JP2020165701A - Material testing machine and control method for material testing machine - Google Patents

Material testing machine and control method for material testing machine Download PDF

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Abstract

To calculate appropriate control compliance that corresponds to material test and enable the feedback control of a servo motor 18 to be exercised with good accuracy.SOLUTION: A material testing machine 1 comprises: a load mechanism 12 for moving a crosshead 10 and adding a test force to a test piece TP; a rotary encoder 20; a response measurement unit; a time width adjustment unit 541 for adjusting a calculation time width; a control compliance calculation unit 542 for calculating control compliance in the calculation time width adjusted by the time width adjustment unit 541; and a feedback control unit 543 for feedback controlling a servo motor 18 on the basis of the calculated control compliance. The time width adjustment unit 541 executes at least one of an adjustment for extending the calculation time width proportionately in correspondence to an increase in the amplitude of noise included in the measured value of response physical quantity and an adjustment for shortening the same proportionately in correspondence to an increase in a time change rate of response physical quantity or the target speed of the crosshead.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、材料試験機、及び、材料試験機の制御方法に関する。 The present invention relates to a material testing machine and a control method for the material testing machine.

従来、材料試験機の材料試験においては、試験対象に負荷を付与する負荷機構の駆動対象に指示を与えて制御対象とする測定値をフィードバックするフィードバック制御が行われている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1では、クロスヘッドを移動させて試験片に試験力を付与する負荷機構をフィードバック制御する材料試験機を開示している。 Conventionally, in the material test of a material testing machine, feedback control is performed in which an instruction is given to a driving target of a load mechanism that applies a load to the test target and a measured value to be controlled is fed back (for example, Patent Document 1). reference). Patent Document 1 discloses a material testing machine that feedback-controls a load mechanism that applies a test force to a test piece by moving a crosshead.

特開2005−337812号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-337812

特許文献1記載のような材料試験では、フィードバック制御において、試験対象又は負荷機構に生じる物理量の変化と負荷機構に与える指示値と相関の高い物理量の変化との比を、制御パラメータとして加味する場合がある。この場合、材料試験機は、どのくらいの応答変化に対してどのくらいの物理量変化が試験対象又は負荷機構に生ずるかをフィードバック制御で加味できるため、負荷機構のフィードバック制御の精度が向上する。 In a material test as described in Patent Document 1, in feedback control, a ratio of a change in a physical quantity occurring in a test object or a load mechanism and a change in a physical quantity having a high correlation with an indicated value given to the load mechanism is added as a control parameter. There is. In this case, since the material tester can take into account how much change in physical quantity occurs in the test object or load mechanism for how much response change, the accuracy of feedback control of the load mechanism is improved.

一般に、前記比の算出では、固定のある時間幅で測定された測定値に基づいて算出される。しかしながら、当該時間幅が固定であると、どのような材料試験でも同じ測定数で前記比が算出されることになり、材料試験によっては、適切な前記比を算出できずに負荷機構のフィードバック制御の精度が低下し得る。 Generally, the ratio is calculated based on a measured value measured in a fixed time width. However, if the time width is fixed, the ratio is calculated with the same number of measurements in any material test, and depending on the material test, an appropriate ratio cannot be calculated and feedback control of the load mechanism is performed. The accuracy of is reduced.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、材料試験に応じた適切な前記比を算出できるようにして、負荷機構のフィードバック制御を精度良く行えるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to enable the calculation of an appropriate ratio according to a material test so that feedback control of a load mechanism can be performed with high accuracy.

本発明の第1の態様は、移動部材によって試験対象に負荷を付与する負荷機構と、前記負荷の付与に応じて前記試験対象又は前記負荷機構に生じる第1物理量を測定する第1測定部と、前記負荷機構のフィードバック制御において応答となる第2物理量を測定する第2測定部と、前記第1測定部が測定した前記第1物理量の変化を示す第1変化量と、前記第2測定部が測定した前記第2物理量の変化を示す第2変化量と、の比である変化量比の算出に用いる前記第1物理量及び前記第2物理量の測定値の時間幅を調整する時間幅調整部と、前記時間幅調整部が調整した前記時間幅における前記変化量比を算出する変化量比算出部と、前記変化量比算出部が算出した前記変化量比に基づいて、前記第2物理量の測定値と、前記第2物理量の目標値との偏差を減少させるように前記負荷機構をフィードバック制御するフィードバック制御部と、を備え、前記時間幅調整部は、前記時間幅について、前記第2物理量の測定値に含まれるノイズが大きいほど長くする調整と、前記第2物理量の時間変化率または前記移動部材の目標速度が大きいほど短くする調整とのいずれか一方を少なくとも実行する、材料試験機に関する。 A first aspect of the present invention includes a load mechanism that applies a load to a test object by a moving member, and a first measurement unit that measures a first physical quantity generated in the test object or the load mechanism in response to the application of the load. , A second measuring unit that measures a second physical quantity that is a response in the feedback control of the load mechanism, a first change amount that indicates a change in the first physical quantity measured by the first measuring unit, and the second measuring unit. A time width adjusting unit that adjusts the time width of the measured values of the first physical quantity and the second physical quantity used for calculating the change amount ratio, which is the ratio of the second change amount indicating the change of the second physical quantity measured by The second physical quantity is based on the change amount ratio calculation unit that calculates the change amount ratio in the time width adjusted by the time width adjusting unit and the change amount ratio calculated by the change amount ratio calculation unit. The load mechanism is feedback-controlled so as to reduce the deviation between the measured value and the target value of the second physical quantity, and the time width adjusting unit includes the second physical quantity with respect to the time width. With respect to a material testing machine, which performs at least one of an adjustment that increases the noise contained in the measured value of the above and an adjustment that decreases the time change rate of the second physical quantity or the target speed of the moving member increases. ..

本発明の第2の態様は、移動部材によって試験対象に負荷を付与する負荷機構と、前記負荷の付与に応じて前記試験対象又は前記負荷機構に生じる第1物理量を測定する第1測定部と、前記負荷機構のフィードバック制御において応答となる第2物理量を測定する第2測定部と、前記第1測定部が測定した前記第1物理量の変化を示す第1変化量と、前記第2測定部が測定した前記第2物理量の変化を示す第2変化量と、の比である変化量比の算出に用いる前記第1物理量及び前記第2物理量の測定値の時間幅を調整する時間幅調整部、前記時間幅調整部が調整した前記時間幅における前記変化量比を算出する変化量比算出部、及び、前記変化量比算出部が算出した前記変化量比に基づいて、前記第2物理量の測定値と、前記第2物理量の目標値との偏差を減少させるように前記負荷機構をフィードバック制御するフィードバック制御部、を有する制御装置と、を備える材料試験機の制御方法であって、前記時間幅調整部は、前記時間幅について、前記第2物理量の測定値に含まれるノイズが大きいほど長くする調整と、前記第2物理量の時間変化率または前記移動部材の目標速度が大きいほど短くする調整とのいずれか一方を少なくとも実行する、材料試験機の制御方法に関する。 A second aspect of the present invention includes a load mechanism that applies a load to the test object by a moving member, and a first measurement unit that measures a first physical quantity generated in the test object or the load mechanism in response to the application of the load. , A second measuring unit that measures a second physical quantity that is a response in the feedback control of the load mechanism, a first change amount that indicates a change in the first physical quantity measured by the first measuring unit, and the second measuring unit. A time width adjusting unit that adjusts the time width of the measured values of the first physical quantity and the second physical quantity used for calculating the change amount ratio, which is the ratio of the second change amount indicating the change of the second physical quantity measured by , The change amount ratio calculation unit that calculates the change amount ratio in the time width adjusted by the time width adjustment unit, and the change amount ratio calculated by the change amount ratio calculation unit, and the second physical quantity. A control method for a material testing machine including a control device including a feedback control unit that feedback-controls the load mechanism so as to reduce a deviation between a measured value and a target value of the second physical quantity. The width adjusting unit adjusts the time width to be longer as the noise contained in the measured value of the second physical quantity is larger, and to be shorter as the time change rate of the second physical quantity or the target speed of the moving member is larger. It relates to a method of controlling a material testing machine that at least performs one of the above.

本発明の第1の態様によれば、変化量比の算出に用いる測定値の時間幅について、第2物理量の測定値に含まれるノイズが大きいほど長くする調整、及び、第2物理量の時間変化率或いは移動部材の目標速度が大きいほど短くする調整のいずれか一方を少なくとも実行することで、変化量比の算出に用いる測定値の時間幅を、材料試験に応じた適切な幅へ動的に調整できる。そのため、材料試験に応じた適切な変化量比を算出でき、負荷機構のフィードバック制御を精度良く行うことができる。 According to the first aspect of the present invention, the time width of the measured value used for calculating the change amount ratio is adjusted to be longer as the noise included in the measured value of the second physical quantity is larger, and the time change of the second physical quantity. By performing at least one of the adjustments that shortens the rate or the target speed of the moving member as it increases, the time width of the measured value used to calculate the change amount ratio is dynamically adjusted to the appropriate width according to the material test. Can be adjusted. Therefore, an appropriate change amount ratio according to the material test can be calculated, and the feedback control of the load mechanism can be performed with high accuracy.

本発明の第2の態様によれば、本発明の第1の態様と同様の効果を奏する。 According to the second aspect of the present invention, the same effect as that of the first aspect of the present invention is obtained.

本実施形態の材料試験機の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the material tester of this embodiment. 負荷機構のフィードバック制御の制御系を示すブロック線図である。It is a block diagram which shows the control system of the feedback control of a load mechanism. 式(2)における算出時間幅と「V」との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the calculated time width and "V" in the formula (2). 応答物理量の測定データである。It is the measurement data of the response physical quantity. 応答物理量の測定データである。It is the measurement data of the response physical quantity. 制御装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation of a control device. 圧縮試験の測定データである。It is the measurement data of the compression test.

[1.材料試験機の構成]
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係る材料試験機1の構成を模式的に示す図である。
材料試験機1は、引張試験や、圧縮試験、曲げ試験等の材料試験を実行し、試験対象である試験片TPの機械的性質を試験する試験機である。なお、試験対象は、各種材料や工業製品、この工業製品の部品又は部材等であり、試験片TPは、材料試験のために所定の規格に基づいて作成されている。
[1. Material tester configuration]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a material testing machine 1 according to the present embodiment.
The material testing machine 1 is a testing machine that executes material tests such as a tensile test, a compression test, and a bending test to test the mechanical properties of the test piece TP to be tested. The test targets are various materials, industrial products, parts or members of the industrial products, and the test piece TP is prepared based on a predetermined standard for material testing.

図1に示すように、材料試験機1は、試験片TPに負荷として試験力Fを付与して材料試験を行う試験機本体2と、試験機本体2による材料試験動作を制御する制御ユニット4と、を備える。また、材料試験機1は、試験片TPの歪みを測定する際に使用する伸び計90を備える。伸び計90は、試験片TPの把持と解放を使用者の手作業に依らずに行う自動伸び計であり、試験片TPを把持して、試験片TPと共に変位する上アーム92及び下アーム93と、上アーム92及び下アーム93の変位を検出する歪みゲージ91とを備える。歪みゲージ91は、試験片TPの伸び量を測定し、伸び量測定信号A2を制御装置30に出力するセンサである。 As shown in FIG. 1, the material testing machine 1 includes a testing machine main body 2 that applies a test force F as a load to a test piece TP to perform a material test, and a control unit 4 that controls a material testing operation by the testing machine main body 2. And. Further, the material testing machine 1 includes an extensometer 90 used for measuring the strain of the test piece TP. The extensometer 90 is an automatic extensometer that grips and releases the test piece TP without the manual work of the user, and holds the test piece TP and displaces the test piece TP together with the upper arm 92 and the lower arm 93. And a strain gauge 91 for detecting the displacement of the upper arm 92 and the lower arm 93. The strain gauge 91 is a sensor that measures the elongation amount of the test piece TP and outputs the elongation amount measurement signal A2 to the control device 30.

[2.試験機本体の構成]
試験機本体2は、テーブル6と、このテーブル6上に鉛直方向を向く状態で回転可能に立設された一対のねじ棹8、9と、これらのねじ棹8、9に沿って移動可能なクロスヘッド10と、このクロスヘッド10を移動させて試験片TPに試験力Fを与える負荷機構12と、ロードセル14と、を備える。クロスヘッド10は、本発明の「移動部材」の一例に対応する。ロードセル14は、試験片TPに与えられる荷重である試験力Fを測定し、試験力測定信号A1を出力するセンサである。なお、試験機本体2は、ねじ棹を1本とする構成としてもよい。
[2. Testing machine body configuration]
The testing machine main body 2 can move along the table 6, a pair of screw rods 8 and 9 rotatably erected on the table 6 in a vertical direction, and these screw rods 8 and 9. A crosshead 10, a load mechanism 12 for moving the crosshead 10 to give a test force F to the test piece TP, and a load cell 14 are provided. The crosshead 10 corresponds to an example of the "moving member" of the present invention. The load cell 14 is a sensor that measures the test force F, which is the load applied to the test piece TP, and outputs the test force measurement signal A1. The testing machine main body 2 may be configured to have one screw paddle.

