JP2004212171A - Ram stroke detection apparatus and testing machine - Google Patents

Ram stroke detection apparatus and testing machine Download PDF

Info

Publication number
JP2004212171A
JP2004212171A JP2002381077A JP2002381077A JP2004212171A JP 2004212171 A JP2004212171 A JP 2004212171A JP 2002381077 A JP2002381077 A JP 2002381077A JP 2002381077 A JP2002381077 A JP 2002381077A JP 2004212171 A JP2004212171 A JP 2004212171A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ram
test
stroke
test piece
specimen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002381077A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kohei Toyama
晃平 遠山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP2002381077A priority Critical patent/JP2004212171A/en
Publication of JP2004212171A publication Critical patent/JP2004212171A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stroke detection apparatus for overcoming various problems of a wire stroke detection apparatus such that (1) a wire is broken by a shock when a test specimen is broken, and (2) the stroke precision is degraded when a wire tension is relaxed and a pulley idles motion. <P>SOLUTION: A universal testing machine grips a test piece between upper and lower cross heads 36, 37. The cross head 36 elevates a table 34 vertically disposed by using a ram cylinder 62 and applies a load to the test piece. The ram stroke detection apparatus 50 for detecting a stroke of a ram 32a is provided with a magnetic scale 52 immovable regardless of elevation of the ram 32a and a pointer 54 for interlocking with movement of the table 34, noncontactly facing the magnetic scale 52 and changing a position relative to the magnetic scale 52. When the ram 32a moves, a stroke signal corresponding to a movement of the ram 32a is outputted from the magnetic scale 52. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は、材料試験機に用いられる負荷アクチュエータのストロ−ク量を検出するストロ−ク検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
万能試験機は、テ−ブル上に立設される一対の支柱に横架された上部クロスヘッドと、テ−ブルを貫通して立設される一対のねじ棒に螺合された下部クロスヘッドとの間にチャックを介して供試体を把持し、ラムシリンダでテ−ブルを昇降させて上部クロスヘッドを上下方向に移動させて供試体に負荷を与えるものである。このような試験機では、ラムシリンダを一定の速度でストロ−クさせる定速制御試験を行なうため、ラムストロ−ク検出装置によりラムシリンダのストロ−ク量を検出する。
【0003】
この種のラムストロ−ク検出装置として、実公平4−21091号公報に開示されているものが知られている。この装置は、一端がテ−ブルに固定され他端がテ−ブルとともに昇降する保持部材に固定されたワイヤと、このワイヤの保持部材側の連結点に介装される緩衝用弾性体と、ワイヤが巻回されワイヤの移動に伴い回転するプ−リと、このプ−リの回転を検出してラムストロ−クを検出するロータリエンコーダとを備える。
【0004】
【特許文献1】
実公平4−21091号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のストローク検出装置では次のような問題がある。
(1)供試体が破断する際のショックでワイヤが切れることがある。
(2)ワイヤのテンションが緩むとプーリが空回りしてストローク量の精度が低下する。そのため、同一形状の供試体を多数同一条件で試験する場合、試験開始時のストローク計の出力値を毎回、ゼロリセットする作業が不可欠である。
(3)プーリの外径寸法により検出精度が左右される。
(4)ワイヤの線径も検出精度に影響を与える。
【0006】
本発明は、ワイヤ式ストローク検出装置で顕在化する上記問題を解決するストロ−ク検出装置を提供するものである。
