JP2020169842A

JP2020169842A - Material test instrument and controlling method of material test instrument

Info

Publication number: JP2020169842A
Application number: JP2019070255A
Authority: JP
Inventors: 景視伊藤; Keishi Ito; 融松浦; Toru Matsuura
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2019-04-01
Filing date: 2019-04-01
Publication date: 2020-10-15
Anticipated expiration: 2039-04-01
Also published as: JP7140033B2

Abstract

To accurately perform feedback control of a load mechanism.SOLUTION: A material test instrument 1 includes a load mechanism 12 for applying a test force F to a test piece TP, a load cell 14 for measuring the test force F induced in the load mechanism 12, and a control part 150 for executing first feedback control for controlling the load mechanism 12 based on a deviation between a measured value of the test force F measured by the load cell 14 and a target value of the test force F. In the first feedback control, the control part 150 sets the target value of the test force F to a present holding target value when the target value of the test force F exceeds an added value obtained by adding an increase in the test force F corresponding to the control delay of the feedback control to the preset holding target value.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制御対象とする計測値をフィードバックする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, 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 (see, for example, Patent Document 1). .. 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機では、試験対象に対して、試験力を予め設定された目標値まで一定の速度で増加させたのち、試験力を目標値で保持する試験条件で試験を行なう場合がある。このような試験では、試験対象に付与される試験力をロードセル等のセンサにより測定して、測定された測定値に基づいて制御の切り替えを行なっている。しかしながら、フィードバック制御を他のフィードバック制御に切り替える場合、測定値が、目標値に到達してから制御の切り替えを行なうと、オーバーシュートが発生してしまう場合がある。 In a material testing machine as described in Patent Document 1, the test force is increased at a constant speed to a preset target value for a test object, and then the test is performed under test conditions in which the test force is maintained at the target value. May be done. In such a test, the test force applied to the test object is measured by a sensor such as a load cell, and the control is switched based on the measured measured value. However, when switching the feedback control to another feedback control, overshoot may occur if the control is switched after the measured value reaches the target value.

本発明は、オーバーシュートの発生を抑制し、負荷機構を精度良くフィードバック制御できる材料試験機、及び材料試験機の制御方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a material testing machine capable of suppressing the occurrence of overshoot and accurately feedback-controlling the load mechanism, and a control method for the material testing machine.

本発明の第１の態様は、試験対象に負荷を付与する負荷機構と、前記負荷により前記試験対象に生じる物理量、又は前記負荷機構に生じる物理量を測定する測定器と、前記測定器の出力する測定値と、前記物理量の目標値との偏差に基づいて前記負荷機構を制御し、前記測定値を予め設定された設定値に到達させるフィードバック制御を実行する制御部と、を備え、前記制御部は、前記フィードバック制御において、前記物理量の目標値が、前記設定値に、前記フィードバック制御の制御遅延に対応した前記測定値の増加分を加算した加算値以上になった場合に、前記物理量の目標値を前記設定値に固定する材料試験機に関する。 The first aspect of the present invention is a load mechanism for applying a load to a test object, a measuring device for measuring a physical quantity generated on the test target by the load, or a physical quantity generated on the load mechanism, and an output of the measuring device. The control unit includes a control unit that controls the load mechanism based on the deviation between the measured value and the target value of the physical quantity, and executes feedback control that causes the measured value to reach a preset set value. Is the target of the physical quantity when the target value of the physical quantity in the feedback control becomes equal to or more than the added value obtained by adding the increase of the measured value corresponding to the control delay of the feedback control to the set value. The present invention relates to a material testing machine that fixes a value to the set value.

本発明の第２の態様は、負荷機構により試験対象に負荷を付与する材料試験機の制御方法であって、前記負荷により前記試験対象に生じる物理量、又は前記負荷機構に生じる物理量を測定器に測定させるステップと、前記測定器により測定された測定値と、前記物理量の目標値との偏差に基づいて前記負荷機構を制御し、前記測定値を予め設定された設定値に到達させるフィードバック制御を実行する制御ステップと、を有し、前記制御ステップは、前記フィードバック制御において、前記物理量の目標値が、前記設定値に、前記フィードバック制御の制御遅延に対応した前記測定値の増加分を加算した加算値以上になった場合に、前記物理量の目標値を前記設定値に固定する材料試験機の制御方法に関する。 A second aspect of the present invention is a method for controlling a material testing machine that applies a load to a test object by a load mechanism, and a physical quantity generated in the test object by the load or a physical quantity generated in the load mechanism is used as a measuring instrument. The step of measuring and the feedback control of controlling the load mechanism based on the deviation between the measured value measured by the measuring instrument and the target value of the physical quantity to bring the measured value to a preset set value. The control step has a control step to be executed, and in the feedback control, the target value of the physical quantity is the set value plus an increase in the measured value corresponding to the control delay of the feedback control. The present invention relates to a control method of a material testing machine that fixes a target value of a physical quantity to the set value when the value exceeds the added value.

本発明の第１の態様によれば、物理量の目標値が、設定値に、フィードバック制御の制御遅延に対応した測定値の増加分を加算した加算値以上になった場合に、物理量の目標値が設定値に固定される。このため、測定値が設定値を超える前に、物理量の目標値が設定値に固定して試験対象に付与される負荷が、設定値よりも大きくならないように抑制することができる。このため、オーバーシュートの発生を抑制し、負荷機構を制度よくフィードバック制御できる。 According to the first aspect of the present invention, when the target value of the physical quantity becomes equal to or more than the added value obtained by adding the increase of the measured value corresponding to the control delay of the feedback control to the set value, the target value of the physical quantity is obtained. Is fixed to the set value. Therefore, before the measured value exceeds the set value, the target value of the physical quantity is fixed to the set value and the load applied to the test target can be suppressed so as not to be larger than the set value. Therefore, the occurrence of overshoot can be suppressed, and the load mechanism can be systematically feedback-controlled.

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. ロードセルの測定データと、制御目標値との時間推移を示す図である。It is a figure which shows the time transition of the measurement data of a load cell, and the control target value. ロードセルの測定データと、制御目標値との時間推移を示す図である。It is a figure which shows the time transition of the measurement data of a load cell, and the control target value. ロードセルの測定データと、制御目標値との時間推移を示す図である。It is a figure which shows the time transition of the measurement data of a load cell, and the control target value. 材料試験機の試験動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the test operation of the material tester. 材料試験機の試験動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the test operation of the material tester.

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、本実施形態の材料試験機１の構成を模式的に示す図である。
材料試験機１は、試験対象である試験片ＴＰに試験力Ｆを付与する試験機本体２と、試験機本体２の作動を制御する制御装置１００とを備える。試験力Ｆとは、試験機本体２により試験片ＴＰに付与される引張荷重や圧縮荷重等の負荷を意味する。本実施形態の材料試験機１は、材料試験として圧縮試験を実行する場合を例にして説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of the material testing machine 1 of the present embodiment.
The material testing machine 1 includes a testing machine main body 2 that applies a test force F to the test piece TP to be tested, and a control device 100 that controls the operation of the testing machine main body 2. The test force F means a load such as a tensile load or a compressive load applied to the test piece TP by the testing machine main body 2. The material testing machine 1 of the present embodiment will be described by taking a case where a compression test is executed as a material test as an example.

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ネジ棹８、９と、これらのネジ棹８、９に沿って移動可能なクロスヘッド１０と、クロスヘッド１０を移動させて試験片ＴＰに試験力Ｆを付与する負荷機構１２とを備える。 The testing machine main body 2 is movable along the table 6, a pair of screw rods 8 and 9 rotatably erected on the table 6 in a vertically oriented state, and these screw rods 8 and 9. A crosshead 10 and a load mechanism 12 for moving the crosshead 10 to apply a test force F to the test piece TP are provided.