一対のねじ棹8、9は、ボールねじから成り、クロスヘッド10は、各ねじ棹8、9に対して図示を省略したナットを介して連結されている。負荷機構12は、各ねじ棹8、9の下端部に連結されるウォーム減速機16、17と、各ウォーム減速機16、17に連結されるサーボモータ18と、ロータリエンコーダ20とを備える。ロータリエンコーダ20は、サーボモータ18の回転量Trを測定し、回転量Trに応じたパルス数の回転量測定信号A3を信号入出力ユニット40に出力するセンサである。
そして、負荷機構12は、ウォーム減速機16、17を介して、一対のねじ棹8、9にサーボモータ18の回転を伝達し、ねじ棹8、9が同期して回転することにより、クロスヘッド10がねじ棹8、9に沿って昇降する。
The pair of screw paddles 8 and 9 are made of ball screws, and the crosshead 10 is connected to each of the screw paddles 8 and 9 via nuts (not shown). The load mechanism 12 includes worm reducers 16 and 17 connected to the lower ends of the screw paddles 8 and 9, a servomotor 18 connected to each worm reducer 16 and 17, and a rotary encoder 20. The rotary encoder 20 is a sensor that measures the rotation amount Tr of the servomotor 18 and outputs the rotation amount measurement signal A3 of the number of pulses corresponding to the rotation amount Tr to the signal input / output unit 40.
Then, the load mechanism 12 transmits the rotation of the servomotor 18 to the pair of screw paddles 8 and 9 via the worm reducers 16 and 17, and the screw paddles 8 and 9 rotate in synchronization with the cross head. 10 moves up and down along the screw paddles 8 and 9.

クロスヘッド10には、試験片TPの上端部を把持するための上つかみ具21が付設され、テーブル6には、試験片TPの下端部を把持するための下つかみ具22が付設されている。試験機本体2は、例えば引張試験の際、試験片TPの上端部を上つかみ具21で把持すると共に、試験片TPの下端部を下つかみ具22で把持した状態で、制御装置30による制御により、クロスヘッド10を上昇させることによって、試験片TPに試験力Fを与える。試験機本体2は、例えば圧縮試験の際、試験片TPの上端部を上つかみ具21で把持すると共に、試験片TPの下端部を下つかみ具22で把持した状態で、制御装置30による制御により、クロスヘッド10を下降させることによって、試験片TPに試験力Fを与える。上つかみ具21の上下のスライドに応じて、上つかみ具21と下つかみ具22との間隔が変更される。 The crosshead 10 is provided with an upper grip 21 for gripping the upper end of the test piece TP, and the table 6 is provided with a lower grip 22 for gripping the lower end of the test piece TP. .. The testing machine main body 2 is controlled by the control device 30 in a state where, for example, during a tensile test, the upper end of the test piece TP is gripped by the upper gripper 21 and the lower end of the test piece TP is gripped by the lower gripper 22. As a result, the test piece TP is given a test force F by raising the crosshead 10. For example, during a compression test, the testing machine main body 2 is controlled by the control device 30 with the upper end of the test piece TP gripped by the upper gripper 21 and the lower end of the test piece TP held by the lower gripper 22. As a result, the test piece TP is given a test force F by lowering the crosshead 10. The distance between the upper gripping tool 21 and the lower gripping tool 22 is changed according to the vertical slide of the upper gripping tool 21.

[3.制御ユニットの構成]
制御ユニット4は、制御装置30と、表示装置32と、試験プログラム実行装置34と、を備える。
[3. Control unit configuration]
The control unit 4 includes a control device 30, a display device 32, and a test program execution device 34.

制御装置30は、試験機本体2を中枢的に制御する装置であり、試験機本体2との間で信号を送受信可能に接続される。試験機本体2から受信する信号は、ロードセル14が出力する試験力測定信号A1や、伸び計90が出力する伸び量測定信号A2、ロータリエンコーダ20が出力する回転量測定信号A3、制御や試験に要する適宜の信号などである。 The control device 30 is a device that centrally controls the testing machine main body 2, and is connected to the testing machine main body 2 so as to be able to transmit and receive signals. The signals received from the tester main body 2 are the test force measurement signal A1 output by the load cell 14, the elongation amount measurement signal A2 output by the extensometer 90, the rotation amount measurement signal A3 output by the rotary encoder 20, and for control and testing. It is an appropriate signal that is required.

表示装置32は、制御装置30から入力される信号に基づいて各種情報を表示する装置であり、例えば、制御装置30は、材料試験の間、試験力測定信号A1に基づいて試験片TPに付与されている試験力Fの測定値や、回転量測定信号A3に基づいてクロスヘッド10の位置等を表示装置32に表示する。 The display device 32 is a device that displays various information based on the signal input from the control device 30, and for example, the control device 30 is applied to the test piece TP based on the test force measurement signal A1 during the material test. The position of the cross head 10 and the like are displayed on the display device 32 based on the measured value of the test force F and the rotation amount measurement signal A3.

試験プログラム実行装置34は、材料試験の試験条件といった各種設定パラメータの設定操作や実行指示操作などのユーザ操作を受け付け、制御装置30に出力する機能や、試験力Fの測定値等のデータを解析する機能などを備えた装置である。試験プログラム実行装置34はコンピュータを備え、このコンピュータは、CPUやMPUなどのプロセッサと、ROMやRAMなどのメモリデバイスと、HDDやSSDなどのストレージ装置と、制御装置30や各種の周辺機器などを接続するためのインターフェース回路と、を備える。そして、プロセッサがメモリデバイス又はストレージ装置に記憶されたコンピュータログラムである材料試験プログラムを実行することで、上述の各種機能を実現する。 The test program execution device 34 receives user operations such as setting operations of various setting parameters such as test conditions for material tests and execution instruction operations, and outputs data to the control device 30 and analyzes data such as measured values of test force F. It is a device equipped with a function to perform. The test program execution device 34 includes a computer, which includes a processor such as a CPU and MPU, a memory device such as a ROM and a RAM, a storage device such as an HDD and an SSD, a control device 30, and various peripheral devices. It is provided with an interface circuit for connection. Then, the processor executes a material test program which is a computer program stored in a memory device or a storage device to realize the above-mentioned various functions.

次いで、制御装置30について詳述する。
図1に示すように、制御装置30は、信号入出力ユニット40と、制御回路ユニット50と、を備える。
Next, the control device 30 will be described in detail.
As shown in FIG. 1, the control device 30 includes a signal input / output unit 40 and a control circuit unit 50.

信号入出力ユニット40は、試験機本体2との間で信号を送受する入出力インターフェース回路を構成するものであり、本実施形態では、第1センサアンプ41と、第2センサアンプ42、カウンタ回路43と、サーボアンプ44と、を有する。 The signal input / output unit 40 constitutes an input / output interface circuit for transmitting and receiving signals to and from the testing machine main body 2. In the present embodiment, the first sensor amplifier 41, the second sensor amplifier 42, and the counter circuit It has 43 and a servo amplifier 44.

第1センサアンプ41は、ロードセル14が出力する試験力測定信号A1を増幅して制御回路ユニット50に入力する増幅器である。 The first sensor amplifier 41 is an amplifier that amplifies the test force measurement signal A1 output from the load cell 14 and inputs it to the control circuit unit 50.

第2センサアンプ42は、伸び計90が出力する伸び量測定信号A2を増幅して制御回路ユニット50に入力する増幅器である。 The second sensor amplifier 42 is an amplifier that amplifies the elongation amount measurement signal A2 output by the elongation meter 90 and inputs it to the control circuit unit 50.

カウンタ回路43は、ロータリエンコーダ20が出力する回転量測定信号A3のパルス数をカウントし、カウント値A4を制御回路ユニット50にデジタル信号で出力する。カウント値A4は、材料試験開始時を基準としたサーボモータ18の回転量Trを示している。なお、材料試験開始時を基準としたサーボモータ18の回転量Trは、材料試験開始時の位置を基準としたクロスヘッド10の移動距離に対応する。なお、ロータリエンコーダ20とカウンタ回路43とにより回転量測定部60が構成され、この回転量測定部60は、本発明の「第1測定部」の一例に対応する。また、サーボモータ18の回転量Trは、本発明の「第1物理量」の一例に対応する。 The counter circuit 43 counts the number of pulses of the rotation amount measurement signal A3 output by the rotary encoder 20 and outputs the count value A4 to the control circuit unit 50 as a digital signal. The count value A4 indicates the rotation amount Tr of the servomotor 18 with reference to the start of the material test. The rotation amount Tr of the servomotor 18 based on the start of the material test corresponds to the moving distance of the crosshead 10 based on the position at the start of the material test. The rotary encoder 20 and the counter circuit 43 constitute a rotation amount measuring unit 60, and the rotation amount measuring unit 60 corresponds to an example of the "first measuring unit" of the present invention. Further, the rotation amount Tr of the servomotor 18 corresponds to an example of the "first physical quantity" of the present invention.

なお、回転量測定部60は、ロータリエンコーダ20に代えて、ねじ棹8、9の少なくとも一方に装着されるエンコーダを備える構成でもよい。この構成の場合、当該エンコーダは、装着されたねじ棹8、9の少なくとも一方が所定角度回転する毎に1つのパルスを出力する信号を生成し、カウンタ回路43に出力する。 The rotation amount measuring unit 60 may be configured to include an encoder mounted on at least one of the screw paddles 8 and 9 instead of the rotary encoder 20. In the case of this configuration, the encoder generates a signal that outputs one pulse each time at least one of the attached screw paddles 8 and 9 rotates by a predetermined angle, and outputs the signal to the counter circuit 43.

サーボアンプ44は、制御回路ユニット50の制御の下、サーボモータ18を制御する装置である。 The servo amplifier 44 is a device that controls the servomotor 18 under the control of the control circuit unit 50.

制御回路ユニット50は、通信部52と、制御部54と、記憶部56とを備える。
制御回路ユニット50は、CPUやMPUなどのプロセッサと、ROMやRAMなどのメモリデバイスと、HDDやSSDなどのストレージ装置と、信号入出力ユニット40とのインターフェース回路と、試験プログラム実行装置34と通信する通信装置と、表示装置32を制御する表示制御回路と、各種の電子回路と、を備えたコンピュータを備え、プロセッサがメモリデバイス又はストレージ装置に記憶されたコンピュータログラムを実行することで、制御部54の各機能部を実現する。また信号入出力ユニット40のインターフェース回路にはA/D変換器が設けられており、アナログ信号の試験力測定信号A1がA/D変換器によってデジタル信号に変換される。
なお、制御回路ユニット50は、コンピュータに限らず、ICチップやLSIなどの集積回路といった1又は複数の適宜の回路によって構成されてもよい。
The control circuit unit 50 includes a communication unit 52, a control unit 54, and a storage unit 56.
The control circuit unit 50 communicates with a processor such as a CPU or MPU, a memory device such as a ROM or RAM, a storage device such as an HDD or SSD, an interface circuit between the signal input / output unit 40, and a test program execution device 34. A computer including a communication device, a display control circuit for controlling the display device 32, and various electronic circuits, and a processor executes a computer program stored in a memory device or a storage device to control a control unit. Each of the 54 functional units is realized. Further, an A / D converter is provided in the interface circuit of the signal input / output unit 40, and the test force measurement signal A1 of the analog signal is converted into a digital signal by the A / D converter.
The control circuit unit 50 is not limited to a computer, and may be configured by one or a plurality of appropriate circuits such as integrated circuits such as IC chips and LSIs.

通信部52は、試験プログラム実行装置34との間で通信し、材料試験条件の設定や各種設定パラメータの設定値、材料試験の実行指示や中断指示などを試験プログラム実行装置34から受信する。また、通信部52は、例えば試験力測定信号A1に基づく試験力Fの測定値を適宜のタイミングで、試験プログラム実行装置34に送信する。 The communication unit 52 communicates with the test program execution device 34, and receives settings of material test conditions, set values of various setting parameters, material test execution instructions, interruption instructions, and the like from the test program execution device 34. Further, the communication unit 52 transmits, for example, the measured value of the test force F based on the test force measurement signal A1 to the test program execution device 34 at an appropriate timing.

記憶部56は、メモリデバイスにより構成され、目標データ561を記憶する。
目標データ561は、材料試験における試験力F等の目標値の時間的変動を示す時系列データである。目標データ561は、試験プログラム実行装置34に対するユーザ設定操作に応じて制御回路ユニット50によって変更可能に記憶される。
The storage unit 56 is composed of a memory device and stores the target data 561.
The target data 561 is time-series data showing the temporal variation of the target value such as the test force F in the material test. The target data 561 is mutably stored by the control circuit unit 50 according to a user setting operation for the test program execution device 34.