また本発明は、このストローク検出装置を搭載した各種試験機を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、供試体を上下治具間に把持し、一方の治具が設置されたテ−ブルをラムシリンダのラムにより昇降させて供試体を負荷する試験機に用いられ、ラムのストロ−ク量を検出するラムストロ−ク検出装置に適用される。このラムストローク検出装置は、ラムの昇降に拘わらずテーブルに対して不動の第1センサ部材と、テ−ブルの移動に連動して、第1センサ部材に非接触で対向して第1センサ部材との相対位置が変化する第2センサ部材とを備え、第1および第2のセンサ部材の相対位置変化によりラムの移動量に応じたストローク信号を出力することを特徴とする。
このようなラムストロ−ク検出装置を万能試験機やコンクリートなどの圧縮試験機に搭載することができる。
請求項4の発明は、請求項1のラムストロ−ク検出装置と、治具で把持される供試体を自動交換する供試自動体交換機と、供試体を判定し、ラムストローク検出装置の検出信号に基づいてラムの位置を制御することにより供試体に適した位置へ治具を設定し、このように設定された治具間に供試自動体交換機で供試体をセットして治具で把持し、その後、治具で把持した供試体をラムで負荷する一連の手順を、異なる長さの供試体に対して繰り返し行うコントローラとを備えることを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】
−第1の実施の形態−
図1〜図2に基づいて本発明による材料試験機を万能試験機に適用した第1の実施の形態を説明する。
【0009】
図1は万能試験機の構成を示し、(a)が正面図、(b)がそのb−b線断面図である。ベッド31上にはラムシリンダ32が設置されるとともに、一対のねじ棒33が立設され、ラム32aの端面に固着されたテーブル34には一対の支柱35が立設されている。一対の支柱35の上端には上部クロスヘッド36が架設され、一対のねじ棒33には、下部クロスヘッド37が、その内部に設けられた一対のナット(不図示)を介して螺合されている。上部クロスヘッド36は、ラムシリンダ32の伸縮によりテーブル34,支柱35と一体に上下動可能であり、下部クロスヘッド37は、ねじ棒33あるいはナットの回転により上下動可能とされている。また、上下クロスヘッド36,37には、上部チャック38および下部チャック39がそれぞれ対向して取付けられ、試験片TPの両端が上下チャック38,39にそれぞれ把持される。
【0010】
ラムシリンダ32はシリンダ室32bに圧油を供給するとラム32aが伸長し、これによりテ−ブル34,支柱35,上部クロスヘッド36が一体に上昇して試験片TPに負荷が加わる。その負荷荷重は、圧力センサ40によりシリンダ室32bの圧力を検出することにより測定され、例えばデジタル表示される。図3(a)はラム32aが完全に収縮し、試験片TPの負荷が零の状態を示す。このときシリンダ室32bには、テーブル34,支柱35,上部クロスヘッド36の重量分の圧力が作用し圧力センサ40が所定の圧力信号を出力するが、このとき表示器が零を表示するように零点を調節する。
【0011】
また、ベッド31とテ−ブル34との間には、図2に示すようなラムストロ−ク検出装置50が設けられている。
【0012】
図2において、ベッド31に立設されたスタンド51の側面には磁気スケール52が取り付けられている。一方、テ−ブル34の下面には、スタンド51に沿った状態でポインタ取付板53が吊持されるとともに、その先端にポインタ54が取り付けられている。テ−ブル34の昇降に伴ってポインタ54が昇降すると、ポインタ54と磁気スケール52との相対位置に応じたストローク信号が出力される。このストローク信号を不図示の制御装置に出力し、これによりラム32aのストロ−ク量が検出される。図2において、(a)がラム32aの最大伸長状態を、(b)がラム32aの最小収縮状態を示す。
【0013】
上部クロスヘッド36を一定の速度で上昇させる定速制御試験を行なうにあたり、まず、一対のねじ棒33またはねじ棒33に螺合された下部クロスヘッド37内のナット(不図示)を回転させて下部クロスヘッド37を位置調整し、その位置で試験片TPの両端を上下チャック(上下治具)38,39に把持する。ラム32aを一定の速度でストロ−クさせるべくラムシリンダ32に圧油を供給すると、ラム32aが伸長しテ−ブル34,支柱35,上部クロスヘッド36が一体に上昇する。これにより、試験片TPに引張荷重が作用する。
【0014】
このとき、テ−ブル34に吊持されたポインタ取付板53が上昇し、磁気スケール52と相対移動して、その相対位置に応じたストローク信号が不図示の制御装置に入力される。これによりラム32aのストロ−ク量が測定される。制御装置は、この測定結果に基づいてラム32aが一定の速度でストロ−クするようにラムシリンダ32に供給する圧油の量を制御する。
【0015】
このように、非接触の磁気式ストローク検出装置50でラム32aのストローク量を検出することにより、次のような作用効果を得ることができる。
(1)ポインタ54と磁気スケール52は非接触であり、供試体が破断する際のショックで瞬間的に相対位置が変化してもポインタ54や磁気スケール52が破損するおそれがない。
【0016】
(2)供試体破断時に瞬間的にポインタ54と磁気スケール52が相対変化しても、所定時間経過すると破断時の相対位置へ復帰するから、破断時のラム32aの位置を正確に計測できる。
【0017】
(3)供試体の破断によってポインタ54と磁気スケール52の取付位置関係がずれることがないから、テーブル34が同一位置であれば、ストローク検出信号も同一である。その結果、同一形状の供試体を多数同一条件で試験する場合、試験開始時のストローク計の出力値を毎回、ゼロリセットする作業が不要となる。
【0018】
(4)ワイヤによるストローク検出装置を使用する場合は、初期位置などの特定位置検出用にリミットスイッチを設けることがあったが、この実施の形態によれば、テーブル34の特定位置を検出するリミットスイッチが不要となる。また、上記初期位置以外に最大ストローク位置など別の位置検出が必要な場合には、それらの位置に応じた数のリミットスイッチが必要であったが、この実施の形態によれば、ストローク検出信号によりテーブルの種々の位置を任意に特定できる。その結果、テーブル34の特定位置検出用リミットスイッチを不要にできる。
【0019】
−第2の実施の形態−