一対のネジ棹８、９は、ボールネジから成り、クロスヘッド１０は、各ネジ棹８、９に対して図示を省略したナットを介して連結される。負荷機構１２は、各ネジ棹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とを備える。負荷機構１２は、ウォーム減速機１６、１７を介して、一対のネジ棹８、９にサーボモータ１８の回転を伝達し、ネジ棹８、９が同期して回転することにより、クロスヘッド１０がネジ棹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, and a servomotor 18 connected to the worm reducers 16 and 17. 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, so that the cross head 10 is moved. It goes up and down along the screw paddles 8 and 9.

また、負荷機構１２は、ロータリエンコーダ２０を備える。ロータリエンコーダ２０は、サーボモータ１８の回転に対応してパルス信号Ａ１を出力する。パルス信号Ａ１は制御装置１００に入力される。 Further, the load mechanism 12 includes a rotary encoder 20. The rotary encoder 20 outputs the pulse signal A1 in response to the rotation of the servomotor 18. The pulse signal A1 is input to the control device 100.

クロスヘッド１０には、固定具２１Ａを介して圧盤２１が付設され、テーブル６には、固定具２２Ａを介して支持台２２が付設される。試験機本体２は、圧縮試験において試験片ＴＰを圧縮する場合、制御装置１００の制御により、支持台２２に載置された試験片ＴＰに対してクロスヘッド１０を下降させ、圧盤２１と支持台２２とにより試験片ＴＰに試験力Ｆを付与する。 A pressure plate 21 is attached to the crosshead 10 via a fixture 21A, and a support base 22 is attached to the table 6 via a fixture 22A. When the test piece TP is compressed in the compression test, the tester main body 2 lowers the crosshead 10 with respect to the test piece TP mounted on the support base 22 under the control of the control device 100, and the pressure plate 21 and the support base 2 are used. 22 gives the test piece TP a test force F.

材料試験機１は、圧盤２１及び支持台２２に代えて、試験片ＴＰの上端部を把持する上つかみ具と下端部を把持する下つかみ具とを備え、これらつかみ具により試験片ＴＰを把持した状態で、試験片ＴＰに圧縮試験の試験力Ｆを与える構成でもよい。 The material testing machine 1 is provided with an upper gripping tool for gripping the upper end portion of the test piece TP and a lower gripping tool for gripping the lower end portion instead of the pressure plate 21 and the support base 22, and the test piece TP is gripped by these gripping tools. In this state, the test piece TP may be provided with the test force F for the compression test.

また、試験機本体２は、物理量を測定する複数の検出器を備える。本実施形態の試験機本体２は、試験片ＴＰに付与される試験力Ｆを測定するロードセル１４と、試験片ＴＰの縮みに相当する変位を測定する変位計３０とを検出器として備える。変位計３０は、本発明の「第１測定器」に対応し、ロードセル１４は、本発明の「第２測定器」に対応する。また、変位計３０が測定する試験片ＴＰの変位量は、本発明の「試験対象に生じる物理量」に対応する。また、ロードセル１４が測定する試験力Ｆは、本発明の「負荷機構に発生する負荷」に対応する。 Further, the testing machine main body 2 includes a plurality of detectors for measuring physical quantities. The tester main body 2 of the present embodiment includes a load cell 14 for measuring the test force F applied to the test piece TP and a displacement meter 30 for measuring the displacement corresponding to the contraction of the test piece TP as detectors. The displacement meter 30 corresponds to the "first measuring instrument" of the present invention, and the load cell 14 corresponds to the "second measuring instrument" of the present invention. Further, the displacement amount of the test piece TP measured by the displacement meter 30 corresponds to the "physical quantity generated in the test object" of the present invention. Further, the test force F measured by the load cell 14 corresponds to the "load generated in the load mechanism" of the present invention.

ロードセル１４は、試験片ＴＰに付与される試験力Ｆを測定する。ロードセル１４は、測定した試験力Ｆを示す測定信号Ａ２を制御装置１００に出力する。
変位計３０は、試験片ＴＰを把持し、試験片ＴＰと共に変位する上アーム３１及び下アーム３３と、上アーム３１及び下アーム３３の変位を検出する歪みゲージ３５とを備える。変位計３０は、試験片ＴＰにおける標点間の距離の変位を測定する。変位計３０は、例えば、ひずみ計測が可能な伸び計である。変位計３０は、測定した距離の変位量を示す測定信号Ａ３を出力する。変位計３０が出力した測定信号Ａ３は、制御装置１００に入力される。 The load cell 14 measures the test force F applied to the test piece TP. The load cell 14 outputs a measurement signal A2 indicating the measured test force F to the control device 100.
The displacement meter 30 includes an upper arm 31 and a lower arm 33 that grip the test piece TP and displace with the test piece TP, and a strain gauge 35 that detects the displacement of the upper arm 31 and the lower arm 33. The displacement meter 30 measures the displacement of the distance between the gauge points on the test piece TP. The displacement meter 30 is, for example, an extensometer capable of measuring strain. The displacement meter 30 outputs a measurement signal A3 indicating the amount of displacement of the measured distance. The measurement signal A3 output by the displacement meter 30 is input to the control device 100.

次に、制御装置１００について説明する。制御装置１００は、試験機本体２を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から入力される信号には、ロータリエンコーダ２０から出力されるパルス信号Ａ１や、ロードセル１４から出力される測定信号Ａ２、変位計３０から出力される測定信号Ａ３等が含まれる。 Next, the control device 100 will be described. The control device 100 is a device that 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 signal input from the testing machine main body 2 includes a pulse signal A1 output from the rotary encoder 20, a measurement signal A2 output from the load cell 14, a measurement signal A3 output from the displacement meter 30, and the like.

制御装置１００は、ロードアンプ１１１、ローパスフィルタ１１２、Ａ／Ｄ（Analog-to-digital）変換器１１３、ストレインアンプ１２１、Ａ／Ｄ変換器１２３、カウンタ回路１３１、サーボアンプ１３３、表示器１４１、操作部１４５及び制御部１５０を備える。ローパスフィルタ１１２を、以下ではＬＰＦ（Low-pass filter）１１２と略記する。 The control device 100 includes a load amplifier 111, a low-pass filter 112, an A / D (Analog-to-digital) converter 113, a strain amplifier 121, an A / D converter 123, a counter circuit 131, a servo amplifier 133, and a display 141. It includes an operation unit 145 and a control unit 150. The low-pass filter 112 will be abbreviated as LPF (Low-pass filter) 112 below.

ロードセル１４から出力された測定信号Ａ２は、ロードアンプ１１１に入力される。ロードアンプ１１１は、測定信号Ａ２を増幅してＬＰＦ１１２に出力する。ＬＰＦ１１２は、入力された測定信号Ａ２に含まれるノイズを低減するため、測定信号Ａ２にフィルタ処理を行う。ＬＰＦ１１２は、フィルタ処理した測定信号Ａ２をＡ／Ｄ変換器１１３に出力する。Ａ／Ｄ変換器１１３は、入力されたアナログの測定信号Ａ２にＡ／Ｄ変換を行い、デジタルの測定データに変換する。Ａ／Ｄ変換器１１３は、変換した測定データを制御部１５０に出力する。 The measurement signal A2 output from the load cell 14 is input to the load amplifier 111. The load amplifier 111 amplifies the measurement signal A2 and outputs it to the LPF 112. The LPF 112 filters the measurement signal A2 in order to reduce the noise contained in the input measurement signal A2. The LPF 112 outputs the filtered measurement signal A2 to the A / D converter 113. The A / D converter 113 performs A / D conversion on the input analog measurement signal A2 and converts it into digital measurement data. The A / D converter 113 outputs the converted measurement data to the control unit 150.