制御部54は、試験機本体2の負荷機構12としてサーボモータ18をフィードバック制御して材料試験に係る処理を実行する機能部である。ここで、制御部54が具備する各機能部を説明する前に、サーボモータ18のフィードバック制御の制御系について説明する。 The control unit 54 is a functional unit that feedback-controls the servomotor 18 as the load mechanism 12 of the testing machine main body 2 to execute the process related to the material test. Here, before explaining each functional unit included in the control unit 54, a control system for feedback control of the servomotor 18 will be described.

[3−1.制御系の構成]
図2を参照して、サーボモータ18をフィードバック制御する制御系の構成について説明する。
図2は、本実施形態におけるサーボモータ18のフィードバック制御の制御系を示すブロック線図である。図2においてtは、フィードバック制御の制御周期の実行タイミングを示している。
[3-1. Control system configuration]
The configuration of the control system that feedback-controls the servomotor 18 will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a block diagram showing a control system for feedback control of the servomotor 18 in the present embodiment. In FIG. 2, t shows the execution timing of the control cycle of the feedback control.

負荷機構12のフィードバック制御では、図2に示すようにPID制御が行われ、サーボモータ18の回転量Tr(t)を決定する。そして、サーボモータ18のフォードバック制御では、予め設定された制御周期毎に、サーボモータ18の回転量Tr(t)を更新する。 In the feedback control of the load mechanism 12, PID control is performed as shown in FIG. 2, and the rotation amount Tr (t) of the servomotor 18 is determined. Then, in the Fordback control of the servomotor 18, the rotation amount Tr (t) of the servomotor 18 is updated every preset control cycle.

図2に示すようにフィーバック制御のブロック線図は、減算器70、換算器71、及び、制御器78を含む。制御器78は、比例器72、積分器73、第1微分器74、第1加算器75、第2加算器76、及び、第2微分器77を含む。 As shown in FIG. 2, the block diagram of the feedback control includes a subtractor 70, a converter 71, and a controller 78. The controller 78 includes a proportional device 72, an integrator 73, a first differentiator 74, a first adder 75, a second adder 76, and a second differentiator 77.

減算器70は、各制御周期において目標応答物理量RPc(t)から測定応答物理量RPs(t)を減じた偏差e(t)を算出し、算出した偏差e(t)を換算器71に出力する。 The subtractor 70 calculates the deviation e (t) obtained by subtracting the measurement response physical quantity RPs (t) from the target response physical quantity RPc (t) in each control cycle, and outputs the calculated deviation e (t) to the converter 71. ..

なお、目標応答物理量RPcとは、材料試験において目標となる応答物理量RPを示す。応答物理量RPとは、サーボモータ18のフィードバック制御において応答となる物理量であり、本発明の「第2物理量」に相当する。応答物理量RPとしては、試験片TPに付与された試験力Fや試験片TPの伸び量等が一例として挙げられる。応答物理量RPが試験力Fである場合、ロードセル14が本発明の「第2測定部」に相当し、応答物理量RPが試験片TPの伸び量である場合、伸び計90が本発明の「第2測定部」に相当する。以下で、ロードセル14と伸び計90とを区別しない場合、「応答測定部」と総称する。 The target response physical quantity RPc indicates a target response physical quantity RP in the material test. The response physical quantity RP is a physical quantity that becomes a response in the feedback control of the servomotor 18, and corresponds to the “second physical quantity” of the present invention. Examples of the response physical quantity RP include a test force F applied to the test piece TP, an elongation amount of the test piece TP, and the like. When the response physical quantity RP is the test force F, the load cell 14 corresponds to the “second measuring unit” of the present invention, and when the response physical quantity RP is the elongation amount of the test piece TP, the elongation meter 90 is the “second measuring unit” of the present invention. Corresponds to "2 measurement unit". Hereinafter, when the load cell 14 and the extensometer 90 are not distinguished, they are collectively referred to as a “response measuring unit”.

換算器71は、減算器70が出力する偏差e(t)に後述する制御コンプライアンスComp(t)を乗じて、当該偏差e(t)をクロスヘッド10の移動量X(t)(ストローク値ともいう)に相当する偏差e´(t)に換算する。換算器71は、換算した偏差e´(t)を比例器72、積分器73、及び、第1微分器74に入力する。 The converter 71 multiplies the deviation e (t) output by the subtractor 70 by the control compliance Comp (t) described later, and multiplies the deviation e (t) by the movement amount X (t) (both stroke value) of the crosshead 10. It is converted into the deviation e'(t) corresponding to). The converter 71 inputs the converted deviation e'(t) to the proportional device 72, the integrator 73, and the first differentiator 74.

なお、本実施形態において、クロスヘッド10の移動量Xとは、あるタイミングにおけるサーボモータ18の回転量Trと、前記あるタイミングと異なるタイミングにおけるサーボモータ18の回転量Trとの変化量に対応するクロスヘッド10の位置の変化量である。クロスヘッド10の移動量Xは、本発明の「第1変化量」の一例に対応する。 In the present embodiment, the movement amount X of the crosshead 10 corresponds to the amount of change between the rotation amount Tr of the servomotor 18 at a certain timing and the rotation amount Tr of the servomotor 18 at a timing different from the certain timing. It is the amount of change in the position of the crosshead 10. The movement amount X of the crosshead 10 corresponds to an example of the "first change amount" of the present invention.

第1加算器75は、比例器72、積分器73、及び、第1微分器74の出力を加算し、第1加算値K1(t)を第2加算器76に出力する。また、第2加算器76は、第1加算器75が出力した第1加算値K1(t)に移動量初期値U0を加算し、第2加算値K2(t)を第2微分器77出力する。 The first adder 75 adds the outputs of the proportional device 72, the integrator 73, and the first differentiator 74, and outputs the first addition value K1 (t) to the second adder 76. Further, the second adder 76 adds the initial movement amount U0 to the first addition value K1 (t) output by the first adder 75, and outputs the second addition value K2 (t) to the second differentiator 77. To do.

第2微分器77は、第2加算器76から出力された第2加算値K2(t)を微分することにより、第2加算値K2(t)が示すクロスヘッド10の移動量X(t)からサーボモータ18の回転量Tr(t)を算出する。そして、図2に示すフィードバック制御では、サーボモータ18の回転量Tr(t)を示す指令信号B1をサーボアンプ44に出力する。 The second differentiator 77 differentiates the second adder K2 (t) output from the second adder 76, thereby differentiating the movement amount X (t) of the crosshead 10 indicated by the second adder K2 (t). The rotation amount Tr (t) of the servomotor 18 is calculated from the above. Then, in the feedback control shown in FIG. 2, a command signal B1 indicating the rotation amount Tr (t) of the servomotor 18 is output to the servo amplifier 44.

[3−2.制御回路ユニットの構成]
図1を参照して、制御部54の機能ブロックについて説明する。
制御部54は、時間幅調整部541、制御コンプライアンス算出部542、及び、フィードバック制御部543を備える。制御コンプライアンス算出部542は、本発明の「変化量比算出部」の一例に対応する。
時間幅調整部541の詳細については後述する。
[3-2. Control circuit unit configuration]
The functional block of the control unit 54 will be described with reference to FIG.
The control unit 54 includes a time width adjustment unit 541, a control compliance calculation unit 542, and a feedback control unit 543. The control compliance calculation unit 542 corresponds to an example of the "change amount ratio calculation unit" of the present invention.
Details of the time width adjusting unit 541 will be described later.

制御コンプライアンス算出部542は、制御コンプライアンスCompを算出する。制御コンプライアンスCompとは、試験片TP又は負荷機構12に生じるフィードバック対象の物理量の変化と、負荷機構12の駆動対象に与える指示値(本実施形態ではサーボモータ18の回転量Tr)と相関の最も高い物理量の変化との比である。本実施形態では、制御コンプライアンス算出部542は、後述する算出時間幅におけるクロスヘッド10の移動量Xと応答物理量RPの変化量との比である制御コンプライアンスCompを算出する。図2の場合では、制御コンプライアンスCompは、後述する算出時間幅におけるクロスヘッド10の移動量Xと試験片TPの伸び量の変化量との比である。制御コンプライアンスCompは、本発明の「変化量比」の一例に対応する。 The control compliance calculation unit 542 calculates the control compliance Comp. The control compliance Comp is the most correlated with the change in the physical quantity of the feedback target generated in the test piece TP or the load mechanism 12 and the indicated value given to the drive target of the load mechanism 12 (rotation amount Tr of the servomotor 18 in this embodiment). It is the ratio to the change of high physical quantity. In the present embodiment, the control compliance calculation unit 542 calculates the control compliance Comp, which is the ratio of the movement amount X of the crosshead 10 and the change amount of the response physical quantity RP in the calculation time width described later. In the case of FIG. 2, the control compliance Comp is the ratio of the movement amount X of the crosshead 10 and the change amount of the elongation amount of the test piece TP in the calculation time width described later. The control compliance Comp corresponds to an example of the "change amount ratio" of the present invention.

制御コンプライアンス算出部542は、例えば、以下の式(1)に基づいて制御コンプライアンスCompを算出する。
Comp(t)=Slop1(t)/Slop2(t)・・・(1)
式(1)において、tは制御周期の実行タイミングである。また、Comp(t)は各制御周期における制御コンプライアンスを示す。また、Slop1(t)は各制御周期において制御コンプライアンス算出部542が算出した第1傾きを示す。また、Slop2(t)は各制御周期において制御コンプライアンス算出部542が算出した第2傾きを示す。
The control compliance calculation unit 542 calculates the control compliance Comp based on, for example, the following equation (1).
Comp (t) = Slop1 (t) / Slop2 (t) ... (1)
In equation (1), t is the execution timing of the control cycle. In addition, Comp (t) indicates the control compliance in each control cycle. Further, Slop1 (t) indicates the first slope calculated by the control compliance calculation unit 542 in each control cycle. Further, Slop2 (t) indicates the second slope calculated by the control compliance calculation unit 542 in each control cycle.

第1傾きSlop1について説明する。
制御コンプライアンス算出部542は、フィードバック制御の制御周期が到来すると、時間幅調整部541に調整された算出時間幅におけるサーボモータ18の回転量Trと時間との関係を表す近似直線の傾きである第1傾きSlop1を算出する。算出時間幅とは、制御コンプライアンス算出部542が制御コンプライアンスCompの算出に用いる応答物理量RP及びサーボモータ18の回転量Trの測定値の時間幅である。本実施形態では、算出時間幅は、制御周期が到来した時間から過去に向かったある時間までの時間幅である。なお、時間幅調整部541は、当該ある時間を変更することで、算出時間幅を調整する。算出時間幅は、本発明の「時間幅」に相当する。制御コンプライアンス算出部542は、算出時間幅におけるサーボモータ18の回転量Trの測定値に基づいて、算出時間幅における単位時間当たりのクロスヘッド10の移動量Xを算出する。
The first inclination Slop1 will be described.
When the control cycle of the feedback control arrives, the control compliance calculation unit 542 is a slope of an approximate straight line representing the relationship between the rotation amount Tr of the servomotor 18 and the time in the calculated time width adjusted by the time width adjustment unit 541. 1 Slope Slop1 is calculated. The calculated time width is the time width of the measured values of the response physical quantity RP and the rotation amount Tr of the servomotor 18 used by the control compliance calculation unit 542 to calculate the control compliance Comp. In the present embodiment, the calculated time width is the time width from the time when the control cycle arrives to a certain time toward the past. The time width adjusting unit 541 adjusts the calculated time width by changing the certain time. The calculated time width corresponds to the "time width" of the present invention. The control compliance calculation unit 542 calculates the movement amount X of the crosshead 10 per unit time in the calculation time width based on the measured value of the rotation amount Tr of the servomotor 18 in the calculation time width.

制御コンプライアンス算出部542は、カウンタ回路43から入力されるカウント値A4に基づいてサーボモータ18の回転量Trの測定値を逐次取得する。そして、制御コンプライアンス算出部542は、制御周期が到来すると、時間幅調整部541に調整された算出時間幅におけるサーボモータ18の回転量Trの測定値に基づいて、当該測定値と時間との関係を表す近似直線を算出し、算出した近似直線の傾きを第1傾きSlop1として算出する。制御コンプライアンス算出部542は、例えば最小二乗法や主成分分析等によって近似直線、及び、第1傾きSlop1を算出する。 The control compliance calculation unit 542 sequentially acquires the measured value of the rotation amount Tr of the servomotor 18 based on the count value A4 input from the counter circuit 43. Then, when the control cycle arrives, the control compliance calculation unit 542 revolves between the measured value and the time based on the measured value of the rotation amount Tr of the servomotor 18 in the calculated time width adjusted by the time width adjusting unit 541. The approximate straight line representing the above is calculated, and the slope of the calculated approximate straight line is calculated as the first slope Slop1. The control compliance calculation unit 542 calculates the approximate straight line and the first slope Slop1 by, for example, the least squares method or the principal component analysis.