図3は第2の実施の形態によるコンクリート、モルタル、石材などの圧縮試験機の構成図である。負荷枠61の下ベース61aにラムシリンダ装置62が設置されている。ラムシリンダ装置62のラム62aの上端にはテーブル63が設けられている。テーブル63の上面に下圧盤64が設置され、負荷枠51の上ベース61bの下面に上圧盤65が設置されている。上下圧盤64と65との間に円柱状のコンクリート供試体CRが挟持される。テーブル63と下ベース61aとの間には図2で説明した磁気式ストローク検出装置50が設けられている。
【0020】
コンクリート供試体CRの圧縮試験に際しては、上圧盤65が供試体CRの上面と数mm、例えば5mm〜8mm程度間隔を空けた状態を初期位置とし、ラム62aを上昇させて圧縮試験を行う。圧縮速度は1mm/1分程度であり、上圧盤65が供試体CRと接触し始めるまでに5分〜8分程度時間を要する。コンクリート供試体CRは、たとえば直径100mm、長さ200mmと規格化されているが、長さは±数mmの公差がある。このため、短めに製作された供試体の場合、供試体CRと上圧盤65の間隔が広くなり、圧縮開始までの時間が長くなるので、この間隔を低減して試験時間を短縮することが要求される。そのため、供試体毎にテーブル63の初期位置も±数mmで調整する必要がある。
【0021】
例えば、供試体CRが最大210mm、最小190mmとなると仮定する。例えば、供試体CRを上下圧盤64,65間にセットするときのテーブル63の基準初期位置を、最大210mmに対して決定してコントローラ(不図示)に設定しておく。このとき、上圧盤65と供試体CR上面との間に5mmの隙間が設定されると仮定する。試験に先立って供試体CRの長さを予め測定し、不図示のコントローラに入力する。測定値が190mmとすると、コントローラは、基準初期位置を設定した供試体最大長210mmと190mmとの差分である20mmだけ基準初期位置を大きくする。そして、磁気式ストローク装置50の検出値がこの基準位置になるようにラム62aを駆動する。すなわち、ラム62aを20mm伸長させる。このとき、上記間隔は5mmとなる。これにより、テーブル63の初期位置を任意に変更することができ、常に、供試体の長さが異なっても供試体上面と上圧盤との間の距離を一定値で圧縮試験を開始できる。
【0022】
−第3の実施の形態−
第1の実施の形態の万能試験機を自動試験機として使用する場合、すなわち、試験片をロボットにより自動交換する方式を採用する場合、種々の長さの試験片に対して連続して試験を行う。この場合、試験片を上下治具に把持するための取付位置は試験片の長さに応じて異なる。そこでコントローラは、予め試験片ごとに取付位置、すなわちラム32aの初期位置を設定する。そして、連続試験の処理アルゴリズムには、試験片の特定、試験片ごとのラム初期位置、特定された試験片の試験本数、試験速度を含む試験条件、試験順序などを記述する。以下の説明では、第1番目の試験片グループ〜第m番目の試験片グループのそれぞれのグループはn本の試験片を有し、グループ間の試験片長さは異なるものとする。
【0023】
このような自動機の構成を図4に示し、処理手順を図5のフローチャートに示す。図4において、自動機は、コントローラ71と、ラムストローク検出装置50と、圧力センサ40と、ラム制御弁72と、試験片自動交換機(ロボット)73と、上下治具開閉装置74とを主に備えている。ラム制御弁72は、予め設定されたラム位置となるように、ラムストローク検出装置50でラム位置を検出しながらラム32aの伸縮位置を制御する油圧制御弁である。ロボット73は、試験片を把持し、その上下端部を上下治具38,39間に挿入セットするための搬送ロボットである。ロボット73で試験片を上下治具間にセットしたとき、上下治具開閉装置74により上下治具38,39の把持具を開閉駆動する。治具38,39が空圧チャックであれば、開閉装置74は空圧開閉弁である。
【0024】
コントローラ71で自動試験用プログラムを実行することにより図5のフローチャートで示す処理が行われる。コントローラ71は、連続試験の開始が指示されると(ステップS1)、試験片を判定し(ステップS2)、判定した試験片に対するテーブル初期位置と試験条件を読み出す(ステップS3)。ついで、テーブル34を初期位置へ駆動し(ステップS4)、ロボット73により試験片を上下治具間にセットし、上下治具開閉装置74により上下治具38,39の把持具を駆動して試験片を把持する(ステップS5)。
【0025】
試験条件に従ってラム32aを駆動して試験片を負荷する(ステップS6)。試験片の破断が検出されるまでステップS7が否定され、ステップS6が繰り返される。そして、破断を検出したら(ステップS7が肯定判定)ラム32aを停止し(ステップS8)、ロボット73により試験片を除去する(ステップS9)。その後、n本の同一の試験片グループの試験が終了していると判定されなければ(ステップS10が否定判定)ステップS4に戻る。n本の同一の試験片グループの試験が終了と判定すると(ステップS10が肯定判定)、次の試験片グループが存在するか判定し(ステップS11)、存在すればステップS2に戻る。存在しなければ図4の処理を終了する。
【0026】
以上のように、上述した磁気非接触式ストローク検出装置50からのストローク検出信号はラム32aの位置を正しく検出することができる。その結果、種々の長さの試験片に対する初期位置を予めコントローラに設定しておけば、初期位置検出用のリミットスイッチを複数個設けることなく、試験片ごとに異なる試験片セット位置へラム32aを位置決めすることができる。したがって、万能材料試験機を自動機として使用することができる。
【0027】
なお、従来のワイヤ式ストローク検出装置を使用している場合は、上述したように、試験片破断時にプーリが不所望に空回りすることがあり、ロータリエンコーダの出力信号がラムの伸縮位置を正確に示すとは限らない。そのため、試験片セット位置へラムを正しく位置決めするために、種々の長さの試験片ごとにリミットスイッチを設ける必要があり、試験片セット、試験、試験片除去、試験片セット、試験……を繰り返す連続自動試験には事実上適用することが難しかった。
【0028】
以上の実施の形態では、ポインタ54をテーブル34とともに移動するようにしたが、ポインタ54を不動とし、磁気スケール52をテーブル34とともに移動するようにしても良い。また、以上のストローク検出装置では、磁気を利用し、第1センサ部材をポインタ54,第2センサ部材を磁気スケール52で実現するようにしたが、光を用いた光電非接触式ストローク検出装置を使用してよい。この場合、投光素子をテーブル34とともに移動させ、ベッド31側に固定したブラケットに受光素子を設置しても良い。受光素子をテーブル34ととも移動させ、投光素子を不動としても良い。この他、ストローク検出装置を構成する第1センサ部材および第2センサ部材が非接触であれば、検出方式はどのような方式でも良い。
