JP2012137398A - Material testing machine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、試験片を把持するつかみ具の軸心を調整するための軸心調整装置を備える材料試験機に関する。 The present invention relates to a material testing machine including an axis adjustment device for adjusting the axis of a gripping tool that holds a test piece.
このような材料試験機は、上つかみ具および下つかみ具によりその両端を把持した試験片に対して負荷を与えながら、ロードセルと変位検出器によりそのときの試験力と変位とを測定することにより、試験片の試験力−変位特性や、S−N線図を求める構成となっている。このような材料試験機においては、上つかみ具と下つかみ具との軸心が整合していないと、正確な材料試験を実行することができない。このため、このような材料試験機においては、上つかみ具と下つかみ具との軸心を調整するための軸心調整装置が配設されている。 Such a material testing machine measures the test force and displacement at that time with a load cell and a displacement detector while applying a load to the test piece gripped at both ends by the upper gripper and the lower gripper. The test force-displacement characteristic of the test piece and the SN diagram are obtained. In such a material testing machine, an accurate material test cannot be performed unless the axes of the upper gripper and the lower gripper are aligned. For this reason, in such a material testing machine, a shaft center adjusting device for adjusting the shaft centers of the upper gripping tool and the lower gripping tool is provided.
また、このような軸心調整の操作を容易化するため、例えば、試験片に取り付けた複数の歪みゲージの検出値に基づいて試験片の軸心の偏心率を演算した結果を表示手段に図形表示する材料試験機が提案されている(特許文献1参照)。 Further, in order to facilitate such an operation of adjusting the axis, for example, the result of calculating the eccentricity of the axis of the test piece based on the detection values of a plurality of strain gauges attached to the test piece is displayed on the display means. A material testing machine for display has been proposed (see Patent Document 1).
ところで、オペレータが軸心調整を行う場合には、現在の軸心のずれの程度を的確に把握し、その状況に応じた調整操作を確実に実行する必要がある。特に、繰返し回数が104以下の低サイクル疲労試験と呼ばれる材料試験では、上つかみ具と下つかみ具との軸心のずれが試験データの精度や信頼性に及ぼす影響が大きくなるため、精度の高い軸心調整が要求される。このため、このような精度の高い軸心調整は、オペレータにとって精度を出すために比較的長い時間が費やされる困難な作業となっている。 By the way, when the operator performs the shaft center adjustment, it is necessary to accurately grasp the degree of the current shaft center shift and to reliably perform the adjustment operation according to the situation. In particular, in a material test called a low cycle fatigue test with a number of repetitions of 10 4 or less, the deviation of the axial center between the upper gripper and the lower gripper has a greater effect on the accuracy and reliability of the test data. High axial alignment is required. For this reason, such a highly accurate axis adjustment is a difficult task for the operator, in which a relatively long time is spent in order to achieve accuracy.
また、軸心を調整するための軸心調整装置には、複数の軸心調整用のネジが配設されている。オペレータは、モニタ等に表示された軸心調整に関する情報を見ながら、これらのネジを締めたり緩めたりすることで軸心調整を行っている。ところが、従来のこれらモニタ等に表示される内容としては、例えば、試験片の歪みゲージ取り付け高さにおける現在の軸心位置等を図形表示する程度のもので、どのネジをどのように調整すると、軸心がどの方向に動くのかなどを、オペレータに伝えることが出来るものではなかった。このため、オペレータが操作したネジが、操作すべきネジと違っていた場合や、オペレータがネジを締めるべきところを逆に緩めてしまったなどの間違った操作を行った場合に、その間違いに気づくのが遅れる傾向にあった。オペレータが、このような間違いに気づくのに遅れると、軸心のずれをより拡大させることになり、さらに軸心調整に長い時間を費やすことにもなっていた。 In addition, the shaft center adjusting device for adjusting the shaft center is provided with a plurality of shaft center adjusting screws. The operator adjusts the shaft center by tightening or loosening these screws while viewing the information on the shaft center adjustment displayed on the monitor or the like. However, as the content displayed on these conventional monitors, for example, it is a thing that only displays the current axial center position etc. at the strain gauge mounting height of the test piece, and how to adjust which screw, It was not possible to tell the operator which direction the shaft moves. Therefore, if the screw operated by the operator is different from the screw to be operated, or if the operator performs an incorrect operation such as loosening the place where the screw should be tightened, the operator will notice the mistake. Tended to be late. If the operator is late in noticing such a mistake, the misalignment of the shaft center will be further enlarged, and further, it will take a long time to adjust the shaft center.
この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、オペレータの軸心調整時の誤操作を防止するとともに、軸心調整操作を容易に行うことが可能な材料試験機を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and provides a material testing machine capable of preventing an erroneous operation at the time of an operator's shaft center adjustment and easily performing the shaft center adjustment operation. Objective.
請求項1に記載の発明は、複数の調整ネジを操作することにより、試験片を把持するつかみ具の軸心を調整する軸心調整装置を備えた材料試験機であって、試験片に負荷を加える負荷手段と、試験片の異なる複数の高さごとに貼設される複数の歪みゲージと、前記複数の歪みゲージからの信号を記録する計測手段と、前記計測手段からの信号に基づいて、試験片の歪み方向と歪み量を複数の高さごとに算出する演算手段と、前記演算手段により算出された複数の高さごとの歪み方向と歪み量に基づいて、前記複数の調整ネジによる軸心調整方向と対応する方向を座標軸とする座標図に、試験片の高さごとの軸心位置を位置マークとして表示する位置表示手段と、前記位置マークの座標図上の位置に基づいて選択された、オペレータが行うべき軸心調整操作を案内する案内表示手段と、前記案内表示手段により表示された軸心調整操作が実行されるならば前記位置表示手段により表示された前記位置マークの動く方向を、前記案内表示手段により表示される軸心調整操作と連動させて、前記位置マークに付加して表示する方向表示手段と、を備えたことを特徴とする。 The invention described in claim 1 is a material testing machine including an axis adjusting device that adjusts the axis of a gripping tool that holds a test piece by operating a plurality of adjusting screws, Load means, a plurality of strain gauges affixed at a plurality of different heights of the test piece, a measurement means for recording signals from the plurality of strain gauges, and a signal from the measurement means The calculation means for calculating the strain direction and strain amount of the test piece for each of a plurality of heights, and the plurality of adjusting screws based on the strain direction and the strain amount for each of the plurality of heights calculated by the calculation means. A position display means for displaying the position of the axis center for each height of the test piece as a position mark in a coordinate diagram with the direction corresponding to the axis adjustment direction as the coordinate axis, and selection based on the position of the position mark on the coordinate map Should be done by the operator Guidance display means for guiding the center adjustment operation; and if the axis center adjustment operation displayed by the guidance display means is executed, the direction of movement of the position mark displayed by the position display means is indicated by the guidance display means. And direction display means for displaying in addition to the position mark in conjunction with the displayed axis adjustment operation.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記案内表示手段は、前記複数の調整ネジの配置を図形表示するとともに、オペレータが操作すべき調整ネジに対して「緩める」または「締める」を表す図形をさらに表示する。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the guide display means graphically displays the arrangement of the plurality of adjustment screws and “relaxes” the adjustment screws to be operated by the operator. Alternatively, a graphic representing “tighten” is further displayed.