次に、第2傾きSlop2について説明する。
制御コンプライアンス算出部542は、フィードバック制御の制御周期が到来すると、時間幅調整部541に調整された算出時間幅における応答物理量RPの測定値と時間との関係を表す近似直線の傾きである第2傾きSlop2を算出する。すなわち、制御コンプライアンス算出部542は、時間幅調整部541に調整された算出時間幅における応答物理量RPの測定値に基づいて、当該算出時間幅における単位時間当たりの応答物理量RPの変化量を算出する。なお、第1傾きSlop1を算出する際の算出時間幅と、第2傾きSlop2を算出する際の算出時間幅とは、同じである。
Next, the second slope Slop2 will be described.
When the control cycle of feedback control arrives, the control compliance calculation unit 542 has a second slope of an approximate straight line representing the relationship between the measured value of the response physical quantity RP and the time in the calculated time width adjusted by the time width adjustment unit 541. The slope Slop2 is calculated. That is, the control compliance calculation unit 542 calculates the amount of change in the response physical quantity RP per unit time in the calculated time width based on the measured value of the response physical quantity RP in the calculated time width adjusted by the time width adjustment unit 541. .. The calculated time width when calculating the first slope Slop1 and the calculated time width when calculating the second slope Slop2 are the same.

応答物理量RPが試験片TPの伸び量である場合、制御コンプライアンス算出部542は、第2センサアンプ42を介して伸び計90から入力される伸び量測定信号A2から、試験片TPの伸び量を逐次取得する。制御コンプライアンス算出部542は、制御周期が到来すると、時間幅調整部541によって調整された算出時間幅において取得した試験片TPの伸び量に基づいて、当該伸び量と時間との関係を表す近似直線を算出し、算出した近似直線の傾きを第2傾きSlop2として算出する。制御コンプライアンス算出部542は、例えば最小二乗法や主成分分析等によって近似直線、及び、第2傾きSlop2を算出する。 When the response physical quantity RP is the elongation amount of the test piece TP, the control compliance calculation unit 542 calculates the elongation amount of the test piece TP from the elongation amount measurement signal A2 input from the elongation meter 90 via the second sensor amplifier 42. Acquire sequentially. When the control cycle arrives, the control compliance calculation unit 542 is an approximate straight line representing the relationship between the elongation amount and the time based on the elongation amount of the test piece TP acquired in the calculated time width adjusted by the time width adjustment unit 541. Is calculated, and the slope of the calculated approximate straight line is calculated as the second slope Slop2. The control compliance calculation unit 542 calculates an approximate straight line and a second slope Slop2 by, for example, the least squares method or principal component analysis.

フィードバック制御部543は、サーボモータ18のフィードバック制御を実行する。フィードバック制御部543は、各制御周期において、目標応答物理量RPc(t)と測定応答物理量RPs(t)との偏差e(t)に、制御コンプライアンス算出部542が算出した制御コンプライアンスCompを乗じて偏差e´(t)を算出する。そして、フィードバック制御部543は、算出した偏差e´(t)に基づいて、測定応答物理量RPs(t)と目標応答物理量RPc(t)との偏差e(t)を減少させるサーボモータ18の回転量Tr(t)を演算し、回転量Tr(t)を示す指令信号B1をサーボアンプ44に出力する。 The feedback control unit 543 executes feedback control of the servomotor 18. In each control cycle, the feedback control unit 543 multiplies the deviation e (t) between the target response physical quantity RPc (t) and the measurement response physical quantity RPs (t) by the control compliance Comp calculated by the control compliance calculation unit 542. e'(t) is calculated. Then, the feedback control unit 543 rotates the servomotor 18 to reduce the deviation e (t) between the measured response physical quantity RPs (t) and the target response physical quantity RPc (t) based on the calculated deviation e ′ (t). The quantity Tr (t) is calculated, and the command signal B1 indicating the rotation amount Tr (t) is output to the servo amplifier 44.

[4.算出時間幅の調整]
次に、時間幅調整部541について説明する。
時間幅調整部541は、以下の式(2)によって算出時間幅を調整する。
[4. Calculation time width adjustment]
Next, the time width adjusting unit 541 will be described.
The time width adjusting unit 541 adjusts the calculated time width by the following equation (2).

算出時間幅=TW×(V)^b・・・(2) Calculated time width = TW x (V) ^ b ... (2)

式(2)において「TW」は、時間幅調整部541が最も長く調整可能な算出時間幅の上限である調整可能最長時間幅である。調整可能最長時間幅は、材料試験開始前等において以下のように求められ、材料試験機1にデータとして予め与えられる。 In the formula (2), "TW" is the maximum adjustable time width which is the upper limit of the calculated time width which can be adjusted for the longest time by the time width adjusting unit 541. The maximum adjustable time width is obtained as follows before the start of the material test and is given to the material testing machine 1 in advance as data.

本実施形態において調整可能最長時間幅は、クロスヘッド10が移動可能な速度のうち最低速度でクロスヘッド10が移動している場合の応答物理量RPの測定値に基づき算出された算出時間幅であって、当該測定値に含まれるノイズの振幅やノイズの量に埋もれることなく応答物理量RPの変化、すなわち、第2傾きSlop2を算出可能な最短の算出時間幅を示す。本実施形態の調整可能最大時間幅は、最低速度でクロスヘッド10が移動している場合において、応答物理量RPの測定値の標準偏差の2分の1、応答物理量RPが変化するときの時間としている。この「2分の1」は、事前のテストやシミュレーション等によって適切に定められている。 In the present embodiment, the maximum adjustable time width is a calculated time width calculated based on the measured value of the response physical quantity RP when the crosshead 10 is moving at the lowest speed among the speeds at which the crosshead 10 can move. The change in the response physical quantity RP, that is, the shortest calculation time width in which the second gradient Slop2 can be calculated, is shown without being buried in the amplitude of the noise and the amount of noise included in the measured value. The maximum adjustable time width of the present embodiment is half of the standard deviation of the measured value of the response physical quantity RP when the crosshead 10 is moving at the minimum speed, and is the time when the response physical quantity RP changes. There is. This "half" is appropriately determined by prior tests and simulations.

例えば、応答物理量RPが試験片TPの伸び量であり、最低速度が「1(μm/sec)」であり、最低速度における当該伸び量の測定値の標準偏差が「8000(μm)」である場合、調整可能最大時間幅は、「4000(msec)」である。これは、クロスヘッド10が「1(μm/sec)」の移動速度で移動した場合でも「4000(msec)」の間で測定された試験片TPの伸び量の測定値を用いれば、第2傾きSlop2が算出可能であることを示している。 For example, the response physical quantity RP is the elongation amount of the test piece TP, the minimum velocity is "1 (μm / sec)", and the standard deviation of the measured value of the elongation amount at the minimum velocity is "8000 (μm)". In this case, the maximum adjustable time width is "4000 (msec)". This can be done by using the measured value of the elongation amount of the test piece TP measured between "4000 (msec)" even when the crosshead 10 moves at a moving speed of "1 (μm / sec)". It shows that the slope Slop2 can be calculated.

式(2)において「V」には、所定期間における応答物理量RPの時間変化率、又は、制御周期におけるクロスヘッド10の目標速度が代入される。時間幅調整部541は、所定期間における応答物理量RPの時間変化率、又は、クロスヘッド10の目標速度を算出等によって取得し、式(2)の「V」に代入して調整する算出時間幅を決定する。 In the equation (2), the time change rate of the response physical quantity RP in a predetermined period or the target speed of the crosshead 10 in the control cycle is substituted for "V". The time width adjusting unit 541 acquires the time change rate of the response physical quantity RP in a predetermined period or the target speed of the crosshead 10 by calculation or the like, and substitutes it into “V” in the equation (2) to adjust the calculated time width. To determine.

式(2)において、「V」の指数である「b」は、制御コンプライアンス算出部542が算出時間幅を調整可能な最短の算出時間幅を設定する係数である。 In the formula (2), "b", which is an index of "V", is a coefficient for setting the shortest calculation time width in which the control compliance calculation unit 542 can adjust the calculation time width.

本実施形態では、式(2)の「b」は、次のように求められている。
すなわち、「b」は、式(2)の「V」にクロスヘッド10が移動可能な最高速度を代入され、式(2)の算出時間幅にクロスヘッド10の最高速度において第2傾きSlop2が算出可能な最短の算出時間幅が代入され、「TW」に上述のように算出された調整可能最大時間幅が代入されることで算出される。
In the present embodiment, "b" in the formula (2) is obtained as follows.
That is, for "b", the maximum speed at which the crosshead 10 can move is substituted for "V" in the equation (2), and the second inclination Slop2 at the maximum speed of the crosshead 10 is set in the calculated time width of the equation (2). It is calculated by substituting the shortest calculation time width that can be calculated and substituting the adjustable maximum time width calculated as described above into "TW".

例えば、最大時間幅が「4000(msec)」であり、クロスヘッド10の最高速度が「160000(μm/sec)」であり、算出時間幅の最低値が「10(msec)」であるとする。この場合、式(2)の「b」は、「10(msec)=4000(msec)×160000(μm/sec)^b」の演算によって「−0.5」と求められる。 For example, assume that the maximum time width is "4000 (msec)", the maximum speed of the crosshead 10 is "16000 (μm / sec)", and the minimum calculated time width is "10 (msec)". .. In this case, "b" in the equation (2) is obtained as "-0.5" by the calculation of "10 (msec) = 4000 (msec) x 160000 (μm / sec) ^ b".

なお、「b」を算出する際に、式(2)の右辺に代入される最短の算出時間幅は、クロスヘッド10が最高速度で移動している場合でも、例えば測定数が不足することなく第2傾きSlop2を算出できる最短の算出時間幅である。当該最短の算出時間幅は、事前のテストやシミュレーション等によって予め適切に定められている。 The shortest calculation time width assigned to the right side of the equation (2) when calculating "b" is such that the number of measurements is not insufficient even when the crosshead 10 is moving at the maximum speed. This is the shortest calculation time width in which the second slope Slop2 can be calculated. The shortest calculation time width is appropriately determined in advance by a preliminary test, simulation, or the like.

図3は、式(2)における算出時間幅と「V」との関係を示すグラフである。
図3では、縦軸が算出時間幅に設定され、横軸が式(2)の「V」に設定される。図3では、応答物理量RPを試験片TPの伸び量としている。そのため、図3では、縦軸の単位が「msec」に設定され、横軸の単位が「μm/sec」に設定される。
図3では、式(2)において、調整可能最大時間幅が「4000(msec)」であり、「b」が−0.5である場合のグラフを示している。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the calculated time width in the equation (2) and “V”.
In FIG. 3, the vertical axis is set to the calculated time width, and the horizontal axis is set to “V” in the equation (2). In FIG. 3, the response physical quantity RP is used as the elongation amount of the test piece TP. Therefore, in FIG. 3, the unit on the vertical axis is set to “msec” and the unit on the horizontal axis is set to “μm / sec”.
FIG. 3 shows a graph in the case where the maximum adjustable time width is “4000 (msec)” and “b” is −0.5 in the equation (2).

このように算出された調整可能最大時間幅と「b」とが代入された式(2)によって、時間幅調整部541は、式(2)の「V」に対して、適宜に、所定期間における応答物理量RPの時間変化率、又は、制御周期におけるクロスヘッド10の目標速度を代入して、算出時間幅を調整する。そのため、式(2)によって算出時間幅を求めることで、時間幅調整部541は、算出時間幅を、調整可能最大時間幅より長く調整することがなく、また、クロスヘッド10の最高速度において第2傾きSlop2が算出可能な最短の算出時間幅より短く調整することがない。 According to the equation (2) in which the maximum adjustable time width calculated in this way and "b" are substituted, the time width adjusting unit 541 appropriately sets a predetermined period with respect to "V" in the equation (2). The calculated time width is adjusted by substituting the time change rate of the response physical quantity RP in the above or the target speed of the crosshead 10 in the control cycle. Therefore, by obtaining the calculated time width by the equation (2), the time width adjusting unit 541 does not adjust the calculated time width longer than the maximum adjustable time width, and the crosshead 10 has the highest speed. 2 The slope Slop2 is not adjusted to be shorter than the shortest calculation time width that can be calculated.