【0029】
【発明の効果】
本発明によれば、ストローク検出装置を互いに非接触の第1および第2のセンサ部材で構成したので、例えば試験片破断による衝撃力が作用しても第1および第2のセンサ部材の相対位置が変化しないので、ストローク検出装置の検出信号の精度が悪化することがない。そのため、このようなストローク検出装置を万能試験機に搭載すれば、異なる長さの供試体を試験機に自動搬送しつつ連続して試験を行う場合、複数のリミットスイッチを使用する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は万能試験機の正面図、(b)はそのb−b線断面図
【図2】ラムストロ−ク検出装置の正面図
【図3】コンクリート圧縮試験機の正面図
【図4】自動機の構成例を示す図
【図5】処理手順例を示すフローチャート
【符号の説明】
31:ベッド 32:ラムシリンダ装置
32a:ラム 34:テ−ブル
50:ラムストロ−ク検出装置 52:磁気スケール
54:ポインタ
62:ラムシリンダ装置 62a:ラム
71:コントローラ 73:ロボットs
TP:試験片 CR:コンクリート試験片
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a stroke detection device for detecting a stroke amount of a load actuator used in a material testing machine.
[0002]
[Prior art]
The universal testing machine has an upper crosshead laid on a pair of columns erected on a table, and a lower crosshead screwed on a pair of screw rods erected through the table. The test specimen is grasped through a chuck in between, and the table is moved up and down by a ram cylinder to move the upper cross head in the vertical direction to apply a load to the test specimen. In such a tester, a ram stroke detecting device detects the stroke amount of the ram cylinder in order to perform a constant speed control test in which the ram cylinder strokes at a constant speed.
[0003]
As this type of ramstroke detecting device, there is known a device disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 4-21091. This device has a wire fixed at one end to a table and the other end fixed to a holding member that moves up and down together with the table; a cushioning elastic body interposed at a connection point of the wire on the holding member side; It has a pulley around which a wire is wound and rotates with the movement of the wire, and a rotary encoder which detects the rotation of the pulley to detect a ram stroke.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 4-21091
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional stroke detecting device has the following problems.
(1) The wire may break due to a shock when the specimen breaks.
(2) When the tension of the wire is loosened, the pulley idles and the accuracy of the stroke amount is reduced. Therefore, when testing a large number of specimens of the same shape under the same conditions, it is essential to reset the output value of the stroke meter at the start of the test every time.
(3) Detection accuracy depends on the outer diameter of the pulley.
(4) The wire diameter of the wire also affects the detection accuracy.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a stroke detecting device that solves the above-mentioned problem that is manifested by a wire type stroke detecting device.