ストレインアンプ１２１は、変位計３０から出力される測定信号Ａ３を増幅し、増幅した測定信号Ａ３をＡ／Ｄ変換器１２３に出力する。Ａ／Ｄ変換器１２３は、入力されたアナログの測定信号Ａ３にＡ／Ｄ変換を行い、デジタルの測定データに変換する。Ａ／Ｄ変換器１１３は、変換した測定データを制御部１５０に出力する。 The strain amplifier 121 amplifies the measurement signal A3 output from the displacement meter 30, and outputs the amplified measurement signal A3 to the A / D converter 123. The A / D converter 123 performs A / D conversion on the input analog measurement signal A3 and converts it into digital measurement data. The A / D converter 113 outputs the converted measurement data to the control unit 150.

カウンタ回路１３１は、ロータリエンコーダ２０が出力するパルス信号Ａ１のパルス数を計数し、サーボモータ１８の回転量、すなわちサーボモータ１８の回転によって移動するクロスヘッド１０の移動量であるストローク値を示す測定データを制御部１５０に出力する。 The counter circuit 131 counts the number of pulses of the pulse signal A1 output by the rotary encoder 20, and measures the stroke value indicating the rotation amount of the servomotor 18, that is, the movement amount of the crosshead 10 moved by the rotation of the servomotor 18. The data is output to the control unit 150.

本実施形態では、負荷機構１２にロータリエンコーダ２０を搭載し、ロータリエンコーダ２０が出力するパルス信号Ａ１のパルス数を計数する構成であるが、ロータリエンコーダ２０に代えて、ネジ棹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、装着されたネジ棹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１３１に出力する。カウンタ回路１３１は、エンコーダが出力する信号のパルス数を計数し、ネジ棹の回転量、すなわちネジ棹の回転によって移動するクロスヘッド１０の移動量であるストローク値を示す信号を制御部１５０にデジタル信号で出力する。 In the present embodiment, the rotary encoder 20 is mounted on the load mechanism 12 and the number of pulses of the pulse signal A1 output by the rotary encoder 20 is counted. However, instead of the rotary encoder 20, at least the screw rods 8 and 9 are used. It may be configured to include an encoder mounted on one side. 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 131. The counter circuit 131 counts the number of pulses of the signal output by the encoder, and digitally outputs a signal indicating a stroke value indicating the rotation amount of the screw rod, that is, the movement amount of the cross head 10 moved by the rotation of the screw rod to the control unit 150. Output as a signal.

サーボアンプ１３３は、制御部１５０から供給される指令値に対応した電流をサーボモータ１８に供給する。サーボモータ１８は、サーボアンプ１３３から供給される電流により回転駆動される。 The servo amplifier 133 supplies the servomotor 18 with a current corresponding to the command value supplied from the control unit 150. The servomotor 18 is rotationally driven by the current supplied from the servo amplifier 133.

表示器１４１は、制御部１５０の制御により、ロードセル１４により測定された試験力Ｆの測定値や、変位計３０により測定された変位量の測定値を表示する。操作部１４５は、圧縮試験を含む材料試験条件の設定や各種設定パラメータの設定値、圧縮試験を含む材料試験の実行指示や中断指示等の操作を受け付ける。 The display 141 displays the measured value of the test force F measured by the load cell 14 and the measured value of the displacement amount measured by the displacement meter 30 under the control of the control unit 150. The operation unit 145 receives operations such as setting of material test conditions including compression test, setting values of various setting parameters, execution instruction and interruption instruction of material test including compression test.

次に、制御部１５０について説明する。
制御部１５０は、メモリ１６０及びプロセッサ１７０を備えるコンピュータ装置である。制御部１５０は、メモリ１６０及びプロセッサ１７０の他に、ＨＤＤやＳＳＤなどのストレージや、外部装置に接続可能なインターフェイス回路を備える。制御部１５０は、ＩＣチップやＬＳＩなどの集積回路といった１又は複数の回路により構成してもよい。 Next, the control unit 150 will be described.
The control unit 150 is a computer device including a memory 160 and a processor 170. In addition to the memory 160 and the processor 170, the control unit 150 includes storage such as an HDD and SSD, and an interface circuit that can be connected to an external device. The control unit 150 may be configured by one or a plurality of circuits such as an integrated circuit such as an IC chip or an LSI.

メモリ１６０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性のメモリデバイスと、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性のメモリデバイスとを備え、プロセッサ１７０が実行する制御プログラム１６３及び目標データ１６５を記憶する。
目標データ１６５は、圧縮試験を含む材料試験における物理量の目標値を示すデータである。物理量には、ロードセル１４により測定される試験力Ｆや、試験力Ｆの単位時間当たりの変化量を示す速度、変位計３０により測定される試験片ＴＰの変位量や、変位量の単位時間当たりの変化量を示す速度等が含まれる。 The memory 160 includes a non-volatile memory device such as a ROM (Read Only Memory) and a volatile memory device such as a RAM (Random Access Memory), and stores a control program 163 and target data 165 executed by the processor 170. To do.
The target data 165 is data indicating a target value of a physical quantity in a material test including a compression test. The physical quantity includes the test force F measured by the load cell 14, the speed indicating the amount of change in the test force F per unit time, the displacement amount of the test piece TP measured by the displacement meter 30, and the displacement amount per unit time. The speed indicating the amount of change in is included.

プロセッサ１７０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro-processing unit）等の演算装置であり、制御プログラム１６３を実行して制御装置１００の各部を制御する。制御部１５０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圧縮試験を実行する。 The processor 170 is an arithmetic unit such as a CPU (Central Processing Unit) or an MPU (Micro-processing unit), and executes a control program 163 to control each part of the control device 100. The control unit 150 feedback-controls the servomotor 18 as the load mechanism 12 of the testing machine main body 2 to execute the compression test.

制御部１５０は、指令値演算部１７５を備える。指令値演算部１７５は、サーボアンプ１３３に出力する指令値を演算する。指令値演算部１７５は、ロードセル１４により測定された試験力Ｆの測定値、又は変位計３０により測定された変位量の測定値と、制御目標値と、の偏差を減少させるサーボモータ１８の回転量を演算し、演算した回転量を示す指令値をサーボアンプ１３３に出力する。 The control unit 150 includes a command value calculation unit 175. The command value calculation unit 175 calculates a command value to be output to the servo amplifier 133. The command value calculation unit 175 rotates the servo motor 18 to reduce the deviation between the measured value of the test force F measured by the load cell 14 or the measured value of the displacement amount measured by the displacement meter 30 and the control target value. The amount is calculated, and a command value indicating the calculated rotation amount is output to the servo amplifier 133.

制御部１５０は、フィードバック制御を実行する。フィードバック制御は、ロードセル１４により測定された試験力Ｆの測定値、又は変位計３０により測定された変位量の測定値を、制御目標値に一致させる制御である。制御部１５０は、入力された試験力Ｆの測定値又は変位量の測定値と、制御目標値との偏差に基づいて指令値演算部１７５により指令値を演算し、演算した指令値をサーボアンプ１３３に出力してサーボモータ１８の回転量を制御する。サーボモータ１８の回転量が制御されることにより、試験片ＴＰに付与される試験力Ｆや変位量が制御される。制御目標値は、目標データ１６５に基づいて設定されるフィードバック制御の目標値である。
本実施形態では、ロードセル１４により測定された試験力Ｆの測定値を、制御目標値である試験力Ｆの目標値に一致させる場合を例にして説明する。 The control unit 150 executes feedback control. The feedback control is a control in which the measured value of the test force F measured by the load cell 14 or the measured value of the displacement amount measured by the displacement meter 30 matches the control target value. The control unit 150 calculates the command value by the command value calculation unit 175 based on the deviation between the input measured value of the test force F or the measured value of the displacement amount and the control target value, and the calculated command value is the servo amplifier. Output to 133 to control the amount of rotation of the servomotor 18. By controlling the rotation amount of the servomotor 18, the test force F and the displacement amount applied to the test piece TP are controlled. The control target value is a feedback control target value set based on the target data 165.
In the present embodiment, a case where the measured value of the test force F measured by the load cell 14 matches the target value of the test force F, which is the control target value, will be described as an example.