調整可能最大時間幅は、上述したように、クロスヘッド10が移動可能な速度のうち最低速度でクロスヘッド10が移動している場合の応答物理量RPの測定値に基づいて、当該測定値に含まれるノイズの振幅やノイズの量に埋もれることなく応答物理量RPの変化、すなわち、第2傾きSlop2を算出可能な最短の算出時間幅を示す。したがって、時間幅調整部541は、式(2)によって算出時間幅を調整することで、調整可能最大時間幅より長く算出時間幅を調整することがない。そのため、制御コンプライアンス算出部542は、調整可能最大時間幅より不必要に長い時間幅で制御コンプライアンスCompを算出することない。また、制御コンプライアンス算出部542は、クロスヘッド10の移動速度が低速であるほど、算出時間幅を長くなるように調整するため、応答物理量RPの変化に対して相対的にノイズの振幅が大きいほど、応答物理量RPの測定値に含まれるノイズの影響を十分に低減して制御コンプライアンスCompを算出できる。したがって、時間幅調整部541が式(2)に基づいて算出時間幅を調整することで、制御コンプライアンス算出部542は、応答物理量RPの変化量に対して相対的にノイズの振幅が大きい場合やノイズの量が多い場合でも、必要十分な測定数で当該ノイズの影響が低減された制御コンプライアンスCompを算出できる。 As described above, the maximum adjustable time width is included in the measured value based on the measured value of the response physical quantity RP when the crosshead 10 is moving at the lowest speed among the speeds at which the crosshead 10 can move. The change in the response physical quantity RP without being buried in the amplitude of the noise and the amount of noise, that is, the shortest calculation time width in which the second gradient Slop2 can be calculated is shown. Therefore, the time width adjusting unit 541 does not adjust the calculated time width longer than the maximum adjustable time width by adjusting the calculated time width according to the equation (2). Therefore, the control compliance calculation unit 542 does not calculate the control compliance Comp in a time width unnecessarily longer than the maximum adjustable time width. Further, the control compliance calculation unit 542 adjusts so that the slower the moving speed of the crosshead 10 is, the longer the calculation time width is. Therefore, the larger the amplitude of noise is relative to the change in the response physical quantity RP. , The control compliance Comp can be calculated by sufficiently reducing the influence of noise contained in the measured value of the response physical quantity RP. Therefore, when the time width adjusting unit 541 adjusts the calculated time width based on the equation (2), the control compliance calculation unit 542 may have a case where the noise amplitude is relatively large with respect to the change amount of the response physical quantity RP. Even when the amount of noise is large, the control compliance Comp in which the influence of the noise is reduced can be calculated with a necessary and sufficient number of measurements.

また、クロスヘッド10の最高速度において第2傾きSlop2を算出可能な最短の算出時間幅より小さくなることがないため、単位時間当たりの応答物理量RPの変化が大きい場合でも、算出時間幅を極端に短くすることがなく、制御コンプライアンスCompを適切に算出できる。 Further, since the second inclination Slop2 cannot be smaller than the shortest calculation time width that can be calculated at the maximum speed of the crosshead 10, the calculation time width is extremely large even when the change in the response physical quantity RP per unit time is large. The control compliance Comp can be calculated appropriately without shortening.

なお、この式(2)は、上述のように、所定期間における応答物理量RPの時間変化率、又は、制御周期におけるクロスヘッド10の目標速度が大きくなるほど算出時間幅が小さくなるように調整される式を示している。これに加えて、この式(2)は、応答物理量RPの測定値に含まれるノイズの振幅が大きいほど、あるいはノイズの量が多いほど算出時間幅が長くなるように調整される式でもある。これは、「TM」に、調整可能最大時間幅として、クロスヘッド10の最低速度における応答物理量RPの測定値の標準偏差に基づく値が代入されるためである。 As described above, this equation (2) is adjusted so that the calculated time width becomes smaller as the time change rate of the response physical quantity RP in a predetermined period or the target speed of the crosshead 10 in the control cycle increases. The formula is shown. In addition to this, this equation (2) is also an equation adjusted so that the larger the amplitude of noise included in the measured value of the response physical quantity RP, or the larger the amount of noise, the longer the calculation time width. This is because "TM" is substituted with a value based on the standard deviation of the measured value of the response physical quantity RP at the minimum speed of the crosshead 10 as the adjustable maximum time width.

以下に図4、及び図5を参照して、式(2)に基づいて調整した算出時間幅で制御コンプライアンス算出部542が算出する第2傾きSlop2の精度について説明する。図4、及び図5に示す測定データは、「TM」が4000(msec)に設定され「b」が−0.5に設定された式(2)に基づく算出時間幅における測定データを示している。 The accuracy of the second slope Slop2 calculated by the control compliance calculation unit 542 with the calculation time width adjusted based on the equation (2) will be described below with reference to FIGS. 4 and 5. The measurement data shown in FIGS. 4 and 5 show the measurement data in the calculated time width based on the formula (2) in which "TM" is set to 4000 (msec) and "b" is set to -0.5. There is.

図4は、図3の横軸が9(μm/sec)に対応する算出時間幅における、9(μm/sec)の目標速度でクロスヘッド10を移動させた場合の応答物理量RPの測定データである。図4に示す応答物理量RPの測定データは、伸び計90が測定した試験片TPの伸び量を示す測定データである。なお、図3の横軸が9(μm/sec)に対応する算出時間幅は、1333(msec)である。 FIG. 4 shows measurement data of the response physical quantity RP when the crosshead 10 is moved at a target speed of 9 (μm / sec) in the calculated time width corresponding to 9 (μm / sec) on the horizontal axis of FIG. is there. The measurement data of the response physical quantity RP shown in FIG. 4 is the measurement data showing the elongation amount of the test piece TP measured by the extensometer 90. The calculated time width corresponding to 9 (μm / sec) on the horizontal axis of FIG. 3 is 1333 (msec).

図4では、縦軸が伸び量(μm)に設定され、横軸が時間(sec)に設定されている。図4において、実線で示すグラフGf4−1は、応答物理量RPの測定データであり、一点鎖線で示すグラフGf4−2は、クロスヘッド10の目標速度を示す。点線で示すグラフGf4−3は、実線で示すグラフGf4−1に基づいて最小二乗法で算出された近似直線である。 In FIG. 4, the vertical axis is set to the amount of elongation (μm), and the horizontal axis is set to the time (sec). In FIG. 4, the graph Gf4-1 shown by the solid line is the measurement data of the response physical quantity RP, and the graph Gf4-2 shown by the alternate long and short dash line shows the target speed of the crosshead 10. The graph Gf4-3 shown by the dotted line is an approximate straight line calculated by the least squares method based on the graph Gf4-1 shown by the solid line.

図4では、直線の傾きが第2傾きSlop2となる。一点鎖線で示すグラフGf4−2は、クロスヘッド10の目標速度である。そのため、グラフGf4−2の傾きは、9(μm/sec)に対応する算出時間幅において算出された第2傾きSlop2の真値である。グラフGf4−2とグラフGf4−3とを比較して明らかな通り、両者の傾きは、約8778(μm/sec)であり、ほぼ同じである。これは、9(μm/sec)に対応する算出時間幅における応答物理量RPの測定データによって、第2傾きSlop2が適切に算出されていることを示している。 In FIG. 4, the slope of the straight line is the second slope Slop2. The graph Gf4-2 shown by the alternate long and short dash line is the target speed of the crosshead 10. Therefore, the slope of the graph Gf4-2 is the true value of the second slope Slop2 calculated in the calculation time width corresponding to 9 (μm / sec). As is clear from the comparison between the graph Gf4-2 and the graph Gf4-3, the slopes of both are about 8778 (μm / sec), which are almost the same. This indicates that the second slope Slop2 is appropriately calculated by the measurement data of the response physical quantity RP in the calculation time width corresponding to 9 (μm / sec).

図5は、図3において横軸が70μ/secに対応する算出時間幅において、70μ/secの目標速度でクロスヘッド10を移動させた場合の応答物理量RPの測定データである。図5に示す応答物理量RPの測定データは、伸び計90が測定した試験片TPの伸び量を示す測定データである。なお、図3の横軸が70(μm/sec)に対応する算出時間幅は、478(msec)である。 FIG. 5 is measurement data of the response physical quantity RP when the crosshead 10 is moved at a target speed of 70 μ / sec in the calculated time width corresponding to the horizontal axis of 70 μ / sec in FIG. The measurement data of the response physical quantity RP shown in FIG. 5 is the measurement data showing the elongation amount of the test piece TP measured by the extensometer 90. The calculated time width corresponding to 70 (μm / sec) on the horizontal axis of FIG. 3 is 478 (msec).

図5では、縦軸が伸び量(μm)に設定され、横軸が時間(sec)に設定されている。図5において、実線で示すグラフGf5−1は、応答物理量RPの測定データであり、一点鎖線で示すグラフGf5−2は、クロスヘッド10の目標速度を示す。点線で示すグラフGf5−3は、実線で示すグラフGf5−1に基づいて最小二乗法で算出された近似直線である。 In FIG. 5, the vertical axis is set to the amount of elongation (μm), and the horizontal axis is set to the time (sec). In FIG. 5, the graph Gf5-1 shown by the solid line is the measurement data of the response physical quantity RP, and the graph Gf5-2 shown by the alternate long and short dash line shows the target speed of the crosshead 10. The graph Gf5-3 shown by the dotted line is an approximate straight line calculated by the least squares method based on the graph Gf5-1 shown by the solid line.

図5では、直線の傾きが第2傾きSlop2となる。一点鎖線で示すグラフGf5−2は、クロスヘッド10の目標速度である。そのため、グラフGf5−2の傾きは、70(μ/sec)に対応する算出時間幅において算出される第2傾きSlop2の真値である。グラフGf5−2とグラフGf5−3とを比較して明らかな通り、両者の傾きは、約69942(μm/sec)であり、ほぼ同じである。これは、70(μm/sec)に対応する算出時間幅における応答物理量RPの測定データによって、第2傾きSlop2が適切に算出されていることを示している。 In FIG. 5, the slope of the straight line is the second slope Slop2. The graph Gf5-2 shown by the alternate long and short dash line is the target speed of the crosshead 10. Therefore, the slope of the graph Gf5-2 is the true value of the second slope Slop2 calculated in the calculation time width corresponding to 70 (μ / sec). As is clear from the comparison between the graph Gf5-2 and the graph Gf5-3, the slopes of both are about 69942 (μm / sec), which are almost the same. This indicates that the second slope Slop2 is appropriately calculated by the measurement data of the response physical quantity RP in the calculation time width corresponding to 70 (μm / sec).

以上の図4及び図5の測定データから示されるように、応答物理量RPの時間変化率、又は、クロスヘッド10の目標速度に応じて算出時間幅を調整しても、第2傾きSlop2を適切に算出できる。なお、制御コンプライアンス算出部542は、第2傾きSlop2を算出した算出時間幅で第1傾きSlop1を算出する。そのため、第2傾きSlop2が適切に算出できることは、第1傾きSlop1も適切に算出できており、算出時間幅に応じて制御コンプライアンスCompを精度よく算出できていることを示す。 As shown from the measurement data of FIGS. 4 and 5, the second slope Slop2 is appropriate even if the calculated time width is adjusted according to the time change rate of the response physical quantity RP or the target speed of the crosshead 10. Can be calculated. The control compliance calculation unit 542 calculates the first slope Slop1 with the calculation time width for which the second slope Slop2 is calculated. Therefore, the fact that the second slope Slop2 can be calculated appropriately indicates that the first slope Slop1 can also be calculated appropriately, and the control compliance Comp can be calculated accurately according to the calculation time width.

[5.制御装置の動作]
次に、材料試験機1の動作について説明する。
図6は、材料試験機1の動作を示すフローチャートであり、特にサーボモータ18のフィードバック制御に係る動作を示すフローチャートである。
[5. Control device operation]
Next, the operation of the material testing machine 1 will be described.
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the material testing machine 1, and in particular, the flowchart showing the operation related to the feedback control of the servomotor 18.

図6に示すフローチャートの説明では、サーボモータ18のフィードバック制御について説明する。制御装置30は、材料試験の実行中に、図6に示すフローチャートの動作を所定の制御周期毎に実行して、サーボモータ18をフィードバック制御する。 In the description of the flowchart shown in FIG. 6, the feedback control of the servomotor 18 will be described. During the execution of the material test, the control device 30 executes the operation of the flowchart shown in FIG. 6 at predetermined control cycles to feedback-control the servomotor 18.

制御周期が到来すると、制御装置30の制御部54の時間幅調整部541は、所定期間における応答物理量RPの時間変化率、又は、クロスヘッド10の目標速度を式(2)の「V」に代入して、算出時間幅を調整する(ステップSA1)。例えば、時間幅調整部541は、到来した制御周期から過去に向かった所定期間における応答物理量RPの測定値の時間変化率を算出して、ステップSA1に代入する。また、例えば、時間幅調整部541は、目標データ561の目標波形からクロスヘッド10の目標速度を算出して、ステップSA1に代入する。 When the control cycle arrives, the time width adjusting unit 541 of the control unit 54 of the control device 30 sets the time change rate of the response physical quantity RP in a predetermined period or the target speed of the crosshead 10 to "V" in the equation (2). Substitute and adjust the calculated time width (step SA1). For example, the time width adjusting unit 541 calculates the time change rate of the measured value of the response physical quantity RP in a predetermined period toward the past from the incoming control cycle and substitutes it in step SA1. Further, for example, the time width adjusting unit 541 calculates the target speed of the crosshead 10 from the target waveform of the target data 561 and substitutes it in step SA1.