The present invention also provides various testing machines equipped with the stroke detecting device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is used in a test machine for gripping a specimen between upper and lower jigs, and lifting a table on which one jig is installed by a ram of a ram cylinder to load the specimen. The present invention is applied to a ramstroke detecting device for detecting a stroke amount of a ramstroke. The ram stroke detecting device comprises a first sensor member which is immovable with respect to the table regardless of the elevation of the ram and a first sensor member which is opposed to the first sensor member in non-contact with the movement of the table. A second sensor member whose relative position changes with respect to the first and second sensor members, and outputs a stroke signal corresponding to the amount of movement of the ram based on the change in the relative position of the first and second sensor members.
Such a ramstroke detecting device can be mounted on a universal testing machine or a compression testing machine for concrete or the like.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a ramstroke detecting device according to the first aspect, a test automatic body changing machine for automatically changing a test object held by a jig, a test object is determined, and a detection signal of the ram stroke detecting device is provided. The jig is set to a position suitable for the specimen by controlling the position of the ram based on the ram, and the specimen is set between the jigs set in this way by the automatic body exchange machine and gripped by the jig Then, a controller is provided which repeats a series of procedures for loading the specimen held by the jig with the ram on specimens of different lengths.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
-1st Embodiment-
A first embodiment in which a material testing machine according to the present invention is applied to a universal testing machine will be described with reference to FIGS.
[0009]
1A and 1B show the configuration of a universal testing machine, wherein FIG. 1A is a front view and FIG. 1B is a sectional view taken along the line bb. A ram cylinder 32 is installed on the bed 31, and a pair of screw rods 33 are erected, and a pair of columns 35 are erected on a table 34 fixed to an end surface of the ram 32a. An upper crosshead 36 is provided on the upper ends of the pair of columns 35, and a lower crosshead 37 is screwed to the pair of screw rods 33 via a pair of nuts (not shown) provided therein. I have. The upper crosshead 36 can move up and down integrally with the table 34 and the column 35 by expansion and contraction of the ram cylinder 32, and the lower crosshead 37 can move up and down by rotation of the screw rod 33 or nut. An upper chuck 38 and a lower chuck 39 are attached to the upper and lower crossheads 36 and 37 so as to face each other, and both ends of the test piece TP are gripped by the upper and lower chucks 38 and 39, respectively.
[0010]
When the ram cylinder 32 supplies the pressurized oil to the cylinder chamber 32b, the ram 32a expands, whereby the table 34, the support 35, and the upper cross head 36 are integrally raised, and a load is applied to the test piece TP. The applied load is measured by detecting the pressure in the cylinder chamber 32b by the pressure sensor 40, and is, for example, digitally displayed. FIG. 3A shows a state in which the ram 32a is completely contracted and the load on the test piece TP is zero. At this time, a pressure corresponding to the weight of the table 34, the support 35, and the upper crosshead 36 acts on the cylinder chamber 32b, and the pressure sensor 40 outputs a predetermined pressure signal. At this time, the display unit displays zero. Adjust the zero point.
[0011]
A ramstroke detecting device 50 as shown in FIG. 2 is provided between the bed 31 and the table 34.
[0012]
In FIG. 2, a magnetic scale 52 is attached to a side surface of a stand 51 erected on the bed 31. On the other hand, a pointer mounting plate 53 is hung on the lower surface of the table 34 along the stand 51, and a pointer 54 is mounted on the tip thereof. When the pointer 54 moves up and down as the table 34 moves up and down, a stroke signal corresponding to the relative position between the pointer 54 and the magnetic scale 52 is output. This stroke signal is output to a control device (not shown), whereby the stroke amount of the ram 32a is detected. In FIG. 2, (a) shows the maximum extension state of the ram 32a, and (b) shows the minimum contraction state of the ram 32a.
[0013]
In performing a constant speed control test for raising the upper crosshead 36 at a constant speed, first, a pair of the screw rods 33 or a nut (not shown) in the lower crosshead 37 screwed to the screw rods 33 is rotated. The position of the lower crosshead 37 is adjusted, and both ends of the test piece TP are gripped by the upper and lower chucks (upper and lower jigs) 38 and 39 at that position. When pressurized oil is supplied to the ram cylinder 32 to cause the ram 32a to stroke at a constant speed, the ram 32a is extended, and the table 34, the support 35, and the upper crosshead 36 are integrally raised. Thereby, a tensile load acts on the test piece TP.
[0014]
At this time, the pointer mounting plate 53 suspended on the table 34 moves up and moves relative to the magnetic scale 52, and a stroke signal corresponding to the relative position is input to a control device (not shown). Thus, the stroke amount of the ram 32a is measured. The control device controls the amount of pressure oil supplied to the ram cylinder 32 based on the measurement result so that the ram 32a strokes at a constant speed.
[0015]
As described above, by detecting the stroke amount of the ram 32a by the non-contact magnetic stroke detection device 50, the following operation and effect can be obtained.
(1) The pointer 54 and the magnetic scale 52 are not in contact with each other, and there is no possibility that the pointer 54 and the magnetic scale 52 will be damaged even if the relative position is momentarily changed by a shock when the specimen breaks.