制御部１５０は、試験力Ｆを、予め設定された設定値である保持目標値に到達させるフィードバック制御と、保持目標値に到達した試験力Ｆを維持するフィードバック制御とを実行する。試験力Ｆを、予め設定された設定値である保持目標値に到達させるフィードバック制御は、第１フィードバック制御、第２フィードバック制御及び第３フィードバック制御の３つを有する。また、保持目標値に到達した試験力Ｆを維持するフィードバック制御を第４フィードバック制御という。 The control unit 150 executes feedback control for causing the test force F to reach the holding target value, which is a preset set value, and feedback control for maintaining the test force F having reached the holding target value. The feedback control that causes the test force F to reach the holding target value, which is a preset set value, has three types: a first feedback control, a second feedback control, and a third feedback control. Further, the feedback control for maintaining the test force F that has reached the holding target value is called the fourth feedback control.

制御部１５０は、操作部１４５により受け付けた操作により、試験力Ｆを、予め設定された設定値である保持目標値に到達させるフィードバック制御として、第１フィードバック制御、第２フィードバック制御及び第３フィードバック制御のいずれか１つを選択し、選択したフィードバック制御を実行する。選択したフィードバック制御の終了後、制御部１５０は、第４フィードバック制御を実行する。本実施形態では、第１フィードバック制御、第２フィードバック制御及び第３フィードバック制御のいずれかの実行後、第４フィードバック制御を実行する場合について説明するが、試験条件の設定によっては、第４フィードバック制を行なわなくてもよい。例えば、第１フィードバック制御、第２フィードバック制御及び第３フィードバック制御のいずれかの制御の終了により材料試験を終了させてもよいし、第１フィードバック制〜第３フィードバック制のいずれかを終了後、別の値に設定された保持目標値となるように第１フィードバック制御、第２フィードバック制御及び第３フィードバック制御のいずれかを実行してもよい。 The control unit 150 performs a first feedback control, a second feedback control, and a third feedback as feedback control for causing the test force F to reach the holding target value which is a preset set value by the operation received by the operation unit 145. Select any one of the controls and perform the selected feedback control. After the selected feedback control is completed, the control unit 150 executes the fourth feedback control. In the present embodiment, a case where the fourth feedback control is executed after the execution of any one of the first feedback control, the second feedback control, and the third feedback control will be described, but depending on the setting of the test conditions, the fourth feedback system is used. You do not have to do. For example, the material test may be terminated by the termination of any of the first feedback control, the second feedback control, and the third feedback control, or after the termination of any of the first feedback system to the third feedback system, Either the first feedback control, the second feedback control, or the third feedback control may be executed so as to obtain the holding target value set to another value.

図２は、制御部１５０が第１フィードバック制御を実行した場合の試験力Ｆの測定値と、制御目標値との時間推移を示す図である。図２に示す破線が試験力Ｆの測定値を示し、図２に示す実線が制御目標値を示す。また、図２に示す一点鎖線は、試験力Ｆの測定値であって、ＬＰＦ１１２によるフィルタ処理を行なわなかった場合のノイズを含む測定値の時間推移を示す。第１フィードバック制御を実行する場合の制御部１５０の制御状態は、２つに区分けされる。区分けされた２つの区間の前半の区間を第１区間といい、後半の区間を第２区間という。 FIG. 2 is a diagram showing a time transition between the measured value of the test force F and the control target value when the control unit 150 executes the first feedback control. The broken line shown in FIG. 2 shows the measured value of the test force F, and the solid line shown in FIG. 2 shows the control target value. Further, the alternate long and short dash line shown in FIG. 2 is a measured value of the test force F, and shows the time transition of the measured value including noise when the filter processing by the LPF 112 is not performed. The control state of the control unit 150 when the first feedback control is executed is divided into two. The first half of the two divided sections is called the first section, and the second half is called the second section.

第１区間は、試験片ＴＰに付与する試験力Ｆの単位時間当たりの変化量である速度が一定となるように制御する区間である。制御部１５０は、第１区間では、試験力Ｆの測定値と、制御目標値との偏差に基づいてサーボモータ１８の回転量を演算し、演算した回転量を示す指令値をサーボアンプ１３３に出力する。また、制御部１５０は、目標データ１６５に基づいて制御目標値を更新していく。第１フィードバック制御を実行する場合、目標データ１６５は、試験力Ｆが一定の割合で増加するように制御目標値が設定されている。目標データ１６５に基づいて制御目標値が更新されることで、試験片ＴＰに付与される試験力Ｆの速度が一定に制御される。 The first section is a section in which the speed, which is the amount of change in the test force F applied to the test piece TP per unit time, is controlled to be constant. In the first section, the control unit 150 calculates the rotation amount of the servomotor 18 based on the deviation between the measured value of the test force F and the control target value, and sends a command value indicating the calculated rotation amount to the servo amplifier 133. Output. Further, the control unit 150 updates the control target value based on the target data 165. When the first feedback control is executed, the target data 165 is set with a control target value so that the test force F increases at a constant rate. By updating the control target value based on the target data 165, the speed of the test force F applied to the test piece TP is controlled to be constant.

また、制御部１５０は、制御状態を変更して、第１区間から第２区間に切り替えるタイミングを判定する。制御部１５０は、制御目標値と、第１しきい値とを比較して、第１区間を終了させるタイミングを判定する。第１しきい値は、本発明の「加算値」に対応する。第１しきい値は、保持目標値に、フィードバック制御の制御遅延に対応した試験力Ｆの増加分を加算した値に設定されている。保持目標値は、材料試験機１の使用者により事前に設定される目標値であり、本発明の「設定値」に対応する。 Further, the control unit 150 changes the control state and determines the timing of switching from the first section to the second section. The control unit 150 compares the control target value with the first threshold value and determines the timing for ending the first section. The first threshold value corresponds to the "additional value" of the present invention. The first threshold value is set to a value obtained by adding the increase in the test force F corresponding to the control delay of the feedback control to the holding target value. The holding target value is a target value set in advance by the user of the material testing machine 1, and corresponds to the “set value” of the present invention.

フィードバック制御の制御遅延には、クロスヘッド１０の移動による遅延や、ＬＰＦ１１２のフィルタ処理による遅延が含まれる。制御部１５０が指令値をサーボアンプ１３３に出力してからクロスヘッド１０が目的の位置まで動くには遅延が発生する。また、ロードセル１４により測定された測定信号Ａ２は、ＬＰＦ１１２によりノイズ成分が除去される。ＬＰＦ１１２のフィルタ処理によって制御部１５０に測定データが入力されるタイミングには遅延が生じる。第１しきい値は、保持目標値に、フィードバック制御の制御遅延に対応した試験力Ｆの増加分を加算した値に設定されている。制御遅延に対応した試験力Ｆの増加分を、以下では、制御遅延による試験力Ｆの偏差という。 The control delay of the feedback control includes a delay due to the movement of the crosshead 10 and a delay due to the filtering process of the LPF 112. After the control unit 150 outputs the command value to the servo amplifier 133, there is a delay in moving the crosshead 10 to the target position. Further, the noise component of the measurement signal A2 measured by the load cell 14 is removed by the LPF 112. Due to the filtering process of the LPF 112, there is a delay in the timing at which the measurement data is input to the control unit 150. The first threshold value is set to a value obtained by adding the increase in the test force F corresponding to the control delay of the feedback control to the holding target value. The amount of increase in the test force F corresponding to the control delay is hereinafter referred to as a deviation of the test force F due to the control delay.