次いで、制御コンプライアンス算出部542は、ステップSA1において時間幅調整部541が調整した算出時間幅で測定されたサーボモータ18の回転量Trに基づいて、第1傾きSlop1(t)を算出する(ステップSA2)。 Next, the control compliance calculation unit 542 calculates the first inclination Slop1 (t) based on the rotation amount Tr of the servomotor 18 measured with the calculated time width adjusted by the time width adjustment unit 541 in step SA1 (step). SA2).

次いで、制御コンプライアンス算出部542は、ステップSA1において時間幅調整部541が調整した算出時間幅で測定された応答物理量RPに基づいて、第2傾きSlop2(t)を算出する(ステップSA3)。 Next, the control compliance calculation unit 542 calculates the second slope Slop2 (t) based on the response physical quantity RP measured with the calculated time width adjusted by the time width adjustment unit 541 in step SA1 (step SA3).

なお、ステップSA2とステップSA3との処理順は、この順に限定されず、逆でもよいし同時でもよい。 The processing order of step SA2 and step SA3 is not limited to this order, and may be reversed or simultaneous.

次いで、制御コンプライアンス算出部542は、制御コンプライアンスComp(t)を算出する(ステップSA4)。 Next, the control compliance calculation unit 542 calculates the control compliance Comp (t) (step SA4).

次いで、フィードバック制御部543は、目標応答物理量RPc(t)から測定応答物理量RPs(t)を減じて、偏差e(t)を算出する(ステップSA5)。 Next, the feedback control unit 543 calculates the deviation e (t) by subtracting the measurement response physical quantity RPs (t) from the target response physical quantity RPc (t) (step SA5).

そして、フィードバック制御部543は、偏差e(t)にステップSA5で算出した制御コンプライアンスCompを乗じて偏差e´(t)を算出する(ステップSA6)。 Then, the feedback control unit 543 calculates the deviation e'(t) by multiplying the deviation e (t) by the control compliance Comp calculated in step SA5 (step SA6).

次いで、フィードバック制御部543は、偏差e´(t)に基づいて、目標応答物理量RPc(t)と測定応答物理量RPs(t)とを一致させるサーボモータ18の回転量Tr(t)を算出する(ステップSA7)。 Next, the feedback control unit 543 calculates the rotation amount Tr (t) of the servomotor 18 that matches the target response physical quantity RPc (t) and the measurement response physical quantity RPs (t) based on the deviation e'(t). (Step SA7).

そして、フィードバック制御部543は、算出した回転量Tr(t)を示す指令信号B1をサーボアンプ46に出力する(ステップSA8)。 Then, the feedback control unit 543 outputs a command signal B1 indicating the calculated rotation amount Tr (t) to the servo amplifier 46 (step SA8).

[6.材料試験の精度]
図7は、圧縮試験の測定データを示す図である。なお、圧縮試験は、図1に示す冶具で行われてもよいし、圧盤等の圧縮試験専用の冶具で行われてもよい。
図7では、縦軸が試験力(N:ニュートン)に設定され、横軸が時間(sec)に設定される。
[6. Material test accuracy]
FIG. 7 is a diagram showing measurement data of the compression test. The compression test may be performed with the jig shown in FIG. 1 or with a jig dedicated to the compression test such as a pressure plate.
In FIG. 7, the vertical axis is set to the test force (N: Newton) and the horizontal axis is set to the time (sec).

図7に示す測定データの圧縮試験では、クロスヘッド10を50(mm/sec)の目標速度で移動させて、試験片TPに付与する試験力Fを2000Nまで増加させた後に、試験力Fを2000Nに保持させることが試験条件として設定されている。 In the compression test of the measurement data shown in FIG. 7, the crosshead 10 is moved at a target speed of 50 (mm / sec) to increase the test force F applied to the test piece TP to 2000 N, and then the test force F is applied. It is set as a test condition to keep it at 2000N.

図7では、グラフGf7−1は、固定の算出時間幅で制御コンプライアンスCompを算出して、サーボモータ18をフィードバック制御した場合の測定データである。一方、図7において、グラフGf7−2は、式(2)において「V」に50(mm/sec)を代入し、50(mm/sec)に対応する算出時間幅で制御コンプライアンスCompを算出して、サーボモータ18をフィードバック制御した場合の測定データである。なお、グラフGf7−1における固定の算出時間幅は、グラフGf7−2における50(mm/sec)に対応する算出時間幅より長い。 In FIG. 7, graph Gf7-1 is measurement data when the control compliance Comp is calculated with a fixed calculation time width and the servomotor 18 is feedback-controlled. On the other hand, in FIG. 7, in the graph Gf7-2, 50 (mm / sec) is substituted for “V” in the equation (2), and the control compliance Comp is calculated with the calculation time width corresponding to 50 (mm / sec). This is the measurement data when the servomotor 18 is feedback-controlled. The fixed calculation time width in the graph Gf7-1 is longer than the calculation time width corresponding to 50 (mm / sec) in the graph Gf7-2.

図7に示すように、算出時間幅が固定の場合では、試験力Fをホールドした直後、試験力Fの特性が2000(N)を基準に振動しており、安定した試験力Fのホールドを行えていない。これは、制御コンプライアンスCompの算出時間幅が長く、実際の制御コンプライアンスCompと乖離した制御コンプライアンスCompを制御コンプライアンス算出部542が算出していて、精度良くサーボモータ18のフィードバック制御が行えていないことを示してる。 As shown in FIG. 7, when the calculated time width is fixed, immediately after holding the test force F, the characteristics of the test force F vibrate with reference to 2000 (N), and a stable hold of the test force F is maintained. I can't do it. This is because the calculation time range of the control compliance Comp is long, and the control compliance calculation unit 542 calculates the control compliance Comp that deviates from the actual control compliance Comp, and the feedback control of the servomotor 18 cannot be performed accurately. I'm showing.

一方、グラフGf7−2は、グラフGf7−1と比較して、試験力Fをホールドした直後の振動が低減している。これは、50(mm/sec)に対応する算出時間幅で制御コンプライアンス算出部542が制御コンプライアンスCompを算出したことで、実際の制御コンプライアンスCompと乖離していない制御コンプライアンスCompが算出できていて、精度良くサーボモータ18のフィードバック制御が行われていることを示している。 On the other hand, in the graph Gf7-2, the vibration immediately after holding the test force F is reduced as compared with the graph Gf7-1. This is because the control compliance calculation unit 542 calculates the control compliance Comp with the calculation time width corresponding to 50 (mm / sec), so that the control compliance Comp that does not deviate from the actual control compliance Comp can be calculated. It shows that the feedback control of the servomotor 18 is performed with high accuracy.

[7.他の実施形態]
なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を例示するものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形、および応用が可能である。
[7. Other embodiments]
It should be noted that the above-described embodiment is merely an example of one aspect of the present invention, and can be arbitrarily modified and applied without departing from the spirit of the present invention.

上述した実施形態では、時間幅調整部541は、式(2)によって算出時間幅を調整する構成である。しかしながら、時間幅調整部541が算出時間幅を調整する際に参照する式は、式(2)に限定されない。時間幅調整部541が参照する式は、応答物理量RPの測定値に含まれるノイズ振動が大きいほど、またはノイズの量が多いほど算出時間幅が長くなり、且つ、クロスヘッド10の目標速度または応答物理量RPの時間変化率が大きいほど算出時間幅が短くなるような式であればよい。 In the above-described embodiment, the time width adjusting unit 541 has a configuration in which the calculated time width is adjusted by the equation (2). However, the equation referred to when the time width adjusting unit 541 adjusts the calculated time width is not limited to the equation (2). The formula referred to by the time width adjusting unit 541 has a longer calculated time width as the noise vibration included in the measured value of the response physical quantity RP is larger or the amount of noise is larger, and the target speed or response of the crosshead 10 is increased. The formula may be such that the calculated time width becomes shorter as the time change rate of the physical quantity RP increases.

また、上述した実施形態では、制御コンプライアンス算出部542は、第1傾きSlop1と第2傾きSlop2との比を変化量比として算出する構成であるが、制御コンプライアンスCompの算出方法はこれに限定されない。時間幅調整部541が調整した算出時間幅における測定値に基づいて、制御コンプライアンスCompを算出する算出方法であればよく、例えば、この算出時間幅において測定された応答物理量RPとサーボモータ18の回転量Trとを最小二乗法によって算出する構成でよい。 Further, in the above-described embodiment, the control compliance calculation unit 542 calculates the ratio of the first inclination Slop1 and the second inclination Slop2 as the change amount ratio, but the calculation method of the control compliance Comp is not limited to this. .. Any calculation method may be used to calculate the control compliance Comp based on the measured value in the calculated time width adjusted by the time width adjusting unit 541. For example, the response physical quantity RP measured in this calculated time width and the rotation of the servomotor 18 The quantity Tr may be calculated by the method of least squares.

上述した実施形態では、図7の測定データにおいて圧縮試験を行う材料試験機1を示したが、本発明は、試験片TPに試験力Fを付与して、試験片TPの物理量の変化を測定する材料試験機に対して広く適用することができる。例えば、引張試験、曲げ試験、引き剥がし試験等を行う材料試験機に対して、本発明を適用することができる。なお、試験片TPの試験機本体2に固定する冶具は、試験種に応じて適切なものが採用される。 In the above-described embodiment, the material tester 1 that performs the compression test is shown in the measurement data of FIG. 7, but in the present invention, the test force F is applied to the test piece TP to measure the change in the physical quantity of the test piece TP. It can be widely applied to material testing machines. For example, the present invention can be applied to a material testing machine that performs a tensile test, a bending test, a peeling test, and the like. As the jig fixed to the tester main body 2 of the test piece TP, an appropriate jig is adopted according to the test type.

例えば、上記実施形態では、図2に示したブロック線図に示したように、PID制御により、サーボモータ18のフィードバック制御を行う。他の構成として、一般的なPD制御により、サーボモータ18のフィードバック制御を行ってもよい。 For example, in the above embodiment, as shown in the block diagram shown in FIG. 2, feedback control of the servomotor 18 is performed by PID control. As another configuration, the feedback control of the servomotor 18 may be performed by general PD control.

例えば、上記実施形態では、応答物理量RPとして試験力Fや試験片TPの伸び量を例示したが、トルク、圧力、変位などであってもよい。また、本発明の第1物理量として、サーボモータ18の回転量Trを例示して、本発明の第1変化量としてクロスヘッド10の移動量を例示したが、これらに限定されない。例えば、本発明の第1変化量は、試験片TPの伸び量の変化量でもよく、この場合、本発明の第1物理量は試験片TPの伸び量となる。 For example, in the above embodiment, the test force F and the elongation amount of the test piece TP are exemplified as the response physical quantity RP, but torque, pressure, displacement, or the like may be used. Further, as the first physical quantity of the present invention, the rotation amount Tr of the servomotor 18 is exemplified, and as the first change amount of the present invention, the movement amount of the crosshead 10 is exemplified, but the present invention is not limited thereto. For example, the first change amount of the present invention may be the change amount of the elongation amount of the test piece TP, and in this case, the first physical quantity of the present invention is the elongation amount of the test piece TP.

例えば、上記実施形態では、負荷機構12の駆動源としてサーボモータ18を用いたが、油圧源等の他の駆動源を用いてもよい。この場合は、図2のブロック線図における制御対象への出力は、駆動源に応じた物理量に設定する。 For example, in the above embodiment, the servomotor 18 is used as the drive source of the load mechanism 12, but another drive source such as a hydraulic source may be used. In this case, the output to the control target in the block diagram of FIG. 2 is set to a physical quantity according to the drive source.

例えば、上述実施形態において、図1に示した機能ブロックは、本願発明を理解容易にするために構成要素を主な処理内容に応じて分類して示した概略図であり、処理内容に応じて、さらに多くの構成要素に分類することもできる。また、1つの構成要素がさらに多くの処理を実行するように分類することもできる。 For example, in the above-described embodiment, the functional block shown in FIG. 1 is a schematic diagram showing components classified according to main processing contents in order to facilitate understanding of the present invention, and is shown according to the processing contents. , Can be classified into more components. It can also be categorized so that one component performs more processing.

例えば、図6に示す動作のステップ単位は、材料試験機1の各部の動作の理解を容易にするために、主な処理内容に応じて分割したものであり、処理単位の分割の仕方や名称によって、本発明が限定されることはない。処理内容に応じて、さらに多くのステップ単位に分割してもよい。また、1つのステップ単位がさらに多くの処理を含むように分割してもよい。また、そのステップの順番は、本発明の趣旨に支障のない範囲で適宜に入れ替えてもよい。 For example, the step unit of the operation shown in FIG. 6 is divided according to the main processing contents in order to facilitate understanding of the operation of each part of the material testing machine 1, and the method and name of the division of the processing unit. Does not limit the present invention. It may be divided into more step units depending on the processing content. Further, one step unit may be divided so as to include more processes. Further, the order of the steps may be appropriately changed as long as it does not interfere with the gist of the present invention.