[0016]
(2) Even if the pointer 54 and the magnetic scale 52 change momentarily relative to each other when the specimen breaks, the relative position returns to the fracture when a predetermined time elapses, so that the position of the ram 32a at the time of fracture can be accurately measured.
[0017]
(3) Since the mounting position of the pointer 54 and the magnetic scale 52 does not shift due to the breakage of the specimen, if the table 34 is at the same position, the stroke detection signal is also the same. As a result, when a large number of specimens having the same shape are tested under the same conditions, the operation of resetting the output value of the stroke meter at the start of the test to zero every time is not required.
[0018]
(4) When a stroke detection device using a wire is used, a limit switch may be provided for detecting a specific position such as an initial position. According to this embodiment, a limit for detecting a specific position of the table 34 is used. No switch is required. Further, when another position detection such as a maximum stroke position is required in addition to the initial position, a number of limit switches corresponding to those positions are required. However, according to this embodiment, the stroke detection signal , Various positions of the table can be arbitrarily specified. As a result, the limit switch for detecting the specific position of the table 34 can be eliminated.
[0019]
-2nd Embodiment-
FIG. 3 is a configuration diagram of a compression tester for concrete, mortar, stone, or the like according to the second embodiment. A ram cylinder device 62 is installed on a lower base 61a of the load frame 61. A table 63 is provided at the upper end of the ram 62a of the ram cylinder device 62. A lower platen 64 is installed on the upper surface of the table 63, and an upper platen 65 is installed on the lower surface of the upper base 61 b of the load frame 51. A cylindrical concrete specimen CR is sandwiched between the upper and lower platens 64 and 65. The magnetic stroke detection device 50 described with reference to FIG. 2 is provided between the table 63 and the lower base 61a.
[0020]
In the compression test of the concrete specimen CR, the compression test is performed by raising the ram 62a with the upper platen 65 spaced apart from the upper surface of the specimen CR by several mm, for example, about 5 mm to 8 mm as an initial position. The compression speed is about 1 mm / 1 minute, and it takes about 5 to 8 minutes for the upper platen 65 to start contacting the specimen CR. The concrete specimen CR is standardized to have a diameter of 100 mm and a length of 200 mm, for example, but has a tolerance of ± several mm. For this reason, in the case of a specimen manufactured to be short, the interval between the specimen CR and the upper platen 65 is widened and the time until the start of compression becomes long. Therefore, it is necessary to reduce this interval and shorten the test time. Is done. Therefore, it is necessary to adjust the initial position of the table 63 for each specimen by ± several mm.
[0021]
For example, assume that the specimen CR has a maximum of 210 mm and a minimum of 190 mm. For example, the reference initial position of the table 63 when the specimen CR is set between the upper and lower platens 64 and 65 is determined for a maximum of 210 mm and set in a controller (not shown). At this time, it is assumed that a gap of 5 mm is set between the upper pressure plate 65 and the upper surface of the specimen CR. Prior to the test, the length of the specimen CR is measured in advance and input to a controller (not shown). Assuming that the measured value is 190 mm, the controller increases the reference initial position by 20 mm, which is the difference between the test sample maximum length 210 mm and the 190 mm that set the reference initial position. Then, the ram 62a is driven so that the detected value of the magnetic stroke device 50 becomes the reference position. That is, the ram 62a is extended by 20 mm. At this time, the interval is 5 mm. Thus, the initial position of the table 63 can be arbitrarily changed, and the compression test can always be started at a constant distance between the upper surface of the test piece and the upper platen even if the length of the test piece is different.
[0022]
-Third embodiment-
When the universal testing machine according to the first embodiment is used as an automatic testing machine, that is, when a method of automatically exchanging test pieces by a robot is adopted, tests are continuously performed on test pieces of various lengths. Do. In this case, the mounting position for gripping the test piece with the upper and lower jigs differs depending on the length of the test piece. Therefore, the controller previously sets the mounting position for each test piece, that is, the initial position of the ram 32a. In the processing algorithm of the continuous test, the specification of the test piece, the initial position of the ram for each test piece, the number of the specified test pieces, the test conditions including the test speed, the test order, and the like are described. In the following description, it is assumed that each of the first to m-th test piece groups has n test pieces, and the test piece lengths between the groups are different.
[0023]
The configuration of such an automatic machine is shown in FIG. 4, and the processing procedure is shown in the flowchart of FIG. In FIG. 4, the automatic machine mainly includes a controller 71, a ram stroke detecting device 50, a pressure sensor 40, a ram control valve 72, an automatic test piece exchange (robot) 73, and a vertical jig opening / closing device 74. Have. The ram control valve 72 is a hydraulic control valve that controls the expansion and contraction position of the ram 32a while detecting the ram position with the ram stroke detection device 50 so that the ram position is set to a preset ram position. The robot 73 is a transfer robot for holding the test piece and inserting and setting the upper and lower ends of the test piece between the upper and lower jigs 38 and 39. When the test piece is set between the upper and lower jigs by the robot 73, the grippers of the upper and lower jigs 38 and 39 are driven to open and close by the upper and lower jig opening and closing device 74. If the jigs 38 and 39 are pneumatic chucks, the opening / closing device 74 is a pneumatic opening / closing valve.