また、第４フィードバック制御として試験片ＴＰに付与される試験力Ｆを一定に保持する制御を実行する場合、フィードバック制御の制御遅延による試験力Ｆの偏差は、以下の値となる。
制御遅延による試験力Ｆの偏差＝制御目標値−ノイズ成分を含む試験力Ｆの測定値 Further, when the control for keeping the test force F applied to the test piece TP constant is executed as the fourth feedback control, the deviation of the test force F due to the control delay of the feedback control becomes the following value.
Deviation of test force F due to control delay = control target value-measured value of test force F including noise component

また、第４フィードバック制御として試験片ＴＰの伸び（変位量）を一定に保持する制御を実行する場合、フィードバック制御の制御遅延による試験力Ｆの偏差は、以下の値となる。
制御遅延による試験力Ｆの偏差（伸び）＝制御遅延時間×伸びの増加速度
制御遅延時間＝制御遅延による試験力Ｆの偏差／試験力Ｆの増加速度
試験力の増加速度とは、第１区間において、一定の割合で増加させる試験力Ｆの増加速度である。伸びの増加速度とは、第１区間において、試験力Fを一定の割合で増加させているときの伸びの増加速度である。 Further, when the control for keeping the elongation (displacement amount) of the test piece TP constant is executed as the fourth feedback control, the deviation of the test force F due to the control delay of the feedback control becomes the following value.
Deviation (elongation) of test force F due to control delay = control delay time x increase rate of elongation Control delay time = deviation of test force F due to control delay / increase rate of test force F The increase rate of test force is the first section. Is the rate of increase of the test force F, which is increased at a constant rate. The rate of increase in elongation is the rate of increase in elongation when the test force F is increased at a constant rate in the first section.

第１フィードバック制御の実行中に試験片ＴＰの伸びについて制御目標値を作成することはできないため、まず、制御遅延による試験力Ｆの偏差と、試験力Ｆの増加速度とに基づいて、制御遅延時間を算出し、算出した制御遅延時間に伸びの増加速度を掛けて、制御遅延による伸びの偏差を求める。 Since it is not possible to create a control target value for the elongation of the test piece TP during the execution of the first feedback control, first, the control delay is based on the deviation of the test force F due to the control delay and the rate of increase of the test force F. The time is calculated, and the calculated control delay time is multiplied by the growth rate to obtain the deviation of the growth due to the control delay.

制御部１５０は、制御目標値が、第１しきい値よりも小さい場合、第１フィードバック制御を継続させる。また、制御部１５０は、制御目標値が、第１しきい値以上の場合、第１フィードバック制御の第１区間を終了させ、図２に示す第２区間に移行する。 The control unit 150 continues the first feedback control when the control target value is smaller than the first threshold value. When the control target value is equal to or higher than the first threshold value, the control unit 150 ends the first section of the first feedback control and shifts to the second section shown in FIG.

制御部１５０は、第２区間では、制御目標値に保持目標値を設定する。第２区間は、ロードセル１４により測定される試験力Ｆの測定値が、保持目標値に近づくまで待機する待機期間である。制御部１５０は、第２区間では、制御目標値を保持目標値に固定する。制御部１５０は、試験力Ｆの測定値と、保持目標値との偏差を減少させるサーボモータ１８の回転量を演算し、演算した回転量を示す指令値をサーボアンプ１３３に出力する。 In the second section, the control unit 150 sets the holding target value as the control target value. The second section is a waiting period in which the measured value of the test force F measured by the load cell 14 waits until it approaches the holding target value. In the second section, the control unit 150 fixes the control target value to the holding target value. The control unit 150 calculates the amount of rotation of the servomotor 18 that reduces the deviation between the measured value of the test force F and the holding target value, and outputs a command value indicating the calculated amount of rotation to the servo amplifier 133.

制御部１５０は、制御目標値である保持目標値と、測定値と差が、第２しきい値以下になると、第１フィードバック制御を終了して第４フィードバック制御を開始する。本実施形態では、第４フィードバック制御として、試験力Ｆを一定に維持する制御を実行する場合について説明する。第４フィードバック制御は、このような制御に限定されるものではない。 When the difference between the holding target value, which is the control target value, and the measured value becomes equal to or less than the second threshold value, the control unit 150 ends the first feedback control and starts the fourth feedback control. In the present embodiment, a case where a control for maintaining the test force F at a constant level is executed as the fourth feedback control will be described. The fourth feedback control is not limited to such control.

制御部１５０は、ロードセル１４により測定された試験力Ｆと、目標データ１６５により設定した制御目標値との偏差を減少させるサーボモータ１８の回転量を演算し、演算した回転量を示す指令値をサーボアンプ１３３に出力する。制御目標値として、一定の試験力Ｆを設定することで、試験片ＴＰに付与される試験力Ｆが一定になるように制御される。 The control unit 150 calculates the rotation amount of the servomotor 18 that reduces the deviation between the test force F measured by the load cell 14 and the control target value set by the target data 165, and outputs a command value indicating the calculated rotation amount. Output to the servo amplifier 133. By setting a constant test force F as the control target value, the test force F applied to the test piece TP is controlled to be constant.

図３は、制御部１５０が第２フィードバック制御と、第４フィードバック制御とを実行した場合のロードセル１４の測定データと、制御目標値との時間推移を示す図である。図３に示す破線が試験力Ｆの測定値を示し、図３に示す実線が制御目標値を示す。
制御部１５０は、第２フィードバック制御を実行する場合、第１フィードバック制御と同様に、試験片ＴＰに付与する試験力Ｆの速度が一定となるように制御する。具体的には、制御部１５０は、試験力Ｆの測定値と、制御目標値との偏差を減少させるサーボモータ１８の回転量を演算し、演算した回転量を示す指令値をサーボアンプ１３３に出力する。第２モードを実行する場合も、目標データ１６５として、試験力Ｆの単位時間当たりの変化量が一定となるように制御目標値が設定されている。 FIG. 3 is a diagram showing a time transition between the measurement data of the load cell 14 and the control target value when the control unit 150 executes the second feedback control and the fourth feedback control. The broken line shown in FIG. 3 shows the measured value of the test force F, and the solid line shown in FIG. 3 shows the control target value.
When the second feedback control is executed, the control unit 150 controls so that the speed of the test force F applied to the test piece TP becomes constant, similarly to the first feedback control. Specifically, the control unit 150 calculates the rotation amount of the servomotor 18 that reduces the deviation between the measured value of the test force F and the control target value, and sends a command value indicating the calculated rotation amount to the servo amplifier 133. Output. Even when the second mode is executed, the control target value is set as the target data 165 so that the amount of change in the test force F per unit time is constant.

第１フィードバック制御と第２フィードバック制御とは、次の制御への移行タイミングが異なる。制御部１５０は、第２フィードバック制御を実行する場合、目標データ１６５に基づいて設定する制御目標値が、保持目標値以上になった場合に、第２フィードバック制御を終了させる。 The transition timing to the next control is different between the first feedback control and the second feedback control. When the second feedback control is executed, the control unit 150 ends the second feedback control when the control target value set based on the target data 165 becomes equal to or more than the holding target value.