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の発明において、前記案内表示手段は、前記軸心調整装置における調整ネジの操作案内メッセージを表示する。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the guide display means displays an operation guide message for an adjustment screw in the shaft center adjusting device.
請求項4に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、前記調整ネジは、つかみ具の水平方向の位置を調整するための水平調整ネジと、つかみ具の角度を調整するための角度調整ネジであり、前記案内表示手段は、オペレータが行うべき軸心調整操作が、水平調整ネジの操作である場合には、複数の水平調整ネジの配置を図形表示し、角度調整ネジの操作である場合には、複数の角度調整ネジの配置を図形表示する。 The invention according to claim 4 is the invention according to claim 2, wherein the adjustment screw includes a horizontal adjustment screw for adjusting a horizontal position of the gripping tool and an angle for adjusting the angle of the gripping tool. When the axis adjustment operation to be performed by the operator is an operation of a horizontal adjustment screw, the guide display means graphically displays the arrangement of a plurality of horizontal adjustment screws, and an angle adjustment screw can be operated. In some cases, the arrangement of the plurality of angle adjusting screws is displayed in a graphic form.
請求項1に記載の発明によれば、複数の調整ネジによる軸心調整方向と対応する方向を座標軸とする座標図に、試験片の高さごとの軸心位置を位置マークとして表示する位置表示手段と、位置マークの座標図上の位置に基づいて選択された、オペレータが行うべき軸心調整操作を案内する案内表示手段と、案内表示手段により表示された軸心調整操作が実行されるならば前記位置表示手段により表示された前記位置マークの動く方向を、案内表示手段により表示される軸心調整操作と連動させて、位置マークに付加して表示する方向表示手段と、を備えることにより、オペレータは、案内表示手段に示された操作すべき調整ネジとオペレータが実際に操作している調整ネジが一致していることを認識することができ、調整ネジの誤操作を防止することができる。また、オペレータが誤った操作を行ったとしても、方向表示手段により位置マークに付加して表示された位置マークの動く方向と、オペレータの実際の操作により位置マークが動いた方向の違いを容易に把握できることから、オペレータが軸心調整操作の間違いにすぐに気づくことができる。このため、オペレータは、軸心調整操作に無駄な時間を費やすことなく、オペレータは軸心調整操作を容易に行うことができる。 According to the first aspect of the present invention, in the coordinate diagram in which the coordinate axis is the direction corresponding to the axis adjustment direction by the plurality of adjustment screws, the position display that displays the axis position for each height of the test piece as a position mark. Means, guidance display means for guiding an axis adjustment operation to be performed by the operator, selected based on the position mark position on the coordinate map, and an axis adjustment operation displayed by the guidance display means. Direction display means for displaying the direction of movement of the position mark displayed by the position display means in addition to the position mark in conjunction with the axis adjustment operation displayed by the guidance display means. The operator can recognize that the adjustment screw to be operated indicated on the guidance display means is the same as the adjustment screw that the operator is actually operating to prevent erroneous operation of the adjustment screw. Rukoto can. Even if the operator performs an erroneous operation, the difference between the direction of movement of the position mark displayed by adding to the position mark by the direction display means and the direction of movement of the position mark by the actual operation of the operator can be easily made. Since it can be grasped, the operator can immediately notice an error in the axis adjustment operation. For this reason, the operator can easily perform the shaft center adjustment operation without spending time for the shaft center adjustment operation.
請求項2に記載の発明によれば、案内表示手段は、複数の調整ネジの配置を図形表示するとともに、オペレータが操作すべき調整ネジに対して「緩める」または「締める」を表す図形をさらに表示することから、オペレータは、操作すべき調整ネジの操作間違いに、より容易に気づくことができる。 According to the second aspect of the present invention, the guidance display means further graphically displays the arrangement of the plurality of adjustment screws, and further represents a graphic indicating “loosen” or “tighten” with respect to the adjustment screw to be operated by the operator. Since the display is performed, the operator can more easily notice an operation error of the adjustment screw to be operated.
請求項3に記載の発明によれば、案内表示手段は、軸心調整装置における調整ネジの操作案内メッセージを表示することから、オペレータは、操作案内メッセージに従って軸心調整操作の手順を確認しながら、軸心調整操作をより容易に行うことができる。 According to the third aspect of the present invention, since the guidance display means displays the operation guide message for the adjustment screw in the shaft center adjustment device, the operator confirms the procedure of the shaft center adjustment operation according to the operation guide message. Thus, the shaft center adjustment operation can be performed more easily.
請求項4に記載の発明によれば、案内表示手段は、オペレータが行うべき軸心調整操作が、水平調整ネジの操作である場合には、複数の水平調整ネジの配置を図形表示し、角度調整ネジの操作である場合には、複数の角度調整ネジの配置を図形表示することから、オペレータが、水平調整ネジと角度調整ネジを間違って操作することを防止することがでる。 According to the fourth aspect of the present invention, when the axis adjustment operation to be performed by the operator is the operation of the horizontal adjustment screw, the guidance display means graphically displays the arrangement of the plurality of horizontal adjustment screws, and the angle When the adjustment screw is operated, the arrangement of the plurality of angle adjustment screws is displayed in a graphic form, so that the operator can be prevented from operating the horizontal adjustment screw and the angle adjustment screw by mistake.