[0024]
When the controller 71 executes the automatic test program, the process shown in the flowchart of FIG. 5 is performed. When the start of the continuous test is instructed (step S1), the controller 71 determines the test piece (step S2), and reads the table initial position and the test condition for the determined test piece (step S3). Next, the table 34 is driven to the initial position (Step S4), the test piece is set between the upper and lower jigs by the robot 73, and the grippers of the upper and lower jigs 38 and 39 are driven by the upper and lower jig opening / closing device 74 to perform the test. The piece is gripped (step S5).
[0025]
The test piece is loaded by driving the ram 32a according to the test conditions (step S6). Step S7 is negative until the fracture of the test piece is detected, and step S6 is repeated. Then, when a break is detected (Yes in step S7), the ram 32a is stopped (step S8), and the test piece is removed by the robot 73 (step S9). Thereafter, if it is not determined that the tests of the n same test piece groups have been completed (No in Step S10), the process returns to Step S4. When it is determined that the test of n identical test piece groups is completed (Yes in step S10), it is determined whether the next test piece group exists (step S11), and if there is, the process returns to step S2. If not, the process of FIG. 4 ends.
[0026]
As described above, the stroke detection signal from the magnetic non-contact type stroke detection device 50 described above can correctly detect the position of the ram 32a. As a result, if initial positions for test pieces of various lengths are set in the controller in advance, the ram 32a is moved to a different test piece set position for each test piece without providing a plurality of limit switches for detecting the initial position. Can be positioned. Therefore, the universal material testing machine can be used as an automatic machine.
[0027]
When a conventional wire-type stroke detecting device is used, as described above, the pulley may undesirably idle when the test piece breaks, and the output signal of the rotary encoder accurately determines the telescopic position of the ram. Not necessarily shown. Therefore, in order to correctly position the ram at the test piece setting position, it is necessary to provide a limit switch for each test piece of various lengths. The test piece set, test, test piece removal, test piece set, test ... It was practically difficult to apply to repeated continuous automatic tests.
[0028]
In the above embodiment, the pointer 54 is moved together with the table 34. However, the pointer 54 may be immovable and the magnetic scale 52 may be moved together with the table 34. Further, in the above-described stroke detection device, the first sensor member is realized by the pointer 54 and the second sensor member is realized by the magnetic scale 52 using magnetism. However, a photoelectric non-contact stroke detection device using light is used. May be used. In this case, the light emitting element may be moved together with the table 34, and the light receiving element may be installed on a bracket fixed to the bed 31 side. The light receiving element may be moved together with the table 34 so that the light emitting element is immobile. In addition, as long as the first sensor member and the second sensor member constituting the stroke detecting device are not in contact with each other, any detection method may be used.
[0029]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the stroke detection device is constituted by the first and second sensor members that are not in contact with each other, the relative position of the first and second sensor members even when an impact force due to, for example, test piece breakage acts. Does not change, the accuracy of the detection signal of the stroke detection device does not deteriorate. Therefore, if such a stroke detection device is mounted on a universal testing machine, it is not necessary to use a plurality of limit switches when performing continuous tests while automatically transporting test pieces of different lengths to the testing machine.
[Brief description of the drawings]
1 (a) is a front view of a universal testing machine, (b) is a sectional view taken along the line bb of FIG. 2 [FIG. 2] is a front view of a ramstroke detecting device [FIG. 3] is a front view of a concrete compression testing machine [ FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of an automatic machine. FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure example.
31: bed 32: ram cylinder device 32a: ram 34: table 50: ram stroke detection device 52: magnetic scale 54: pointer 62: ram cylinder device 62a: ram 71: controller 73: robot s
TP: Test piece CR: Concrete test piece

Claims (4)

供試体を上下治具間に把持し、一方の治具が設置されたテ−ブルをラムシリンダのラムにより昇降させて供試体を負荷する試験機に用いられ、前記ラムのストロ−ク量を検出するラムストロ−ク検出装置において、
前記ラムの昇降に拘わらず前記テーブルに対して不動の第1センサ部材と、
前記テ−ブルの移動に連動して、前記第1センサ部材に非接触で対向して第1センサ部材との相対位置が変化する第2センサ部材とを備え、
前記第1および第2のセンサ部材の相対位置変化により前記ラムの移動量に応じたストローク信号を出力することを特徴とするラムストロ−ク検出装置。
The specimen is held between the upper and lower jigs, and the table on which one of the jigs is installed is moved up and down by a ram of a ram cylinder to be used in a testing machine for loading the specimen. In a ramstroke detecting device for detecting,
A first sensor member that is immovable with respect to the table regardless of the elevation of the ram;
A second sensor member which, in conjunction with the movement of the table, faces the first sensor member in a non-contact manner and changes its relative position with respect to the first sensor member;
A ramstroke detecting device, which outputs a stroke signal according to a movement amount of the ram based on a relative position change of the first and second sensor members.