図４は、制御部１５０が、第３フィードバック制御と第４フィードバック制御とを実行した場合の試験力Ｆの測定値と、制御目標値との時間推移を示す図である。図４に示す破線が試験力Ｆの測定値を示し、図４に示す実線が制御目標値を示す。
制御部１５０は、第３フィードバック制御を実行する場合、上述した第１フィードバック制御と同様に、試験片ＴＰに付与する試験力Ｆの速度が一定となるように制御する。制御部１５０は、第３フィードバック制御を実行する場合も、試験力Ｆの測定値と、制御目標値との偏差を減少させるサーボモータ１８の回転量を演算し、演算した回転量を示す指令値をサーボアンプ１３３に出力する。 FIG. 4 is a diagram showing a time transition between the measured value of the test force F and the control target value when the control unit 150 executes the third feedback control and the fourth feedback control. The broken line shown in FIG. 4 indicates the measured value of the test force F, and the solid line shown in FIG. 4 indicates the control target value.
When the third feedback control is executed, the control unit 150 controls so that the speed of the test force F applied to the test piece TP becomes constant, similarly to the first feedback control described above. The control unit 150 also calculates the rotation amount of the servomotor 18 that reduces the deviation between the measured value of the test force F and the control target value even when the third feedback control is executed, and the command value indicating the calculated rotation amount. Is output to the servo amplifier 133.

第１フィードバック制御と第３フィードバック制御とは、次の制御への移行タイミングが異なる。制御部１５０は、第３フィードバック制御を実行する場合、試験力Fの測定値が、保持目標値以上になった場合に、第３フィードバック制御を終了させる。 The first feedback control and the third feedback control differ in the transition timing to the next control. When executing the third feedback control, the control unit 150 terminates the third feedback control when the measured value of the test force F becomes equal to or greater than the holding target value.

次に、材料試験機１の動作について説明する。
図５及び図６は、材料試験機１の動作を示すフローチャートである。
制御部１５０は、まず、圧縮試験を開始するか否かを判別する（ステップＳ１）。制御部１５０は、操作部１４５により圧縮試験の実行を指示する操作を受け付けた場合に、圧縮試験を開始する（ステップＳ１）。 Next, the operation of the material testing machine 1 will be described.
5 and 6 are flowcharts showing the operation of the material testing machine 1.
The control unit 150 first determines whether or not to start the compression test (step S1). The control unit 150 starts the compression test when the operation unit 145 receives an operation instructing the execution of the compression test (step S1).

次に、制御部１５０は、フィードバック制御の選択操作を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ２）。使用者は、操作部１４５を操作して、第１フィードバック制御、第２フィードバック制御及び第３フィードバック制御のいずれかを選択する操作を入力する。制御部１５０は、操作を受け付けていない場合（ステップＳ２／ＮＯ）、操作を受け付けるまで待機する。また、制御部１５０は、操作を受け付けた場合（ステップＳ２／ＹＥＳ）、受け付けた操作が第１フィードバック制御を選択する操作であるか否かを判定する（ステップＳ３）。 Next, the control unit 150 determines whether or not the feedback control selection operation has been accepted (step S2). The user operates the operation unit 145 to input an operation for selecting one of the first feedback control, the second feedback control, and the third feedback control. When the control unit 150 does not accept the operation (step S2 / NO), the control unit 150 waits until the operation is accepted. Further, when the operation is accepted (step S2 / YES), the control unit 150 determines whether or not the accepted operation is an operation for selecting the first feedback control (step S3).

制御部１５０は、受け付けた操作が第１フィードバック制御を選択する操作である場合（ステップＳ３／ＹＥＳ）、第１フィードバック制御を開始し、試験片ＴＰに試験力Ｆを付与する（ステップＳ４）。制御部１５０は、ロードセル１４により測定された試験力Ｆの測定値と、制御目標値との偏差を減少させるサーボモータ１８の回転量を演算し、演算した回転量を示す指令値をサーボアンプ１３３に出力する。これにより、サーボモータ１８が回転駆動されてクロスヘッド１０の位置が移動し、試験片ＴＰに試験力Ｆが付与される。 When the received operation is an operation for selecting the first feedback control (step S3 / YES), the control unit 150 starts the first feedback control and applies the test force F to the test piece TP (step S4). The control unit 150 calculates the rotation amount of the servomotor 18 for reducing the deviation between the measured value of the test force F measured by the load cell 14 and the control target value, and sets a command value indicating the calculated rotation amount as the servo amplifier 133. Output to. As a result, the servomotor 18 is rotationally driven to move the position of the crosshead 10, and a test force F is applied to the test piece TP.

次に、制御部１５０は、ロードセル１４に試験力Ｆを測定させる（ステップＳ５）。ロードセル１４は、試験片ＴＰに付与された試験力Ｆを測定し、測定結果を示す測定信号Ａ２を出力する。測定信号Ａ２は、ロードアンプ１１１、ＬＰＦ１１２及びＡ／Ｄ変換器１１３により処理され、測定データとして制御部１５０に入力される。ステップＳ５は、本発明の「測定ステップ」に対応する。 Next, the control unit 150 causes the load cell 14 to measure the test force F (step S5). The load cell 14 measures the test force F applied to the test piece TP and outputs a measurement signal A2 indicating the measurement result. The measurement signal A2 is processed by the load amplifier 111, the LPF 112 and the A / D converter 113, and is input to the control unit 150 as measurement data. Step S5 corresponds to the "measurement step" of the present invention.

次に、制御部１５０は、目標データ１６５に基づいて制御目標値を設定する（ステップＳ６）。制御部１５０は、設定した制御目標値が、第１しきい値以上であるか否かを判定する（ステップＳ７）。第１しきい値は、保持目標値に、フィードバック制御の制御遅延に対応した試験力Ｆの増加分を加算した値である。 Next, the control unit 150 sets the control target value based on the target data 165 (step S6). The control unit 150 determines whether or not the set control target value is equal to or higher than the first threshold value (step S7). The first threshold value is a value obtained by adding the increase in the test force F corresponding to the control delay of the feedback control to the holding target value.

制御部１５０は、制御目標値が第１しきい値よりも小さい場合（ステップＳ７／ＮＯ）、ステップＳ５で測定された試験力Ｆの測定値と、制御目標値との偏差を減少させるサーボモータ１８の回転量に対応する指令値を演算し（ステップＳ８）、演算した指令値をサーボアンプ１３３に出力する。サーボアンプ１３３は、制御部１５０から入力される指令値に対応した電流をサーボモータ１８に供給してサーボモータ１８を回転駆動する（ステップＳ９）。ステップＳ７、Ｓ８及びＳ９は、本発明の「制御ステップ」に対応する。 When the control target value is smaller than the first threshold value (step S7 / NO), the control unit 150 is a servomotor that reduces the deviation between the measured value of the test force F measured in step S5 and the control target value. The command value corresponding to the rotation amount of 18 is calculated (step S8), and the calculated command value is output to the servo amplifier 133. The servo amplifier 133 supplies a current corresponding to the command value input from the control unit 150 to the servomotor 18 to rotate and drive the servomotor 18 (step S9). Steps S7, S8 and S9 correspond to the "control steps" of the present invention.

次に、制御部１５０は、ロードセル１４により試験力Ｆを再度測定させ（ステップＳ５）、目標データ１６５に基づいて制御目標値を再度設定する（ステップＳ６）。制御部１５０は、制御目標値が第１しきい値よりも小さい場合（ステップＳ７／ＮＯ）、ステップＳ８、Ｓ９、Ｓ５及びＳ６の処理を再度、繰り返す。 Next, the control unit 150 causes the load cell 14 to measure the test force F again (step S5), and sets the control target value again based on the target data 165 (step S6). When the control target value is smaller than the first threshold value (step S7 / NO), the control unit 150 repeats the processes of steps S8, S9, S5, and S6 again.