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、この発明に係る材料試験機の概要図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of a material testing machine according to the present invention.
この材料試験機は、基台16と、この基台16上に立設された左右一対のねじ棹17と、左右一対のねじ棹17と螺合するナット部を備え、ねじ棹17に対して昇降するクロスヘッド23とを備える。クロスヘッド23には、上つかみ具11が、軸心調整装置13を介して付設されている。また、基台16には下つかみ具12が、ロードセル15を介して付設されている。試験片10は、その両端をこれらの上つかみ具11および下つかみ具12により把持される。
The material testing machine includes a
一対のねじ棹17の下端部には、各々、同期ベルト22と係合する同期プーリー21が配設されている。また、この同期ベルト22は、モータ18の駆動により回転する同期プーリー19とも係合している。このため、一対のねじ棹17は、モータ18の駆動により同期して回転する。そして、一対のねじ棹17が同期して回転することにより、クロスヘッド23は、一対のねじ棹17の軸心方向に昇降する。
試験片10に負荷される試験力は、ロードセル15により検出される。また、試験片10の上下の標点間の変位量は、変位計14により検出される。ロードセル15および変位計14からの信号は図示しない制御回路に入力される。この制御回路は、ロードセル15および変位計14からの信号に基づいて、モータ18の駆動制御信号を作成する。これにより、モータ18の回転が制御され、引張や圧縮等の各種材料試験が行われる。
The test force applied to the
図2は、軸心調整装置13の概要図である。
FIG. 2 is a schematic diagram of the shaft
この軸心調整装置13は、クロスヘッド23と上つかみ具11との間に介在されるものであり、クロスヘッド23と上つかみ具11とを連結する連結軸131と、この連結軸131の中央部に固定された枠部材139と、枠部材139の内部で連結軸131の外周部に配設され、クロスヘッド23に固定された角度調整用カラー部材134と、枠部材139の内部で連結軸131の外周部に配設され、上つかみ具11に固定された位置調整用カラー部材135とを備える。
The shaft
連結軸131は、角度調整用カラー部材134、枠部材139および位置調整用カラー部材135を貫通するとともに、連結軸131の上端部は取付板132と螺合しており、連結軸131の下端部は上つかみ具11と螺合している。また、取付板132は、一組のジャッキボルト133を介してクロスヘッド23と連結されている。このため、一組のジャッキボルト133を利用して取付板132をクロスヘッド23に対して上方に移動させることにより、上つかみ具11を所定の力でクロスヘッド23に対して締結することができる。
The connecting
枠部材139は、連結軸131に螺合して固定された支持部137と、連結軸131の周囲を囲う矩形状の枠部136とから構成される。支持部137の上面には、半球状の凸部138が形成されており、角度調整用カラー部材134の下面にはこの凸部138と対応する形状を有する半球状の凹部が形成されている。また、支持部137の下面は平面状となっており、平面状の位置調整用カラー部材135の上面と当接している。
The
図3は、軸心調整装置13における角度調整用カラー部材134付近の平面概要図である。
FIG. 3 is a schematic plan view of the vicinity of the angle adjusting
この角度調整用カラー部材134は、平面視において矩形状の形状を有し、その外周面は、枠部材139における枠部136と螺合する4本のネジ141、142、143、144の先端部と当接している。このため、4本のネジ141、142、143、144を調整することにより、枠部材139を連結軸131とともに傾斜させて上つかみ具11の角度を調整することが可能となる。すなわち、4本のネジ141、142、143、144のうち、互いに対向する2本のネジの一方を緩め一方を締めた状態で、枠部材139の半球状の凸部138を角度調整用カラー部材134の半球状の凹部に沿って移動させることにより、枠部材139を連結軸131とともに傾斜させることが可能となる。そして、この連結軸131の傾斜に伴って、上つかみ具11が傾斜する。
The angle adjusting
図4は、軸心調整装置13における位置調整用カラー部材135付近の平面概要図である。
FIG. 4 is a schematic plan view of the vicinity of the position adjusting
この位置調整用カラー部材135は、平面視において矩形状の形状を有し、その外周面は、枠部材139における枠部136と螺合する4本のネジ151、152、153、154の先端部と当接している。このため、4本のネジ151、152、153、154を調整することにより、枠部材139を連結軸131とともに移動させて上つかみ具11の水平方向の位置を調整することが可能となる。すなわち、4本のネジ151、152、153、154のうち、互いに対向する2本のネジの一方を緩め一方を締めた状態で、枠部材139を位置調整用カラー部材135の上面に沿って移動させることにより、枠部材139を連結軸131とともに位置調整用カラー部材135に対して相対的に移動させることが可能となる。そして、この連結軸131の相対的な移動に伴って、上つかみ具11が移動する。
The position adjusting
上述したように、この軸心調整装置13においては、角度調整ネジとして機能する4本のネジ141、142、143、144、および、水平調整ネジとして機能する4本のネジ151、152、153、154に相当するネジを調整することにより、連結軸131の水平方向の位置および角度の調整が可能となっている。すなわち、上つかみ具11の水平方向の位置を調整する水平調整、および、角度を調整する角度調整を行うことにより、上つかみ具11と下つかみ具12の負荷軸、すなわち軸心の調整が可能となっている。
As described above, in the shaft
図5は、テスト用試験片10aの歪みを測定する様子を示す概要図である。図6は、テスト用試験片10aにおける歪みゲージ61の貼設位置を示す説明図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing how the strain of the
上つかみ具11と下つかみ具12との軸心の歪み方向と歪み量は、歪みゲージ61を貼設したテスト用試験片10aを、上つかみ具11と下つかみ具12に把持させた状態と、その状態でさらに軽い負荷(例えば20N程度)をテスト用試験片10aに与えた状態とで計測される。歪みゲージ61は、図6に示すように、テスト用試験片10aの上・下の異なる高さに各4個、合計8個貼設される。
The strain direction and amount of axial center of the upper gripping
図5に示すように、テスト用試験片10aに貼設された歪みゲージ61は、計測手段であるデータロガー62に接続される。データロガー62は、歪みゲージ61の検出値を記録し、その結果を保存する計測機器である。この実施形態では、同一高さの歪みゲージ61ごとにデータロガー62を各1台備えている。
As shown in FIG. 5, the
各データロガー62は、記憶装置であるROM,RAM等および演算装置であるCPU等を備えるコンピュータ等によって構成される制御部64に接続される。そして、制御部64には、表示手段であるディスプレイ63が接続されている。制御部64内では、各データロガー62から送信された歪みゲージ61の検出値に基づいて、テスト用試験片10aの上・下の高さごとの歪み方向と歪み量が算出され、オペレータに対して提供する軸心調整に必要な情報をディスプレイ63に表示するための表示制御が実行される。
Each