請求項1のラムストロ−ク検出装置を備えた万能試験機。A universal testing machine comprising the ramstroke detecting device according to claim 1. 請求項1のラムストロ−ク検出装置を備えた圧縮試験機。A compression tester comprising the ramstroke detection device according to claim 1. 請求項1のラムストロ−ク検出装置と、
治具で把持される供試体を自動交換する供試自動体交換機と、
供試体を判定し、前記ラムストローク検出装置の検出信号に基づいて前記ラムの位置を制御することにより前記供試体に適した位置へ前記治具を設定し、このように設定された治具間に前記供試自動体交換機で前記供試体をセットして治具で把持し、その後、前記治具で把持した供試体を前記ラムで負荷する一連の手順を、異なる長さの供試体に対して繰り返し行うコントローラとを備えることを特徴とする万能自動試験機。
A ramstroke detection device according to claim 1,
A test automatic body changer that automatically changes the test specimen held by the jig,
The jig is set to a position suitable for the test piece by determining the test piece and controlling the position of the ram based on the detection signal of the ram stroke detecting device, and between the jigs thus set. The test specimen is set by the test automatic body exchange machine and gripped by a jig, and then, a series of steps of loading the test specimen gripped by the jig with the ram, for test specimens of different lengths. A universal automatic testing machine, comprising:
JP2002381077A 2002-12-27 2002-12-27 Ram stroke detection apparatus and testing machine Pending JP2004212171A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002381077A JP2004212171A (en) 2002-12-27 2002-12-27 Ram stroke detection apparatus and testing machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002381077A JP2004212171A (en) 2002-12-27 2002-12-27 Ram stroke detection apparatus and testing machine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004212171A true JP2004212171A (en) 2004-07-29

Family

ID=32817118

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002381077A Pending JP2004212171A (en) 2002-12-27 2002-12-27 Ram stroke detection apparatus and testing machine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2004212171A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100716876B1 (en) 2005-10-31 2007-05-09 한국전력공사 Frame for the actuator capable of adjusting height
CN102928443A (en) * 2011-08-11 2013-02-13 中国科学院高能物理研究所 Bidirectional symmetrical stretcher
CN111504771A (en) * 2020-06-16 2020-08-07 天津中德应用技术大学 One set of universal tester panel sample centre gripping centering device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100716876B1 (en) 2005-10-31 2007-05-09 한국전력공사 Frame for the actuator capable of adjusting height
CN102928443A (en) * 2011-08-11 2013-02-13 中国科学院高能物理研究所 Bidirectional symmetrical stretcher
CN111504771A (en) * 2020-06-16 2020-08-07 天津中德应用技术大学 One set of universal tester panel sample centre gripping centering device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109813597B (en) Material testing machine and holding force detection method
US20160202232A1 (en) Pullout apparatus and system for testing of anchor bolts/bars
KR20060098066A (en) Extensometer measurement device for tension tester
KR20150065101A (en) Clamping apparatus for welding
US6612189B1 (en) Tensile testing machine for variously cross sectional materials
JP2004212171A (en) Ram stroke detection apparatus and testing machine
CN107505213B (en) Novel small punch test device and test method thereof
JP2004125555A (en) Tension test method and outer diameter measuring device
JP3162609U (en) Thin plate testing machine
JP2002318180A (en) Uniaxial bidirectional tensile tester and sample central part measuring device using it
CN103196992B (en) The scanning detection apparatus of portable cylindrical ferromagnetic component
CN111707181A (en) Continuous thickness measuring device for pipe wall
KR101248279B1 (en) Fracture toughness testing machine
CN209927649U (en) Hardness testing device is used in machine parts production
CN109406276B (en) Equipment for on-line detecting steel cord specified force elongation
JP2718282B2 (en) Test piece positioning device
JPH07119676B2 (en) Fatigue test device for viscoelastic body
KR100421570B1 (en) A Extensometer for Large Diamter
CN212320627U (en) Continuous thickness measuring device for pipe wall
JP2017049157A (en) Spring inspection device
JP2016205824A (en) Materials testing machine
JP2004069460A (en) Method and apparatus for measuring actual stress-distortion in high-speed tension region
CN218382073U (en) Bar tensile test device
CN215676917U (en) Rolling mill quality detection device
CN216621970U (en) Cloth stress strain detection device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050304

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060821

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060829

A521 Written amendment

Effective date: 20061026

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20061219