[7.実施形態のまとめ] [7. Summary of embodiments]

以上、説明したように、材料試験機1は、クロスヘッド10によって試験片TPに試験力Fを付与する負荷機構12と、サーボモータ18の回転角を測定する回転量測定部60と、応答物理量RPを測定する応答測定部と、算出時間幅を調整する時間幅調整部541と、時間幅調整部541が調整した算出時間幅における制御コンプライアンスCompを算出する制御コンプライアンス算出部542と、制御コンプライアンス算出部542が算出した制御コンプライアンスCompに基づいて、測定応答物理量RPsと、目標応答物理量RPcとの偏差を減少させるようにサーボモータ18をフィードバック制御するフィードバック制御部543と、を備える。時間幅調整部541は、算出時間幅について、応答物理量RPの測定値に含まれるノイズの振幅が大きいほど、またはノイズの量が多いほど長くする調整と、応答物理量RPの時間変化率またはクロスヘッド10の目標速度が大きいほど短くする調整とのいずれか一方を少なくとも実行する。 As described above, the material testing machine 1 includes a load mechanism 12 that applies a test force F to the test piece TP by the crosshead 10, a rotation amount measuring unit 60 that measures the rotation angle of the servomotor 18, and a response physical quantity. A response measurement unit that measures RP, a time width adjustment unit 541 that adjusts the calculation time width, a control compliance calculation unit 542 that calculates a control compliance Comp in the calculation time width adjusted by the time width adjustment unit 541, and a control compliance calculation unit. A feedback control unit 543 that feedback-controls the servomotor 18 so as to reduce the deviation between the measurement response physical quantity RPs and the target response physical quantity RPc based on the control compliance Comp calculated by the unit 542. The time width adjustment unit 541 adjusts the calculated time width to be longer as the amplitude of noise included in the measured value of the response physical quantity RP is larger or as the amount of noise is larger, and the time change rate or crosshead of the response physical quantity RP. At least one of the adjustments that shortens the target speed of 10 is performed.

この構成によれば、算出時間幅について、応答物理量RPの測定値に含まれるノイズの振幅が大きいほど、またはノイズの量が多いほど長くする調整、及び、応答物理量RPの時間変化率またはクロスヘッド10の目標速度が大きいほど短くする調整のいずれか一方を少なくとも実行することで、算出時間幅を材料試験に応じた適切な幅へ動的に調整できる。そのため、材料試験に応じた適切な制御コンプライアンスCompを算出でき、サーボモータ18のフィードバック制御を精度良く行うことができる。 According to this configuration, the calculated time width is adjusted to be longer as the amplitude of noise contained in the measured value of the response physical quantity RP is larger or as the amount of noise is larger, and the time change rate or crosshead of the response physical quantity RP. The calculated time width can be dynamically adjusted to an appropriate width according to the material test by executing at least one of the adjustments that shortens the target speed of 10 as it becomes larger. Therefore, an appropriate control compliance Comp can be calculated according to the material test, and the feedback control of the servomotor 18 can be performed with high accuracy.

また、時間幅調整部541は、クロスヘッド10の移動速度が最低速度である場合の応答物理量RPの測定値に含まれるノイズの振幅またはノイズの量に基づき算出された調整可能最大時間幅以下となるように、算出時間幅を調整する。 Further, the time width adjusting unit 541 is set to be equal to or less than the maximum adjustable time width calculated based on the noise amplitude or the amount of noise included in the measured value of the response physical quantity RP when the moving speed of the crosshead 10 is the minimum speed. Adjust the calculation time width so that

この構成によれば、制御コンプライアンス算出部542は、クロスヘッド10が最低速度で移動している場合、調整可能最大時間幅より不必要に長い時間幅で制御コンプライアンスCompを算出することない。また、制御コンプライアンス算出部542は、クロスヘッド10の移動速度が低速であるほど、算出時間幅を長くなるように調整するため、応答物理量RPの変化量に対して相対的にノイズの振幅が大きくても、応答物理量RPの測定値に含まれるノイズの影響を十分に低減した制御コンプライアンスCompを算出できる。したがって、時間幅調整部541が調整可能最大時間幅以下となるように算出時間幅を調整することによって、制御コンプライアンス算出部542は、応答物理量RPの変化量に対して相対的にノイズの振幅が大きい場合でも、または、ノイズの量が多い場合でも、必要十分な測定数で当該ノイズの影響が低減された制御コンプライアンスCompを算出できる。 According to this configuration, the control compliance calculation unit 542 does not calculate the control compliance Comp in a time width unnecessarily longer than the maximum adjustable time width when the crosshead 10 is moving at the minimum speed. Further, since the control compliance calculation unit 542 adjusts so that the calculation time width becomes longer as the moving speed of the cross head 10 is slower, the noise amplitude is relatively large with respect to the change amount of the response physical quantity RP. However, it is possible to calculate the control compliance Comp in which the influence of noise included in the measured value of the response physical quantity RP is sufficiently reduced. Therefore, by adjusting the calculation time width so that the time width adjustment unit 541 is equal to or less than the maximum adjustable time width, the control compliance calculation unit 542 increases the noise amplitude relative to the change amount of the response physical quantity RP. Even when the amount of noise is large or the amount of noise is large, the control compliance Comp in which the influence of the noise is reduced can be calculated with a necessary and sufficient number of measurements.

時間幅調整部541は、クロスヘッド10の移動速度が最高速度である場合に制御コンプライアンスCompを算出可能な最短の算出時間幅以上となるように、算出時間幅を調整する。 The time width adjusting unit 541 adjusts the calculated time width so that the control compliance Comp is equal to or greater than the shortest calculated time width that can be calculated when the moving speed of the crosshead 10 is the maximum speed.

この構成によれば、調整する算出時間幅を、クロスヘッド10の最高速度において算出可能な最短の算出時間幅より短くすることがないため、応答物理量RPの測定値の変位が大きい場合でも、算出時間幅を極端に短くすることがなく、制御コンプライアンスCompを適切に算出できる。 According to this configuration, the calculated calculation time width to be adjusted is not shorter than the shortest calculated time width that can be calculated at the maximum speed of the crosshead 10, so that the calculation is performed even when the displacement of the measured value of the response physical quantity RP is large. The control compliance Comp can be calculated appropriately without shortening the time width extremely.

制御コンプライアンス算出部542は、時間幅調整部541が調整した算出時間幅における第1傾きSlop1を算出し、時間幅調整部541が調整した算出時間幅における第2傾きSlop2を算出し、第1傾きSlop1と第2傾きSlop2との比を制御コンプライアンスCompとして算出する。 The control compliance calculation unit 542 calculates the first slope Slop1 in the calculated time width adjusted by the time width adjustment unit 541, calculates the second slope Slop2 in the calculated time width adjusted by the time width adjustment unit 541, and calculates the first slope Slop2. The ratio of Slop1 to the second slope Slop2 is calculated as the control compliance Comp.

この構成によれば、第1傾きSlop1及び第2傾きSlop2を制御コンプライアンスCompの算出パラメータとする。そのため、制御コンプライアンスCompの算出パラメータを、ノイズによる測定値の変動が取り除かれたパラメータであって、且つ、クロスヘッド10の移動量X及び試験片TPの伸び量Pの変化量に関するパラメータとすることができる。したがって、第1傾きSlop1及び第2傾きSlop2の比を制御コンプライアンスCompとして算出することによって、ノイズによる測定値の変動が制御コンプライアンスCompの算出に加味されることがなく、精度良く制御コンプライアンスCompを算出できる。したがって、材料試験機1は、精度良く制御コンプライアンスCompを算出できるようになり、サーボモータ18のフィードバック制御をより精度良く行うことができる。 According to this configuration, the first slope Slop1 and the second slope Slop2 are used as the calculation parameters of the control compliance Comp. Therefore, the calculation parameter of the control compliance Comp is a parameter in which the fluctuation of the measured value due to noise is removed, and is a parameter related to the change amount of the movement amount X of the crosshead 10 and the elongation amount P of the test piece TP. Can be done. Therefore, by calculating the ratio of the first slope Slop1 and the second slope Slop2 as the control compliance Comp, the fluctuation of the measured value due to noise is not added to the calculation of the control compliance Comp, and the control compliance Comp is calculated accurately. it can. Therefore, the material testing machine 1 can calculate the control compliance Comp with high accuracy, and the feedback control of the servomotor 18 can be performed with higher accuracy.

[8.態様]
上述した実施形態及び変形例は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
[8. Aspect]
It will be understood by those skilled in the art that the above-described embodiments and modifications are specific examples of the following aspects.

(第1項)
一態様に関わる材料試験機は、移動部材によって試験対象に負荷を付与する負荷機構と、前記負荷の付与に応じて前記試験対象又は前記負荷機構に生じる第1物理量を測定する第1測定部と、前記負荷機構のフィードバック制御において応答となる第2物理量を測定する第2測定部と、前記第1測定部が測定した前記第1物理量の変化を示す第1変化量と、前記第2測定部が測定した前記第2物理量の変化を示す第2変化量と、の比である変化量比の算出に用いる前記第1物理量及び前記第2物理量の測定値の時間幅を調整する時間幅調整部と、前記時間幅調整部が調整した前記時間幅における前記変化量比を算出する変化量比算出部と、前記変化量比算出部が算出した前記変化量比に基づいて、前記第2物理量の測定値と、前記第2物理量の目標値との偏差を減少させるように前記負荷機構をフィードバック制御するフィードバック制御部と、を備え、前記時間幅調整部は、前記時間幅について、前記第2物理量の測定値に含まれるノイズが大きいほど長くする調整と、前記第2物理量の時間変化率または前記移動部材の目標速度が大きいほど短くする調整とのいずれか一方を少なくとも実行する。
(Section 1)
The material testing machine according to one aspect includes a load mechanism that applies a load to the test object by a moving member, and a first measuring unit that measures a first physical quantity generated in the test object or the load mechanism in response to the application of the load. , A second measuring unit that measures a second physical quantity that is a response in the feedback control of the load mechanism, a first change amount that indicates a change in the first physical quantity measured by the first measuring unit, and the second measuring unit. A time width adjusting unit that adjusts the time width of the measured values of the first physical quantity and the second physical quantity used for calculating the change amount ratio, which is the ratio of the second change amount indicating the change of the second physical quantity measured by The second physical quantity is based on the change amount ratio calculation unit that calculates the change amount ratio in the time width adjusted by the time width adjusting unit and the change amount ratio calculated by the change amount ratio calculation unit. The load mechanism is feedback-controlled so as to reduce the deviation between the measured value and the target value of the second physical quantity, and the time width adjusting unit includes the second physical quantity with respect to the time width. At least one of an adjustment that lengthens as the noise contained in the measured value of is larger and an adjustment that shortens the time change rate of the second physical quantity or the target speed of the moving member increases is executed.

第1項に記載の材料試験機によれば、変化量比の算出に用いる測定値の時間幅について、第2物理量の測定値に含まれるノイズが大きいほど長くする調整、及び、第2物理量の時間変化率或いは移動部材の目標速度が大きいほど短くする調整のいずれか一方を少なくとも実行することで、変化量比の算出に用いる測定値の時間幅を、材料試験に応じた適切な幅へ動的に調整できる。そのため、材料試験に応じた適切な変化量比を算出でき、負荷機構のフィードバック制御を精度良く行うことができる。 According to the material testing machine described in the first item, the time width of the measured value used for calculating the change amount ratio is adjusted to be longer as the noise contained in the measured value of the second physical quantity is larger, and the second physical quantity is adjusted. By at least performing either the time change rate or the adjustment that shortens as the target speed of the moving member increases, the time width of the measured value used to calculate the change amount ratio is moved to an appropriate width according to the material test. Can be adjusted. Therefore, an appropriate change amount ratio according to the material test can be calculated, and the feedback control of the load mechanism can be performed with high accuracy.

(第2項)
第1項に記載の材料試験機において、前記時間幅調整部は、前記移動部材の移動速度が最低速度である場合の前記第2物理量の測定値に含まれるノイズに基づき算出された前記時間幅以下となるように、前記時間幅を調整する。
(Section 2)
In the material testing machine according to the first item, the time width adjusting unit has the time width calculated based on the noise included in the measured value of the second physical quantity when the moving speed of the moving member is the minimum speed. The time width is adjusted so as to be as follows.

第2項に記載の材料試験機によれば、時間調整部が、前記第2物理量の測定値の変化に対して相対的にノイズが大きい場合でも、必要十分な測定数で当該ノイズの影響を低減した変化量比が算出できるように時間幅を調整できる。 According to the material testing machine described in the second item, even when the noise is relatively large with respect to the change in the measured value of the second physical quantity, the time adjusting unit affects the influence of the noise with a necessary and sufficient number of measurements. The time width can be adjusted so that the reduced change ratio can be calculated.

(第3項)
第1項又は第2項に記載の材料試験機において、前記時間幅調整部は、前記移動部材の移動速度が最高速度である場合に前記変化量比を算出可能な最短の前記時間幅以上となるように、前記時間幅を調整する。
(Section 3)
In the material testing machine according to the first or second paragraph, the time width adjusting unit is set to be equal to or greater than the shortest time width that can calculate the change amount ratio when the moving speed of the moving member is the maximum speed. The time width is adjusted so as to be.