次に、歪み方向と歪み量の算出方法の一例を説明する。まず、データロガー62により記録され制御部64に送られた各歪みゲージ61の検出値から、各歪みゲージ61の位置ごとの歪み(G1〜G8)が計算される。図6に示すように、歪みゲージ61は同一高さにおいて等間隔に4つ貼設されていることから、その高さの負荷軸に略直交する面において、向かい合う2個の歪みゲージ61間を結ぶ対角線が直交することになる。その直交する対角線のそれぞれをX軸方向およびY軸方向と規定して、上位置のX軸方向の歪み=(G1−G3)/2および上位置のY軸方向の歪み=(G2−G4)/2から、上の高さでの負荷軸に略直交する面における歪み方向と歪み量を表す(上X,上Y)座標を求める。同様に、下位置のX軸方向の歪み=(G5−G7)/2および下位置のY軸方向の歪み=(G6−G8)/2から、下の高さでの負荷軸に略直交する面における(下X,下Y)座標を求める。なお、座標原点は、上・下の高さにおける面と負荷軸が交わる点としている。
Next, an example of a method for calculating the strain direction and the strain amount will be described. First, the strain (G1 to G8) for each position of each
また、この実施形態では、角度調整のときのX軸は、上述した軸心調整装置13において互いに対向するネジ141とネジ142とを結ぶ線と略同一であり、水平調整のときのX軸は、上述した軸心調整装置13において互いに対向するネジ151とネジ152とを結ぶ線と略同一である。また、角度調整のときのY軸は、上述した軸心調整装置13において互いに対向するネジ143とネジ144とを結ぶ線略同一であり、水平調整のときのY軸は、上述した軸心調整装置13において互いに対向するネジ153とネジ154とを結ぶ線と略同一である。なお、X軸およびY軸の歪みを表す数値の単位は、マイクロストレイン(με)である。歪みは、単位長さ当たりの変形量で表されるため無次元量であるが、歪み計測に関する技術分野では、歪みを表す単位として慣習的にストレイン(ε:strain)が使用されている。このため、この実施形態においても歪みの数値の単位としてストレインを用いている。そして、上述した算出方法により求められた上の高さの座標(上X,上Y)、下の高さの座標(下X,下Y)は、上・下の高さごとの試験片の軸心位置として後述する座標図81にプロットされる。
In this embodiment, the X-axis at the time of angle adjustment is substantially the same as the line connecting the
図7は、制御部64を構成する要素のうち、本願発明を実行するための主要部を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a main part for carrying out the present invention among the elements constituting the
この制御部64は、オペレータに対して提供する軸心調整に必要な情報をディスプレイ63に表示するための表示制御部65と、後述する座標図81上の位置マークの位置とオペレータが行うべき軸心調整のネジ操作とを対応付けるテーブルを格納する記憶部74とを備える。そして、表示制御部65には、複数の調整ネジによる軸心調整方向と対応する方向を座標軸とする座標図81に、試験片の高さごとの軸心位置を位置マークとして表示する位置表示部71と、位置マークの座標図81上の位置に基づいて選択された、オペレータが行うべき軸心調整操作を案内する案内表示部72と、案内表示部72により表示された軸心調整操作が実行されるならば位置表示部71により表示された位置マークの動く方向を、案内表示部72により表示される軸心調整操作と連動させて、位置マークに付加して表示する方向表示部73と、が備えられる。
The
図8および図9は、軸心のずれとそれに対応する軸心調整装置13の調整操作を示す表示例である。図8は、オペレータが水平調整ネジを操作して水平方向の位置を調整する水平調整を行うときの表示例であり、図9は、オペレータが角度調整ネジを操作して角度を調整する角度調整を行うときの表示例である。また、図10は、記憶部74に格納されている位置マークM1、M2の座標図81上の位置関係とオペレータが行うべきネジ操作とを対応付けるテーブルである。
FIG. 8 and FIG. 9 are display examples showing the shift of the axial center and the adjustment operation of the axial
図8に示す表示例では、2次元的に表した座標図81と、軸心調整装置13を模式的に表した調整ネジの正面配置図83と水平調整ネジの平面配置図84が表示されるとともに、操作メッセージ表示部73に具体的なネジの操作メッセージが表示されている。
In the display example shown in FIG. 8, a coordinate diagram 81 represented two-dimensionally, a front arrangement diagram 83 of an adjustment screw schematically representing the
座標図81には、テスト用試験片10aの上・下の高さでの軸心位置を示す位置マークM1、M2がそれぞれ黒丸で表示される。この座標図81におけるX軸とY軸は、上述した歪み方向と歪み量の算出方法におけるX軸、Y軸に対応している。上述したように、X軸とY軸は、軸心調整装置13の各ネジのうち互いに対向する位置にあるネジ間を結ぶ線と略同一である。また、軸心調整における調整操作は、互いに対向する2本のネジの一方を緩め一方を締めことにより軸心調整装置13の枠部材139を移動させるネジ操作である。従って、座標図81は、対向する位置にあるネジを操作して軸心調整装置13の枠部材139を動かす方向、すなわち、軸心調整における調整方向を座標軸とした座標図である。
In the coordinate diagram 81, position marks M1 and M2 indicating the axial center positions at the upper and lower heights of the
座標図81への位置マークの表示は、歪み方向と歪み量の算出方法により得られた(X,Y)座標の値をもとに、図7に示す位置表示部71により行われる。オペレータは、このような2次元的表示により、座標図81の位置マークの原点からのずれ、すなわちテスト用試験片10aの上・下位置の軸心のずれを把握することができる。なお、座標図81の原点を中心に半径50マイクロストレインの円を破線で示しているが、これは、軸心調整の閾値を示している。この閾値を示す円内に位置マークM1、M2があれば、軸心はほぼ合っているものとして、材料試験を行うことが可能となっている。
The position mark is displayed on the coordinate
調整ネジの正面配置図83におけるA、Cの文字は、調整ネジの正面配置図83の破線の上側が角度調整を行うネジの正面配置であり、破線の下側が水平調整を行うネジの正面配置であることを示すものである。水平調整ネジの平面配置図84のCの文字も、同様に、水平調整を行うネジの平面配置であることを示すものである。 83. Characters A and C in the front arrangement drawing 83 of the adjustment screw are the front arrangement of the screw that performs angle adjustment on the upper side of the broken line in the front arrangement drawing 83 of the adjustment screw, and the front arrangement of the screw that performs the horizontal adjustment on the lower side of the broken line. It shows that it is. Planar Arrangement of Horizontal Adjustment Screws The letter C in FIG. 84 also indicates the plane arrangement of screws for horizontal adjustment.