また、制御部１５０は、制御目標値が第１しきい値以上である場合（ステップＳ７／ＹＥＳ）、第１フィードバック制御を終了させ（ステップＳ１０）、制御目標値として保持目標値を設定する（ステップＳ１１）。制御部１５０は、試験力Ｆの測定値と、保持目標値との偏差を減少させるサーボモータ１８の回転量に対応する指令値を演算し（ステップＳ１２）、演算した指令値をサーボアンプ１３３に出力する。サーボアンプ１３３は、制御部１５０から入力される指令値に対応した電流をサーボモータ１８に供給してサーボモータ１８を回転駆動する（ステップＳ１３）。 Further, when the control target value is equal to or higher than the first threshold value (step S7 / YES), the control unit 150 ends the first feedback control (step S10) and sets the holding target value as the control target value (step S7 / YES). Step S11). The control unit 150 calculates a command value corresponding to the rotation amount of the servomotor 18 that reduces the deviation between the measured value of the test force F and the holding target value (step S12), and transfers the calculated command value to the servo amplifier 133. Output. The servo amplifier 133 supplies the current corresponding to the command value input from the control unit 150 to the servomotor 18 to rotate and drive the servomotor 18 (step S13).

次に、制御部１５０は、ロードセル１４に試験力Ｆを測定させる（ステップＳ１４）。制御部１５０は、ロードセル１４から入力される試験力Ｆの測定値と、保持目標値との偏差を算出し、算出した偏差が第２しきい値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１５）。制御部１５０は、算出した偏差が第２しきい値よりも大きい場合（ステップＳ１５／ＮＯ）、所定時間経過後に試験力Ｆの測定を再度行い（ステップＳ１４）、ステップＳ１５の判定を再度行なう。また、制御部１５０は、算出した差分が第２しきい値以下である場合（ステップＳ１５／ＹＥＳ）、第４フィードバック制御を実行する（ステップＳ１６）。 Next, the control unit 150 causes the load cell 14 to measure the test force F (step S14). The control unit 150 calculates the deviation between the measured value of the test force F input from the load cell 14 and the holding target value, and determines whether or not the calculated deviation is equal to or less than the second threshold value (step S15). ). When the calculated deviation is larger than the second threshold value (step S15 / NO), the control unit 150 measures the test force F again after the elapse of a predetermined time (step S14), and determines the step S15 again. Further, when the calculated difference is equal to or less than the second threshold value (step S15 / YES), the control unit 150 executes the fourth feedback control (step S16).

次に、Ｓ２で受け付けた操作により選択されたフィードバック制御が、第１フィードバック制御ではなかった場合の材料試験機１の動作を、図６に示すフローチャートを参照しながら説明する。
制御部１５０は、ステップＳ３の判定が否定判定である場合、Ｓ２で受け付けた操作により選択されたフィードバック制御が第２フィードバック制御であるか否かを判定する（ステップＳ１７）。制御部１５０は、フィードバック制御として第２フィードバック制御が選択された場合（ステップＳ１７／ＹＥＳ）、第２フィードバック制御を開始する（ステップＳ１８）。 Next, the operation of the material testing machine 1 when the feedback control selected by the operation received in S2 is not the first feedback control will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
When the determination in step S3 is a negative determination, the control unit 150 determines whether or not the feedback control selected by the operation received in S2 is the second feedback control (step S17). When the second feedback control is selected as the feedback control (step S17 / YES), the control unit 150 starts the second feedback control (step S18).

制御部１５０は、ロードセル１４により測定された試験力Ｆの測定値と、制御目標値との偏差を減少させるサーボモータ１８の回転量を演算し、演算した回転量を示す指令値をサーボアンプ１３３に出力する。これにより、サーボモータ１８が回転駆動され、クロスヘッド１０の位置が移動して、試験片ＴＰに試験力Ｆが付与される。 The control unit 150 calculates the rotation amount of the servomotor 18 for reducing the deviation between the measured value of the test force F measured by the load cell 14 and the control target value, and sets a command value indicating the calculated rotation amount as the servo amplifier 133. Output to. As a result, the servomotor 18 is rotationally driven, the position of the crosshead 10 is moved, and the test force F is applied to the test piece TP.

次に、制御部１５０は、ロードセル１４に試験力Ｆの測定を実行させる（ステップＳ１９）。次に、制御部１５０は、目標データ１６５に基づいて制御目標値を設定する（ステップＳ２０）。そして、制御部１５０は、設定した制御目標値が、保持目標値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２１）。 Next, the control unit 150 causes the load cell 14 to measure the test force F (step S19). Next, the control unit 150 sets the control target value based on the target data 165 (step S20). Then, the control unit 150 determines whether or not the set control target value is equal to or greater than the holding target value (step S21).

制御部１５０は、制御目標値が保持目標値よりも小さい場合（ステップＳ２１／ＮＯ）、ステップＳ１９で測定された試験力Ｆの測定値と、制御目標値との偏差を減少させるサーボモータ１８の回転量に対応する指令値を演算し（ステップＳ２２）、演算した指令値をサーボアンプ１３３に出力する。サーボアンプ１３３は、制御部１５０から入力される指令値に対応した電流をサーボモータ１８に供給してサーボモータ１８を回転駆動する（ステップＳ２３）。 When the control target value is smaller than the holding target value (step S21 / NO), the control unit 150 of the servomotor 18 reduces the deviation between the measured value of the test force F measured in step S19 and the control target value. The command value corresponding to the amount of rotation is calculated (step S22), and the calculated command value is output to the servo amplifier 133. The servo amplifier 133 supplies the current corresponding to the command value input from the control unit 150 to the servomotor 18 to rotate and drive the servomotor 18 (step S23).

次に、制御部１５０は、ロードセル１４により試験力Ｆを再度測定させ（ステップＳ１９）、目標データ１６５に基づいて制御目標値を再度設定する（ステップＳ２０）。制御部１５０は、制御目標値が保持目標値よりも小さい場合（ステップＳ２１／ＮＯ）、ステップＳ２２、Ｓ２３、Ｓ１９及びＳ２０の処理を再度、繰り返す。 Next, the control unit 150 causes the load cell 14 to measure the test force F again (step S19), and sets the control target value again based on the target data 165 (step S20). When the control target value is smaller than the holding target value (step S21 / NO), the control unit 150 repeats the processes of steps S22, S23, S19, and S20 again.

また、制御部１５０は、設定した制御目標値が保持目標値以上である場合（ステップＳ２１／ＹＥＳ）、第２フィードバック制御を終了し（ステップＳ２４）、第４フィードバック制御を開始する（ステップＳ２５）。制御部１５０は、制御目標値として保持目標値を設定し、試験力Ｆの測定値を保持目標値に一致させる第４フィードバック制御を実行する。制御部１５０は、第４フィードバック制御の終了により、この処理フローを終了さる。 Further, when the set control target value is equal to or higher than the holding target value (step S21 / YES), the control unit 150 ends the second feedback control (step S24) and starts the fourth feedback control (step S25). .. The control unit 150 sets a holding target value as a control target value, and executes a fourth feedback control for matching the measured value of the test force F with the holding target value. The control unit 150 ends this processing flow when the fourth feedback control ends.

また、制御部１５０は、ステップＳ１７の判定が否定判定である場合、第３フィードバック制御を開始する（ステップＳ２６）。制御部１５０は、試験力Ｆの測定値と、制御目標値との偏差を減少させるサーボモータ１８の回転量を演算し、演算した回転量を示す指令値をサーボアンプ１３３に出力する。これにより、サーボモータ１８が回転駆動され、クロスヘッド１０の位置が移動して、試験片ＴＰに試験力Ｆが付与される。 Further, the control unit 150 starts the third feedback control when the determination in step S17 is a negative determination (step S26). The control unit 150 calculates the amount of rotation of the servomotor 18 that reduces the deviation between the measured value of the test force F and the control target value, and outputs a command value indicating the calculated amount of rotation to the servo amplifier 133. As a result, the servomotor 18 is rotationally driven, the position of the crosshead 10 is moved, and the test force F is applied to the test piece TP.