第3項に記載の材料試験機によれば、応答物理量の変位が大きい場合でも、時間幅を極端に短くすることがないため、変化量比を適切に算出できる。 According to the material testing machine described in the third item, even when the displacement of the response physical quantity is large, the time width is not extremely shortened, so that the change amount ratio can be calculated appropriately.

(第4項)
第1項から第3項のいずれか一項に記載の材料試験機において、前記変化量比算出部は、前記時間幅調整部が調整した前記時間幅における前記第1測定部が測定した前記第1物理量と時間との関係を表す近似直線の傾きである第1傾きを算出し、前記時間幅調整部が調整した前記時間幅における前記第2測定部が測定した前記第2物理量と時間との関係を表す近似直線の傾きである第2傾きを算出し、前記第1傾きと前記第2傾きとの比を前記変化量比として算出する。
(Section 4)
In the material testing machine according to any one of the items 1 to 3, the change amount ratio calculation unit is the first measurement unit measured by the first measurement unit in the time width adjusted by the time width adjustment unit. The first slope, which is the slope of an approximate straight line representing the relationship between one physical quantity and time, is calculated, and the second physical quantity and time measured by the second measuring unit in the time width adjusted by the time width adjusting unit. The second slope, which is the slope of the approximate straight line representing the relationship, is calculated, and the ratio of the first slope to the second slope is calculated as the change amount ratio.

第4項に記載の材料試験機によれば、ノイズによる測定値の変動が取り除かれた第1物理量及び第2物理量の変化に関するパラメータで変化量比を算出できる。そのため、ノイズによる測定値の変動が、変化量比の算出で加味されることがないため、変化量比を精度良く算出できるようになり、負荷機構のフィードバック制御をより精度良く行うことができる。 According to the material testing machine described in the fourth item, the change amount ratio can be calculated by the parameters related to the change of the first physical quantity and the second physical quantity in which the fluctuation of the measured value due to noise is removed. Therefore, since the fluctuation of the measured value due to noise is not taken into consideration in the calculation of the change amount ratio, the change amount ratio can be calculated accurately, and the feedback control of the load mechanism can be performed more accurately.

(第5項)
別の一態様に関わる材料試験機の制御方法は、移動部材によって試験対象に負荷を付与する負荷機構と、前記負荷の付与に応じて前記試験対象又は前記負荷機構に生じる第1物理量を測定する第1測定部と、前記負荷機構のフィードバック制御において応答となる第2物理量を測定する第2測定部と、前記第1測定部が測定した前記第1物理量の変化を示す第1変化量と、前記第2測定部が測定した前記第2物理量の変化を示す第2変化量と、の比である変化量比の算出に用いる前記第1物理量及び前記第2物理量の測定値の時間幅を調整する時間幅調整部、前記時間幅調整部が調整した前記時間幅における前記変化量比を算出する変化量比算出部、及び、前記変化量比算出部が算出した前記変化量比に基づいて、前記第2物理量の測定値と、前記第2物理量の目標値との偏差を減少させるように前記負荷機構をフィードバック制御するフィードバック制御部、を有する制御装置と、を備える材料試験機の制御方法であって、前記時間幅調整部は、前記時間幅について、前記第2物理量の測定値に含まれるノイズが大きいほど長くする調整と、前記第2物理量の時間変化率または前記移動部材の目標速度が大きいほど短くする調整とのいずれか一方を少なくとも実行する。
(Section 5)
The control method of the material testing machine according to another aspect measures a load mechanism for applying a load to the test object by a moving member and a first physical quantity generated in the test object or the load mechanism according to the application of the load. A first measuring unit, a second measuring unit that measures a second physical quantity that is a response in the feedback control of the load mechanism, and a first change amount that indicates a change in the first physical quantity measured by the first measuring unit. Adjust the time width of the measured values of the first physical quantity and the second physical quantity used for calculating the change amount ratio, which is the ratio of the second change amount indicating the change of the second physical quantity measured by the second measuring unit. Based on the time width adjusting unit, the change amount ratio calculation unit that calculates the change amount ratio in the time width adjusted by the time width adjusting unit, and the change amount ratio calculated by the change amount ratio calculation unit. A control method for a material testing machine including a control device having a feedback control unit that feedback-controls the load mechanism so as to reduce the deviation between the measured value of the second physical quantity and the target value of the second physical quantity. Therefore, the time width adjusting unit adjusts the time width so that it becomes longer as the noise included in the measured value of the second physical quantity increases, and the time change rate of the second physical quantity or the target speed of the moving member is adjusted. Perform at least one of the adjustments that make it shorter as it is larger.

第5項に記載の材料試験機の制御方法によれば、第1項に記載の材料試験機と同様の効果を奏する。 According to the control method of the material testing machine according to the fifth item, the same effect as that of the material testing machine according to the first item is obtained.

1 材料試験機
10 クロスヘッド(移動部材)
12 負荷機構
14 ロードセル(第2測定部)
18 サーボモータ
20 ロータリエンコーダ
30 制御装置
60 回転量測定部(第1測定部)
90 伸び計(第2測定部)
541 時間幅調整部
542 制御コンプライアンス算出部
543 フィードバック制御部
561 目標データ
F 試験力(負荷)
RP 応答物理量(第2物理量)
RPc 目標応答物理量(第2物理量の目標値)
RPs 測定応答物理量(第2物理量の測定値)
Slop1 第1傾き
Slop2 第2傾き
Comp 制御コンプライアンス(変化量比)
TP 試験片(試験対象)
Tr 回転量(第1物理量)
e 偏差
X 移動量(第1変化量)
1 Material testing machine 10 Crosshead (moving member)
12 Load mechanism 14 Load cell (2nd measuring unit)
18 Servo motor 20 Rotary encoder 30 Control device 60 Rotation amount measurement unit (1st measurement unit)
90 Elongator (2nd measuring unit)
541 Time width adjustment unit 542 Control compliance calculation unit 543 Feedback control unit 561 Target data F Test force (load)
RP response physical quantity (second physical quantity)
RPc target response physical quantity (target value of second physical quantity)
RPs measurement response physical quantity (measured value of the second physical quantity)
Slop1 1st slope Slop2 2nd slope Comp Control compliance (change ratio)
TP test piece (test target)
Tr rotation amount (first physical quantity)
e Deviation X Movement amount (first change amount)

Claims (5)

移動部材によって試験対象に負荷を付与する負荷機構と、
前記負荷の付与に応じて前記試験対象又は前記負荷機構に生じる第1物理量を測定する第1測定部と、
前記負荷機構のフィードバック制御において応答となる第2物理量を測定する第2測定部と、
前記第1測定部が測定した前記第1物理量の変化を示す第1変化量と、前記第2測定部が測定した前記第2物理量の変化を示す第2変化量と、の比である変化量比の算出に用いる前記第1物理量及び前記第2物理量の測定値の時間幅を調整する時間幅調整部と、
前記時間幅調整部が調整した前記時間幅における前記変化量比を算出する変化量比算出部と、
前記変化量比算出部が算出した前記変化量比に基づいて、前記第2物理量の測定値と、前記第2物理量の目標値との偏差を減少させるように前記負荷機構をフィードバック制御するフィードバック制御部と、を備え、
前記時間幅調整部は、
前記時間幅について、前記第2物理量の測定値に含まれるノイズが大きいほど長くする調整と、前記第2物理量の時間変化率または前記移動部材の目標速度が大きいほど短くする調整とのいずれか一方を少なくとも実行する、
材料試験機。
A load mechanism that applies a load to the test object by a moving member,
A first measuring unit that measures a first physical quantity generated in the test object or the load mechanism in response to the application of the load.
A second measuring unit that measures a second physical quantity that is a response in the feedback control of the load mechanism,
A change amount that is a ratio of a first change amount indicating a change in the first physical quantity measured by the first measuring unit and a second change amount indicating a change in the second physical quantity measured by the second measuring unit. A time width adjusting unit for adjusting the time width of the measured values of the first physical quantity and the second physical quantity used for calculating the ratio, and
A change amount ratio calculation unit that calculates the change amount ratio in the time width adjusted by the time width adjustment unit,
Feedback control that feedback-controls the load mechanism so as to reduce the deviation between the measured value of the second physical quantity and the target value of the second physical quantity based on the change amount ratio calculated by the change amount ratio calculation unit. With a department,
The time width adjusting unit
Either the adjustment that lengthens the time width as the noise contained in the measured value of the second physical quantity increases, or the adjustment that lengthens the time width as the time change rate of the second physical quantity or the target speed of the moving member increases. At least do
Material testing machine.
前記時間幅調整部は、
前記移動部材の移動速度が最低速度である場合の前記第2物理量の測定値に含まれるノイズの振幅に基づき算出された前記時間幅以下となるように、前記時間幅を調整する、
請求項1記載の材料試験機。
The time width adjusting unit
The time width is adjusted so as to be equal to or less than the time width calculated based on the amplitude of noise included in the measured value of the second physical quantity when the moving speed of the moving member is the minimum speed.
The material testing machine according to claim 1.
前記時間幅調整部は、
前記移動部材の移動速度が最高速度である場合に前記変化量比を算出可能な最短の前記時間幅以上となるように、前記時間幅を調整する、
請求項1又は2に記載の材料試験機。
The time width adjusting unit
When the moving speed of the moving member is the maximum speed, the time width is adjusted so as to be equal to or greater than the shortest time width in which the change amount ratio can be calculated.
The material testing machine according to claim 1 or 2.
前記変化量比算出部は、
前記時間幅調整部が調整した前記時間幅における前記第1測定部が測定した前記第1物理量と時間との関係を表す近似直線の傾きである第1傾きを算出し、
前記時間幅調整部が調整した前記時間幅における前記第2測定部が測定した前記第2物理量と時間との関係を表す近似直線の傾きである第2傾きを算出し、
前記第1傾きと前記第2傾きとの比を前記変化量比として算出する、
請求項1から3のいずれか一項に記載の材料試験機。
The change ratio calculation unit
The first slope, which is the slope of an approximate straight line representing the relationship between the first physical quantity and time measured by the first measuring unit in the time width adjusted by the time width adjusting unit, is calculated.
The second slope, which is the slope of an approximate straight line representing the relationship between the second physical quantity and time measured by the second measuring unit in the time width adjusted by the time width adjusting unit, is calculated.
The ratio of the first slope to the second slope is calculated as the change amount ratio.
The material testing machine according to any one of claims 1 to 3.
移動部材によって試験対象に負荷を付与する負荷機構と、
前記負荷の付与に応じて前記試験対象又は前記負荷機構に生じる第1物理量を測定する第1測定部と、
前記負荷機構のフィードバック制御において応答となる第2物理量を測定する第2測定部と、
前記第1測定部が測定した前記第1物理量の変化を示す第1変化量と、前記第2測定部が測定した前記第2物理量の変化を示す第2変化量と、の比である変化量比の算出に用いる前記第1物理量及び前記第2物理量の測定値の時間幅を調整する時間幅調整部、前記時間幅調整部が調整した前記時間幅における前記変化量比を算出する変化量比算出部、及び、前記変化量比算出部が算出した前記変化量比に基づいて、前記第2物理量の測定値と、前記第2物理量の目標値との偏差を減少させるように前記負荷機構をフィードバック制御するフィードバック制御部、を有する制御装置と、を備える材料試験機の制御方法であって、
前記時間幅調整部は、
前記時間幅について、前記第2物理量の測定値に含まれるノイズが大きいほど長くする調整と、前記第2物理量の時間変化率または前記移動部材の目標速度が大きいほど短くする調整とのいずれか一方を少なくとも実行する、
材料試験機の制御方法。
A load mechanism that applies a load to the test object by a moving member,
A first measuring unit that measures a first physical quantity generated in the test object or the load mechanism in response to the application of the load.
A second measuring unit that measures a second physical quantity that is a response in the feedback control of the load mechanism,
A change amount that is a ratio of a first change amount indicating a change in the first physical quantity measured by the first measuring unit and a second change amount indicating a change in the second physical quantity measured by the second measuring unit. A time width adjusting unit that adjusts the time width of the measured values of the first physical quantity and the second physical quantity used for calculating the ratio, and a change amount ratio that calculates the change amount ratio in the time width adjusted by the time width adjusting unit. The load mechanism is set so as to reduce the deviation between the measured value of the second physical quantity and the target value of the second physical quantity based on the calculation unit and the change amount ratio calculated by the change amount ratio calculation unit. A control method for a material testing machine including a control device having a feedback control unit for feedback control.
The time width adjusting unit
Either the adjustment that lengthens the time width as the noise contained in the measured value of the second physical quantity increases, or the adjustment that lengthens the time width as the rate of change in time of the second physical quantity or the target speed of the moving member increases. At least do
Control method of material tester.
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