水平調整ネジの平面配置図84のX軸とY軸は、座標図81における座標軸との対応を示している。水平調整ネジの平面配置図84の0、90、180、270は、それぞれ図4に示す、水平調整ネジであるネジ154、151、153、152に相当する。
The X-axis and Y-axis of the horizontal arrangement diagram 84 of the horizontal adjustment screw indicate the correspondence with the coordinate axes in the coordinate diagram 81. Planar layout of horizontal adjustment screws 0, 90, 180, and 270 in FIG. 84 correspond to the
調整ネジの正面配置図83および水平調整ネジの平面配置図84には、操作すべき調整ネジに、操作を案内するための矢印が付加される。矢印がネジに向かっている場合は「締める」、矢印の起点がネジである場合は「緩める」を意味する。この矢印の表示は、図7に示す案内表示部72により行われる。
In the
操作メッセージ表示部82には、具体的なネジ操作を案内する操作メッセージが表示される。操作メッセージの内容は、軸心のずれの度合い、すなわち、座標図81上の位置マークの位置の状態と対応させた水平調整テーブルおよび角度調整テーブル(図10参照)に記録され、制御部64内の記憶部74に格納されている。操作メッセージ表示部82への操作メッセージの表示は、上述した矢印の表示と同様に、図7に示す案内表示部72により行われる。
The operation
この表示例では、座標図81に、上の高さでの位置マークM1と下の高さでの位置マークM2を同じ黒丸で示しているが、Y軸において正側にあるのが上の高さの位置マークM1であり、負側にあるのが下の高さの位置マークM2である。このような上・下の高さの位置マークM1、M2の位置関係は、図10(a)に示す水平調整テーブルの状態「上Yが下Yより正側」に該当する。このため、このときに行うべき操作「C0を緩め、C180を締めてください。」がオペレータに案内すべき内容として選択される。 In this display example, in the coordinate diagram 81, the position mark M1 at the upper height and the position mark M2 at the lower height are indicated by the same black circle, but the upper height is on the positive side in the Y axis. The position mark M1 is on the negative side, and the position mark M2 at the lower height is on the negative side. The positional relationship between the upper and lower height position marks M1 and M2 corresponds to the state “upper Y is on the positive side of lower Y” of the horizontal adjustment table shown in FIG. For this reason, the operation to be performed at this time “loosen C0 and tighten C180” is selected as the content to be guided to the operator.
オペレータが行うべき操作が選択されると、案内表示部72が矢印を付すべきネジと、ネジに付される矢印の方向も定まることになる。そして、案内表示部72は、調整ネジの正面配置図83と水平調整ネジの平面配置図84のC0に「緩める」を意味する矢印を付加するとともに、水平調整ネジの平面配置図84のC180に「緩める」を意味する矢印を付加する。さらに、案内表示部72は、選択された操作「C0を緩め、C180を締めてください。」を、「水平調整をします。」の文字列とともにネジ操作を案内する操作メッセージとして、操作メッセージ表示部82に表示する。
When an operation to be performed by the operator is selected, the
また、座標図81に黒丸で表示された位置マークM1,M2には、案内表示部72によるネジ操作の案内表示に従った操作が実行されるならば、位置マークが軸心調整により動く方向を示す矢印が付加される。この位置マークが動く方向を示す矢印は、図7に示す方向表示部73により、案内表示部72によるネジ操作の案内表示と連動して行われる。なお、この表示例の、操作メッセージ表示部82に示された「水平調整をします。C0を緩め、C180を締めてください。」は、座標図81の上・下の高さにおける位置マークのY軸方向の互いの位置を近づけるためのネジ操作である。このため、各位置マークには、Y軸に平行な互いに向き合う矢印が付加されている。
Further, for the position marks M1 and M2 displayed as black circles in the coordinate diagram 81, if the operation according to the screw operation guidance display by the
図9に示す表示例では、図8に示す表示例と同様に、2次元的に表した座標図81と、軸心調整装置13を模式的に表した調整ネジの正面配置図83が表示されるとともに、操作メッセージ表示部73に具体的なネジの操作メッセージが表示されている。また、図9に示す表示例は、図8に示す表示例の操作メッセージ表示部82等の表示に従った水平調整が行われた後に、角度調整を行う状態となっている。このため、図8において水平調整ネジの平面配置図84が表示されていた位置に、角度調整ネジの平面配置図85が表示され、角度調整を行うネジの平面配置図であることを示すAの文字も表示されている。この角度調整ネジの平面配置図85の0、90、180、270は、それぞれ図3に示す、角度調整ネジであるネジ144、141、143、142に相当する。
In the display example shown in FIG. 9, as in the display example shown in FIG. 8, a two-dimensional coordinate diagram 81 and an adjustment screw front layout diagram 83 schematically showing the shaft
この表示例では、軸心の水平調整が行われたことにより、座標図81に黒丸で示す上・下の高さの位置マークM1、M2は、いずれも図8の座標図81の位置マークM1と位置マークM2の中間点付近に位置している。これは図8に示す水平調整前の位置マークM1と位置マークM2の位置関係から見れば、図10(b)に示す角度調整テーブルの状態「(上X+下X)/2が正側」に該当する。このため、このときに行うべき操作「A270を緩め、A90を締めてください。」がオペレータに案内すべき内容として選択される。 In this display example, since the horizontal adjustment of the axial center is performed, the position marks M1 and M2 at the upper and lower heights indicated by black circles in the coordinate diagram 81 are both the position marks M1 in the coordinate diagram 81 of FIG. And the position mark M2. In view of the positional relationship between the position mark M1 and the position mark M2 before the horizontal adjustment shown in FIG. 8, the angle adjustment table shown in FIG. 10B shows the state “(upper X + lower X) / 2 is the positive side”. Applicable. For this reason, the operation to be performed at this time “loosen A270 and tighten A90” is selected as the content to be guided to the operator.
