸びおよび／またはそれに直交する方向への幅変化を計
測する計測用画像処理手段を有した構成（請求項２）を
採用することができる。In the present invention, the image processing means for measuring the elongation of the test piece in the tensile direction and / or the width change in the direction perpendicular thereto during the test using the output of the photographing means. (Claim 2).
【０００９】本発明においては、材料試験機に取り付け
たつかみ具が視野内に入るように設けた撮影手段の出力
を画像処理することにより、そのつかみ具の形状を認識
し、その認識結果に基づいてあらかじめ記憶手段に登録
している内容からそのつかみ具の寸法情報を読み出すこ
とにより、オペレータが任意のつかみ具を材料試験機に
取り付けても、それが登録されているものであれば、つ
かみ具間距離が設定値に一致するように、自動的にクロ
スヘッド等の移動部材が移動し、もの指し等を用いたマ
ニュアル操作による移動部材の位置決めが不要となる。
また、つかみ具形状を認識するかわりに、つかみ具にバ
ーコードを貼ることにより、そのバーコードにて寸法情
報を読み出すことも可能である。In the present invention, the shape of the gripper is recognized by performing image processing on the output of the photographing means provided so that the gripper attached to the material testing machine is within the field of view, and based on the recognition result. By reading the dimensional information of the gripper from the contents registered in advance in the storage means, even if the operator attaches an arbitrary gripper to the material testing machine, if the gripper is already registered, The moving member such as the crosshead automatically moves so that the distance matches the set value, and the positioning of the moving member by manual operation using a pointing device or the like becomes unnecessary.
Also, instead of recognizing the shape of the gripper, it is also possible to read out the dimensional information using the barcode by attaching a barcode to the gripper.
【００１０】また、請求項２に係る発明は、上記した撮
影手段がつかみ具を視野内に入れるものであり、試験中
の試験片の撮影信号から試験片の伸びや幅変化を計測す
る公知のビデオ式の伸び計並びにビデオ信号を用いた幅
変化の計測機能において用いる撮影手段と同等の視野に
設定されることを利用し、これらを一つの撮影手段で兼
用させることで、これらの各機能に要するコストの実質
的な低減を達成することができる。According to a second aspect of the present invention, the above-mentioned photographing means puts the gripping tool into a field of view, and a known method for measuring the elongation and width change of a test piece from a photographing signal of the test piece under test. Utilizing that it is set to the same field of view as the imaging means used in the video type extensometer and the width change measurement function using video signals, these functions are shared by one imaging means, A substantial reduction in the required costs can be achieved.
【００１１】[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。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention, and is a diagram showing both a schematic diagram showing a mechanical configuration and a block diagram showing an electrical configuration.
【００１２】試験機本体１は、テーブル１１の上に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１
２ａ，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。The tester main body 1 has a structure in which two screw rods 12a and 12b are vertically disposed on a table 11, and both ends of a crosshead 13 are supported on the screw rods 12a and 12b via nuts. have. Each screw rod 1
2a, 12b are given rotation by the driving device 14,
The cross head 13 moves up and down by the driving of the driving device 14.
【００１３】試験片Ｗは、テーブル１１とクロスヘッド
１３にそれぞれ装着されたつかみ具１５ａ，１５ｂによ
ってその両端部が把持され、その状態でクロスヘッド１
３を上昇させることによって、試験片Ｗに引張荷重が加
えられる。The test piece W is gripped at both ends by grippers 15a and 15b mounted on the table 11 and the crosshead 13, respectively.
By raising 3, a tensile load is applied to the test piece W.
【００１４】クロスヘッド１３の変位は変位センサ１６
によって検出され、また、試験片Ｗに作用する荷重はロ
ードセル１７によって検出され、その各検出信号はアン
プ２１ａ，２１ｂを介してＡ−Ｄ変換器２２ａ，２２ｂ
によってデジタル化された後、制御装置３０に取り込ま
れる。The displacement of the crosshead 13 is measured by a displacement sensor 16.
The load acting on the test piece W is detected by the load cell 17, and the respective detection signals are sent to the A / D converters 22 a and 22 b via the amplifiers 21 a and 21 b.
After being digitized by the control unit 30, it is taken into the control device 30.
【００１５】また、一方のねじ棹１２ａのカバーには、
ＣＣＤカメラ４０が固定されており、このＣＣＤカメラ
４０は、一対のつかみ具１５ａ，１５ｂおよびこれらに
把持された試験片Ｗを含む領域を視野内に収まるように
固定されている。このＣＣＤカメラ４０の出力は、画像
ボード（キャプチャーボード）４１を介して制御装置３
０に取り込まれる。The cover of one screw rod 12a includes:
A CCD camera 40 is fixed, and the CCD camera 40 is fixed so that an area including the pair of gripping tools 15a and 15b and the test piece W gripped by the tools falls within the field of view. The output of the CCD camera 40 is supplied to the control device 3 via an image board (capture board) 41.
It is taken into 0.
【００１６】制御装置３０は、実際にはコンピュータと
その周辺機器によって構成され、インストールされてい
るプログラムに従って各種機能を実行するのであるが、
説明の簡素化のために、この図１においては機能ごとの
ブロックの集合として図示している。The control device 30 is actually constituted by a computer and its peripheral devices, and executes various functions in accordance with installed programs.
For the sake of simplicity, FIG. 1 shows a set of blocks for each function.
【００１７】制御装置３０には、各種データや設定値な
どを入力するためのキーボードやスキャナー等を含む入
力装置６０が接続されており、この入力装置６０によ
り、複数種類のつかみ具の形状情報と寸法情報とを登録
することができ、その入力されたつかみ具に関する情報
は、つかみ具情報記憶部３１に格納される。また、この
入力装置６０により、試験開始当初におけるつかみ具間
距離Ｌを入力することができ、このつかみ具間距離Ｌは
後述する初期位置演算部３７に取り込まれる。The control device 30 is connected to an input device 60 including a keyboard and a scanner for inputting various data and set values, and the like. Dimension information can be registered, and the information about the input gripping tool is stored in the gripping tool information storage unit 31. Further, the distance L between the grips at the beginning of the test can be input by the input device 60, and the distance L between the grips is taken into an initial position calculation unit 37 described later.
【００１８】前記した変位センサ１６およびロードセル
１７により検出された変位データおよび荷重データは、
それぞれ制御装置３０のデータ処理部３２に取り込まれ
る。また、クロスヘッド１３の駆動機構１４は、駆動制
御部３３からの制御信号によって動作する。The displacement data and load data detected by the displacement sensor 16 and the load cell 17 are as follows:
Each data is taken into the data processing unit 32 of the control device 30. The drive mechanism 14 of the cross head 13 operates according to a control signal from the drive control unit 33.
【００１９】そして、画像ボード４１を介したＣＣＤカ
メラ４０による撮影データは、計測用画像処理部３４
と、つかみ具識別用画像処理部３５の双方の画像処理に
供される。The data captured by the CCD camera 40 via the image board 41 is transferred to the measurement image processing unit 34.
And the image processing unit 35 for the gripper identification image processing unit 35.
【００２０】計測用画像処理部３４は、試験中における
試験片Ｗの像を画像処理することにより、試験片Ｗの刻
々の伸びと幅（荷重軸に直交する方向への寸法）の変化
を求め、その結果をデータ処理部３２に供給する。The measurement image processing section 34 processes the image of the test piece W during the test to obtain the change of the elongation and the width (dimension in the direction orthogonal to the load axis) of the test piece W. The result is supplied to the data processing unit 32.
【００２１】データ処理部３２では、変位センサ１６に
よる変位データと、ロードセル１７による荷重データ、
および計測用画像処理部３４による伸びと幅変化の計測
結果を、例えば荷重−伸び曲線等として相互に関連付け
てデータ記憶部３６に格納するとともに、表示器５０に
表示する。また、このデータ処理部３２は、試験中にお
いて、制御量として設定されている物理量を駆動制御部
３３に供給し、駆動制御部３３では、その物理量をあら
かじめ設定されている目標値にフィードバックすること
により、試験片Ｗに目標値通りの負荷が加えられるよう
にクロスヘッド１３を駆動すべく駆動機構１４に制御信
号を供給する。In the data processing unit 32, displacement data from the displacement sensor 16 and load data from the load cell 17
The measurement results of the elongation and the width change by the measurement image processing unit 34 are stored in the data storage unit 36 in association with each other, for example, as a load-elongation curve, and are displayed on the display 50. The data processing unit 32 supplies a physical quantity set as a control amount to the drive control unit 33 during the test, and the drive control unit 33 feeds back the physical quantity to a preset target value. As a result, a control signal is supplied to the drive mechanism 14 to drive the crosshead 13 so that a load according to the target value is applied to the test piece W.