オペレータが行うべき操作が選択されると、案内表示部72が矢印を付すべきネジと、ネジに付される矢印の方向が定まることから、案内表示部72は、調整ネジの正面配置図83と水平調整ネジの平面配置図85のA270に「緩める」を意味する矢印を付加するとともに、A90に「緩める」を意味する矢印を付加する。さらに、案内表示部72は、選択された操作「A270を緩め、A90を締めてください。」を、「角度調整をします。」の文字列とともにネジ操作を案内する操作メッセージとして、操作メッセージ表示部82に表示する。
When an operation to be performed by the operator is selected, the
また、座標図81に黒丸で表示された位置マークには、図7に示す方向表示部73により、位置マークが軸心調整により動く方向を示す矢印が付加される。この表示例の、操作メッセージ表示部82に示された操作「角度調整をします。A270を緩め、A90を締めてください。」は、位置マークをY軸と重なる位置、すなわちX=0に近づけるためネジ操作である。このため、各位置マークには、X軸に平行なY軸に向く矢印が付加されている。なお、図9の表示例では、角度調整を行う前の位置マークM1、M2が、いずれも閾値の円内にあることから、オペレータは、角度調整のネジ操作を省略して、材料試験を行うこともできる。
Further, an arrow indicating the direction in which the position mark moves by adjusting the axis is added to the position mark displayed as a black circle in the coordinate diagram 81 by the
図8および図9の表示例のように、案内表示部72によるネジ操作の案内表示に対応させて位置マークが動く方向を表示すると、オペレータが水平調整ネジの平面配置図84や操作メッセージ表示部82に表示された案内どおりのネジ操作を行わなかった場合には、位置マークは矢印で示された方向とは違う方向に動くため、オペレータは座標図81の表示を見ることで、容易に自身の操作ミスに気づくことができる。なお、図8および図9に示す表示例に、位置マークM1、M2等の(X,Y)座標の具体的な数値等を同時に表示させ、より軸心調整に必要とされる情報の表示を充実させるようにしてもよい。
As shown in the display examples of FIGS. 8 and 9, when the direction in which the position mark moves is displayed in correspondence with the guidance display of the screw operation by the
次に、軸心調整の操作と方向表示部73による位置マークへの矢印の付加動作等について、さらに詳細に説明する。図11は、座標図81における位置マークの表示と、位置マークが動く方向を示す矢印の付加状態を模式的に示す説明図であり、軸心調整の操作順序に沿って変化する座標図81の表示遷移をD101〜D105に示すものである。なお、この図11においては、上の高さの位置マークM1を白丸、下の高さの位置マークM2を黒丸、上・下の高さの位置マークが重なった状態の位置マークM3をハチング付の丸で示している。
Next, the operation of adjusting the axis and the operation of adding an arrow to the position mark by the
まず、位置表示部71により、座標図81に、先に説明した演算方法により求めた、上の高さの座標(上X,上Y)、下の高さの座標(下X,下Y)に、位置マークM1、M2が表示される(D101)。軸心調整は、上の高さの位置マークM1と下の高さの位置マークM2の両方が負荷軸と合っている状態を目指して行われるものであるため、位置マークM1と位置マークM2の両方を座標軸81の原点(0,0)に近づけることを目標としている。
First, the upper height coordinate (upper X, upper Y) and the lower height coordinate (lower X, lower Y) obtained by the
軸心調整における水平調整は、座標図81上において、位置マークM1と位置マークM2の中間座標{(上X+下X)/2,(上Y+下Y)/2}を目標点として、位置マークM1、M2を重ね合わせる調整である。これは、オペレータが図4に示すネジ151、152、153、154を操作することにより実行される。
The horizontal adjustment in the axial center adjustment is performed by using the intermediate coordinates {(upper X + lower X) / 2, (upper Y + lower Y) / 2} between the position mark M1 and the position mark M2 on the coordinate diagram 81 as a target point. This is an adjustment to superimpose M1 and M2. This is executed by the operator operating the
一方、軸心調整における角度調整は、座標図81上において、位置マークM1と位置マークM2の中間座標{(上X+下X)/2,(上Y+下Y)/2}を、さらに座標図81の原点に近づける調整である。これは、オペレータが図3に示すネジ141、142、143、145を操作することにより実行される。
On the other hand, the angle adjustment in the axial center adjustment is performed on the coordinate diagram 81 with the intermediate coordinates {(upper X + lower X) / 2, (upper Y + lower Y) / 2} between the position mark M1 and the position mark M2 being further coordinated. This is an adjustment to bring it closer to the origin of 81. This is executed by the operator operating the
なお、座標図81のX軸とY軸は、軸心調整装置13の各ネジのうち互いに対向する位置にあるネジ間を結ぶ線と略同一であるため、対向する位置にあるネジを操作すると、位置マークはX軸と平行な方向またはY軸と平行な方向のいずれかに移動することになる。よって、水平調整および角度調整のいずれにおいても、基本的には目標となる位置に対して、X軸方向に動かす操作と、Y軸方向に動かす操作とを別個に行うことになる。
In addition, since the X-axis and the Y-axis of the coordinate
この実施形態では、軸心調整は、各位置マークの水平調整でのY軸方向への移動操作、水平調整でのX軸方向への移動操作、角度調整でのY軸方向への移動操作、角度調整でのX軸方向への移動操作、の順で行うよう予め決められており、上の高さの位置マークM1と下の高さの位置マークM2の位置関係から、各操作の内容が図10に示す各テーブルから選びだされる。そして、案内表示部72は、この操作順序に従って具体的なネジ操作をディスプレイ63に案内表示している。なお、オペレータはディスプレイ63の表示を見ながら順次、軸心調整の操作を行うが、オペレータが軸心調整のためネジを操作している間も、歪みゲージ61からのデータはデータロガー62により計測および記録がされており、座標図81には、位置表示部72によりリアルタイム座標が表示される。
In this embodiment, the axis adjustment is performed by moving each position mark in the Y-axis direction in the horizontal adjustment, moving in the X-axis direction in the horizontal adjustment, moving in the Y-axis direction in the angle adjustment, It is determined in advance in the order of the movement operation in the X-axis direction by angle adjustment, and the content of each operation is determined from the positional relationship between the upper height position mark M1 and the lower height position mark M2. It is selected from each table shown in FIG. Then, the