【００２２】つかみ具識別用画像処理部３５は、試験の
開始前におけるつかみ具間距離Ｌの設定時において、Ｃ
ＣＤカメラ４０からの出力を画像処理し、つかみ具１５
ａ，１５ｂの形状を認識し、その認識結果を初期位置演
算部３７に供給する。初期位置演算部３７では、そのつ
かみ具１５ａ，１５ｂの形状認識結果に基づいて、つか
み具情報記憶部３１に登録されているつかみ具情報か
ら、該当のものの寸法情報（図２におけるδ1 およびδ
2 に相当の寸法）を読み出し、前記した入力装置６０を
介して設定されたつかみ具間距離Ｌが得られるクロスヘ
ッド１３の絶対位置（図２におけるＡ、従ってＡ＝Ｌ＋
δ1 ＋δ2 ）を算出する。この算出結果は駆動制御部３
３に送られ、駆動機構１４を駆動制御してクロスヘッド
１３を自動的にその位置にまで移動させる。The grasping tool identification image processing unit 35 sets the distance between grasping tools L before starting the test.
The output from the CD camera 40 is image-processed, and the gripper 15 is processed.
The shapes of a and 15b are recognized, and the recognition result is supplied to the initial position calculation unit 37. The initial position calculation unit 37 uses the gripping tool information stored in the gripping tool information storage unit 31 to determine the corresponding dimensional information (δ 1 and δ in FIG. 2) based on the shape recognition results of the gripping tools 15 a and 15 b.
2 ), and the absolute position of the crosshead 13 (A in FIG. 2, that is, A = L +) at which the inter-grasp distance L set via the input device 60 is obtained.
δ 1 + δ 2 ) is calculated. This calculation result is output to the drive control unit 3
3 to drive the drive mechanism 14 to automatically move the crosshead 13 to that position.
【００２３】従って、以上の本発明の実施の形態による
と、オペレータは適宜のつかみ具を試験機本体１に対し
て取り付けるともに、入力装置６０を通じてつかみ具間
距離Ｌを設定するだけでよく、これにより、クロスヘッ
ド１３が自動的にそのつかみ具間距離Ｌが得られる位置
に移動する。Therefore, according to the above embodiment of the present invention, the operator only needs to attach an appropriate grip to the tester main body 1 and set the distance L between the grips through the input device 60. As a result, the crosshead 13 automatically moves to a position where the inter-grasp distance L is obtained.
【００２４】なお、以上の実施の形態においては、撮影
手段としてのＣＣＤカメラ４０を１台だけ設けた例を示
したが、より広い視野範囲を必要とする場合には、複数
台のＣＣＤカメラを配置し、その全体によって試験空間
を撮影するように構成してもよい。In the above embodiment, an example is shown in which only one CCD camera 40 is provided as a photographing means. However, if a wider field of view is required, a plurality of CCD cameras 40 may be used. The test space may be arranged so as to photograph the test space.
【００２５】[0025]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、材料試
験機に取り付けられたつかみ具を撮影手段によって撮影
し、その出力の画像処理によってそのつかみ具の形状を
認識し、あらかじめ登録されているつかみ具情報のなか
から該当のつかみ具の寸法情報を読み出し、その寸法情
報を用いて、クロスヘッド等の移動側のつかみ具が取り
付けられている部材を、設定されているつかみ具間距離
が得られる位置にまで自動的に移動させるので、オペレ
ータは、つかみ具間距離の設定に際して、適宜のつかみ
具を取り付けてつかみ具間距離を入力するだけでよく、
もの指し等を用いてつかみ具間距離を測定しながらクロ
スヘッドをマニュアル移動させていた従来のつかみ具間
距離の設定作業に比して、その労力を大幅に軽減させる
ことができる。As described above, according to the present invention, the gripper attached to the material testing machine is photographed by the photographing means, the shape of the gripper is recognized by image processing of the output, and the gripper is registered in advance. Reads the dimensional information of the applicable gripper from among the gripper information, and uses the dimensional information to move the member on which the movable gripper such as the crosshead is attached to the set gripper distance. Is automatically moved to the position where is obtained, so that the operator only needs to attach an appropriate gripper and input the distance between the grippers when setting the distance between the grippers,
Compared with the conventional work of setting the distance between the gripping tools in which the crosshead is manually moved while measuring the distance between the gripping tools using a pointing finger or the like, the labor can be greatly reduced.
【００２６】また、請求項２に係る発明のように、以上
のつかみ具の形状を認識すべくつかみ具を撮影する撮影
手段を、試験中において試験片を撮影して伸び等を計測
するための撮影手段と兼用させると、それぞれの機能に
必要とするコストを実質的に低減することができる。The photographing means for photographing the gripping tool for recognizing the shape of the gripping tool as in the invention according to claim 2 is provided for measuring elongation and the like by photographing a test piece during a test. When used also as the photographing means, the cost required for each function can be substantially reduced.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【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。FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention, showing a schematic diagram representing a mechanical configuration and a block diagram representing an electrical configuration.
【図２】つかみ具間距離Ｌの設定方法の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a method of setting a distance L between grips.
１ 試験機本体 １１ テーブル １２ａ，１２ｂ ねじ棹 １３ クロスヘッド １４ 駆動機構 １５ａ，１５ｂ つかみ具 １６ 変位センサ １７ ロードセル ３０ 制御装置 ３１ つかみ具情報記憶部 ３２ データ処理部 ３３ 駆動制御部 ３４ 計測用画像処理部 ３５ つかみ具認識用画像処理部 ３６ データ記憶部 ３７ 初期位置演算部 ４０ ＣＣＤカメラ ４１ 画像ボード ５０ 表示器 ６０ 入力装置 Ｗ 試験片 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Test machine main body 11 Table 12a, 12b Screw rod 13 Cross head 14 Drive mechanism 15a, 15b Gripping tool 16 Displacement sensor 17 Load cell 30 Control device 31 Gripping tool information storage part 32 Data processing part 33 Drive control part 34 Measurement image processing part 35 Image processing unit for gripper recognition 36 Data storage unit 37 Initial position calculation unit 40 CCD camera 41 Image board 50 Display unit 60 Input device W Test piece
Claims (2)
られる一対のつかみ具により試験片の両端部を把持する
とともに、上記移動部材を固定部材に対して接近／離隔
する方向に移動させる駆動機構を備えた材料試験機にお
いて、 つかみ具間距離を設定する設定手段と、あらかじめ登録
される複数種のつかみ具の形状情報および寸法情報を記
憶する記憶手段と、上記一対のつかみ具が視野内に収ま
るように配置された撮影手段と、その撮影手段の出力を
取り込んで試験機に取り付けられているつかみ具の形状
を認識する画像処理手段と、その画像処理手段による認
識結果に基づいて上記記憶手段の内容から該当のつかみ
具の寸法情報を読み出し、その寸法情報を用いてつかみ
具間距離が上記設定手段により設定されたつかみ具間距
離となるよう上記駆動機構を制御して移動部材を位置決
めする初期位置制御手段を備えていることを特徴とする
材料試験機。1. A drive mechanism for gripping both ends of a test piece with a pair of grips attached to a fixed member and a moving member, and moving the moving member in a direction approaching / separating from the fixed member. Setting means for setting the distance between grippers, storage means for storing shape information and dimensional information of a plurality of types of grippers registered in advance, and the pair of grippers so as to be within the field of view. Image processing means for recognizing the shape of the gripper attached to the tester by taking in the output of the imaging means, and the contents of the storage means based on the recognition result by the image processing means. The dimensional information of the applicable gripper is read out from the table, and the distance between the grippers becomes the distance between the grippers set by the setting means using the dimensional information. Material testing machine, characterized in that it comprises an initial position control means for positioning the moving member by controlling the drive mechanism.
おける試験片の引張方向への伸びおよび／またはそれに
直交する方向への幅変化を計測する計測用画像処理手段
を有していることを特徴とする請求項１に記載の材料試
験機。2. An image processing means for measuring an elongation of a test piece in a tensile direction and / or a width change in a direction orthogonal to the tensile direction during a test using an output of the photographing means. The material testing machine according to claim 1, wherein:
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|---|---|---|---|
| JP2001170011A JP4390032B2 (en) | 2001-06-05 | 2001-06-05 | Material testing machine |
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| JP2001170011A JP4390032B2 (en) | 2001-06-05 | 2001-06-05 | Material testing machine |
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Country Status (1)
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| JP (1) | JP4390032B2 (en) |
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