図11のD101で表示された上の高さの位置マークM1と下の高さの位置マークM2の位置関係は、図10に示す水平調整テーブルの「上Yが下Yより正側」、「上Xが下Xより負側」の状態、および、角度調整テーブルの「(上Y+下Y)/2が正側」、「(上X+下X)/2が正側」の状態に該当する。このため、各状態に対応する操作として「C0を緩め、C180を締めてください。」(水平調整でのY軸方向への移動操作)、「C90を緩めC270を締めてください。」(水平調整でのX軸方向への移動操作)、「A0を緩め、A180を締めてください。」(角度調整でのY軸方向への移動操作)、「A270を緩め、A90を締めてください。」(角度調整でのX軸方向への移動操作)が選択され、この順に操作案内が案内表示部72により表示されることになる。
The positional relationship between the upper height position mark M1 and the lower height position mark M2 displayed in D101 of FIG. 11 is “upper Y is more positive than lower Y”, “ This corresponds to the state where “upper X is negative from lower X” and “(upper Y + lower Y) / 2 is positive” and “(upper X + lower X) / 2 is positive” in the angle adjustment table. . For this reason, the operations corresponding to each state are “Loosen C0 and tighten C180” (moving operation in the Y-axis direction in horizontal adjustment), “Loosen C90 and tighten C270” (Horizontal adjustment) (Movement operation in the X-axis direction), “Loosen A0 and tighten A180” (Movement operation in the Y-axis direction during angle adjustment), “Loosen A270 and tighten A90.” ( Operation for moving in the X-axis direction in angle adjustment) is selected, and operation guidance is displayed by the
案内表示部72により、図10(a)に示す水平調整テーブルから選び出された水平調整でのY軸方向への移動操作の案内表示がされる。これと同時に、方向表示部73は、操作「C0を緩め、C180を締めてください。」が実行されるならば、位置マークM1と位置マークM2がそれぞれ動く位置(D102に破線で示す位置)に向かう矢印を、各位置マークM1,M2に付加する。
The
水平調整でのY軸方向への移動操作が実行され、各位置マークM1、M2がD102に破線丸で示した位置まで移動すると、案内表示部72は、水平調整でのX軸方向への移動操作を案内表示する。これと同時に、方向表示部73は、操作「C90を緩めC270を締めてください。」が実行されるならば、位置マークM1と位置マークM2がそれぞれ動く位置(D103に破線丸で示す位置)に向かう矢印を、各位置マークM1、M2に付加する。オペレータにより案内された操作が実行されれば、位置マークM1と位置マークM2はその中間位置(D104の位置マークM3に相当する位置)でおおよそ重なり、水平調整は終了する。
When the movement operation in the Y-axis direction in the horizontal adjustment is executed and each position mark M1, M2 moves to the position indicated by the broken-line circle in D102, the
水平調整後に、案内表示部72は、図10(b)に示す角度調整テーブルから選び出された、角度調整でのY軸方向への移動操作を案内表示する。これと同時に、方向表示部73は、操作「A0を緩め、A180を締めてください。」が実行されるならば、位置マークM3が動く位置(D104に破線丸で示す位置)に向かう矢印を、位置マークM3に付加する。
After the horizontal adjustment, the
角度調整でのY軸方向への移動操作が実行され、移動後の位置マークM3の表示が行われると、案内表示部72は、角度調整でのX軸方向への移動操作を案内表示する。これと同時に、方向表示部73は、操作「A270を緩め、A90を締めてください。」が実行されるならば、位置マークM3が動く位置(D105に破線丸で示す原点位置)に向かう矢印を、位置マークM3に付加する。案内表示部72により案内された操作をオペレータが実行すれば、位置マークM3はその座標の原点位置に移動し、角度調整は終了し、軸心調整も終了する。
When the movement operation in the Y-axis direction in the angle adjustment is executed and the position mark M3 after the movement is displayed, the
なお、図11のD104、D105では、説明の便宜上、上・下の高さの位置マークが重なった状態の位置マークM3を1つの位置マークとして表現しているが、方向表示部73が付加する矢印は、上の高さの位置マークM1と下の高さの位置マークM2のそれぞれに付加されるものである。よって、位置マークM3に付加された矢印は、位置マークM1と位置マークM2にそれぞれ付加された矢印が重なったものである。また、位置マークM1、M2のいずれもが、完全に原点と一致する必要はなく、上・下の高さの軸心のずれがいずれも閾値内となれば、ほぼ軸心調整はできたものと判断して、オペレータは軸心調整の操作を終了し、材料試験を実行することができる。 Note that, in D104 and D105 of FIG. 11, for convenience of explanation, the position mark M3 in a state where the position marks at the upper and lower heights are overlapped is expressed as one position mark. The arrows are added to the upper position mark M1 and the lower position mark M2, respectively. Therefore, the arrow added to the position mark M3 is an overlap of the arrows added to the position mark M1 and the position mark M2, respectively. In addition, it is not necessary that both the position marks M1 and M2 completely coincide with the origin, and if the deviation of the axial centers of the upper and lower heights is within the threshold value, the axial center can be substantially adjusted. Therefore, the operator can finish the shaft center adjustment operation and execute the material test.
この実施形態では、位置マークM1、M2に位置マークが動く方向を示す矢印が付加されているため、オペレータは、表示を見ながら操作を行うことで、軸心調整の方向性がオペレータにとって理解しやすいものとなっている。矢印と違う方向に位置マークが移動した場合には、操作案内で示されたネジとは違うネジを操作したか、あるいは、ネジの「締める」、「緩める」を逆に行ったか等、何らかの操作ミスにオペレータが容易に気づくことができる。 In this embodiment, since an arrow indicating the direction in which the position mark moves is added to the position marks M1 and M2, the operator can understand the direction of the axis adjustment by performing the operation while watching the display. It is easy. If the position mark moves in a direction different from the arrow, some operation such as whether the screw different from the screw indicated in the operation guide has been operated, or whether the screw has been tightened or loosened in reverse. Operators can easily notice mistakes.
なお、上述した実施形態では、テスト用試験片10aの上・下の高さに歪みゲージ61を貼設しているが、歪みゲージ61を貼設する高さはこれに限定されるものではない。さらに、テスト用試験片10aの形状や、テスト用試験片10aの同一高さにおける歪みゲージ61の数も、この実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
In the above-described embodiment, the
10 試験片
10a テスト用試験片
11 上つかみ具
12 下つかみ具
13 軸心調整装置
14 変位計
15 ロードセル
17 ねじ棹
18 モータ
23 クロスヘッド
61 歪みゲージ
62 データロガー
63 ディスプレイ
64 制御部
65 表示制御部
71 位置表示部
72 案内表示部
73 方向表示部
74 記憶部
81 座標図
82 操作メッセージ表示部
83 調整ネジの正面配置図
84 水平調整ネジの平面配置図
85 角度調整ネジの平面配置図
131 連結軸
132 取付板
133 ジャッキボルト
134 角度調整用カラー部材
135 位置調整用カラー部材
136 枠部
137 支持部
138 凸部
139 枠部材
141 ネジ
142 ネジ
143 ネジ
144 ネジ
151 ネジ
152 ネジ
153 ネジ
154 ネジ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
試験片に負荷を加える負荷手段と、
試験片の異なる複数の高さごとに貼設される複数の歪みゲージと、
前記複数の歪みゲージからの信号を記録する計測手段と、
前記計測手段からの信号に基づいて、試験片の歪み方向と歪み量を複数の高さごとに算出する演算手段と、
前記演算手段により算出された複数の高さごとの歪み方向と歪み量に基づいて、前記複数の調整ネジによる軸心調整方向と対応する方向を座標軸とする座標図に、試験片の高さごとの軸心位置を位置マークとして表示する位置表示手段と、
前記位置マークの座標図上の位置に基づいて選択された、オペレータが行うべき軸心調整操作を案内する案内表示手段と、
前記案内表示手段により表示された軸心調整操作が実行されるならば前記位置表示手段により表示された前記位置マークの動く方向を、前記案内表示手段により表示される軸心調整操作と連動させて、前記位置マークに付加して表示する方向表示手段と、
を備えたことを特徴とする材料試験機。 A material testing machine provided with an axis adjustment device that adjusts the axis of a gripping tool that holds a test piece by operating a plurality of adjustment screws,
A load means for applying a load to the test piece;
A plurality of strain gauges affixed at different heights of the test piece;
Measuring means for recording signals from the plurality of strain gauges;
Based on the signal from the measuring means, calculating means for calculating the strain direction and strain amount of the test piece for each of a plurality of heights;
Based on the strain direction and the strain amount for each of the plurality of heights calculated by the calculation means, the coordinate diagram with the direction corresponding to the axis adjustment direction by the plurality of adjustment screws as the coordinate axis, for each height of the test piece Position display means for displaying the axial center position as a position mark;
Guide display means for guiding an axis adjustment operation to be performed by the operator, selected based on the position of the position mark on the coordinate map;
If the axis adjustment operation displayed by the guidance display means is executed, the moving direction of the position mark displayed by the position display means is linked with the axis adjustment operation displayed by the guidance display means. , Direction display means for displaying in addition to the position mark;
A material testing machine characterized by comprising:
前記案内表示手段は、前記複数の調整ネジの配置を図形表示するとともに、オペレータが操作すべき調整ネジに対して「緩める」または「締める」を表す図形をさらに表示する材料試験機。 The material testing machine according to claim 1,
The guidance display means is a material testing machine that graphically displays the arrangement of the plurality of adjustment screws and further displays a graphic representing “loosen” or “tighten” with respect to the adjustment screws to be operated by the operator.
前記案内表示手段は、前記軸心調整装置における調整ネジの操作案内メッセージを表示する材料試験機。 In the material testing machine according to claim 1 or 2,
The guide display means is a material testing machine that displays an operation guide message for an adjusting screw in the shaft center adjusting device.
前記調整ネジは、つかみ具の水平方向の位置を調整するための水平調整ネジと、つかみ具の角度を調整するための角度調整ネジであり、
前記案内表示手段は、オペレータが行うべき軸心調整操作が、水平調整ネジの操作である場合には、複数の水平調整ネジの配置を図形表示し、角度調整ネジの操作である場合には、複数の角度調整ネジの配置を図形表示する材料試験機。
The material testing machine according to claim 2,
The adjustment screw is a horizontal adjustment screw for adjusting the horizontal position of the gripping tool, and an angle adjustment screw for adjusting the angle of the gripping tool,
When the axis adjustment operation to be performed by the operator is an operation of a horizontal adjustment screw, the guidance display means graphically displays the arrangement of a plurality of horizontal adjustment screws, and when the operation is an operation of an angle adjustment screw, A material testing machine that graphically displays the arrangement of multiple angle adjustment screws.
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