次に、制御部１５０は、ロードセル１４に試験力Ｆの測定を実行させる（ステップＳ２７）。次に、制御部１５０は、測定された試験力Ｆの測定値が保持目標値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２８）。制御部１５０は、試験力Ｆの測定値が保持目標値よりも小さい場合（ステップＳ２８／ＮＯ）、目標データ１６５に基づいて制御目標値を更新し（ステップＳ２９）、試験力Ｆの測定値と、更新した制御目標値との偏差を減少させるサーボモータ１８の回転量に対応する指令値を演算する（ステップＳ３０）。そして、制御部１５０は、演算した指令値をサーボアンプ１３３に出力する。サーボアンプ１３３は、制御部１５０から入力される指令値に対応した電流をサーボモータ１８に供給してサーボモータ１８を回転駆動する（ステップＳ３１）。 Next, the control unit 150 causes the load cell 14 to measure the test force F (step S27). Next, the control unit 150 determines whether or not the measured value of the measured test force F is equal to or greater than the holding target value (step S28). When the measured value of the test force F is smaller than the holding target value (step S28 / NO), the control unit 150 updates the control target value based on the target data 165 (step S29), and sets the measured value of the test force F. , The command value corresponding to the rotation amount of the servomotor 18 for reducing the deviation from the updated control target value is calculated (step S30). Then, the control unit 150 outputs the calculated command value to the servo amplifier 133. The servo amplifier 133 supplies the current corresponding to the command value input from the control unit 150 to the servomotor 18 to rotate and drive the servomotor 18 (step S31).

次に、制御部１５０は、ロードセル１４により試験力Ｆを再度測定させ（ステップＳ２７）、測定された試験力Ｆの測定値が保持目標値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２８）。制御部１５０は、試験力Ｆの測定値が保持目標値よりも小さい場合（ステップＳ２８／ＮＯ）、ステップＳ２９、Ｓ３０、Ｓ３１及びＳ２７の処理を再度、繰り返す。 Next, the control unit 150 causes the load cell 14 to measure the test force F again (step S27), and determines whether or not the measured value of the measured test force F is equal to or greater than the holding target value (step S28). When the measured value of the test force F is smaller than the holding target value (step S28 / NO), the control unit 150 repeats the processes of steps S29, S30, S31 and S27 again.

また、制御部１５０は、測定された試験力Ｆの測定値が保持目標値以上である場合（ステップＳ２８／ＹＥＳ）、第３フィードバック制御を終了して（ステップＳ３２）、第４フィードバック制御を開始する（ステップＳ３３）。制御部１５０は、制御目標値として保持目標値を設定し、試験力Ｆの測定値を保持目標値に一致させる第４フィードバック制御を実行する。制御部１５０は、第４フィードバック制御の終了により、この処理フローを終了さる。 Further, when the measured value of the measured test force F is equal to or higher than the holding target value (step S28 / YES), the control unit 150 ends the third feedback control (step S32) and starts the fourth feedback control. (Step S33). The control unit 150 sets a holding target value as a control target value, and executes a fourth feedback control for matching the measured value of the test force F with the holding target value. The control unit 150 ends this processing flow when the fourth feedback control ends.

以上説明したように、材料試験機１は、負荷機構１２、ロードセル１４及び制御部１５０を備える。負荷機構１２は、試験片ＴＰに試験力Ｆを付与する。ロードセル１４は、負荷機構１２に生じる試験力Ｆを測定する。制御部１５０は、ロードセル１４により測定された試験力Ｆの測定値と、試験力Ｆの目標値との偏差に基づいて負荷機構１２を制御する第１フィードバック制御を実行する。また、制御部１５０は、試験力Ｆの測定値に基づいて設定する試験力Ｆの目標値が、予め設定された保持目標値に、フィードバック制御の制御遅延に対応して増加する試験力Ｆの測定値の増加分を加算した加算値と一致した場合に、試験力Ｆの目標値を保持目標値に固定する。 As described above, the material testing machine 1 includes a load mechanism 12, a load cell 14, and a control unit 150. The load mechanism 12 applies a test force F to the test piece TP. The load cell 14 measures the test force F generated in the load mechanism 12. The control unit 150 executes the first feedback control that controls the load mechanism 12 based on the deviation between the measured value of the test force F measured by the load cell 14 and the target value of the test force F. Further, the control unit 150 increases the target value of the test force F, which is set based on the measured value of the test force F, to the preset holding target value in response to the control delay of the feedback control. When it matches the added value obtained by adding the increased amount of the measured value, the target value of the test force F is fixed to the holding target value.

これにより、試験力Ｆの目標値が、予め設定された保持目標値に、フィードバック制御の制御遅延に対応して増加する第１測定値の増加分を加算した加算値と一致した場合に、試験力Ｆの目標値が保持目標値に固定される。このため、試験力Ｆの測定値が保持目標値を超える前に、試験力Ｆの目標値が保持目標値に固定され、試験片ＴＰに付与される試験力Ｆが保持目標値よりも大きくなることを抑制することができる。従って、オーバーシュートの発生を抑制し、負荷機構を精度良くフィードバック制御できる。 As a result, the test is performed when the target value of the test force F matches the addition value obtained by adding the increase of the first measured value that increases in response to the control delay of the feedback control to the preset holding target value. The target value of the force F is fixed to the holding target value. Therefore, before the measured value of the test force F exceeds the holding target value, the target value of the test force F is fixed to the holding target value, and the test force F given to the test piece TP becomes larger than the holding target value. Can be suppressed. Therefore, the occurrence of overshoot can be suppressed, and the load mechanism can be accurately feedback-controlled.

材料試験機１は、測定器として、試験片ＴＰの変位量を物理量として測定する変位計３０と、負荷機構１２に発生する試験力Ｆを物理量として測定するロードセル１４と、を備える。制御部１５０は、測定値である変位量の増加分を、制御遅延の遅延時間と、変位量の単位時間当たりの変化量との積により算出し、記遅延時間を、遅延時間により生じる試験力Ｆの偏差を、試験力Ｆの単位時間当たりの変化量である速度で除算して算出する。 The material testing machine 1 includes, as measuring instruments, a displacement meter 30 that measures the displacement amount of the test piece TP as a physical quantity, and a load cell 14 that measures the test force F generated in the load mechanism 12 as a physical quantity. The control unit 150 calculates the increase in the displacement amount, which is a measured value, by the product of the delay time of the control delay and the change amount of the displacement amount per unit time, and determines the written delay time as a test force generated by the delay time. The deviation of F is calculated by dividing by the speed, which is the amount of change in the test force F per unit time.

これにより、制御遅延による変位量の増加分が、制御遅延の遅延時間と、変位量の単位時間当たりの変化量との積により算出される。従って、精度よく求めることができる。 As a result, the amount of increase in the displacement amount due to the control delay is calculated by multiplying the delay time of the control delay and the change amount of the displacement amount per unit time. Therefore, it can be obtained with high accuracy.

材料試験機１は、操作を受け付ける操作部１４５を備える。
制御部１５０は、操作部１４５により受け付けた操作によりフィードバック制御として第１フィードバック制御と、第２フィードバック制御とを切り替えて実行する。
第１フィードバック制御は、試験力Ｆの目標値が、第１しきい値に一致するように負荷機構１２を制御する制御である。第２フィードバック制御は、試験力Ｆの目標値が、保持目標値に一致するように負荷機構１２を制御する制御である。 The material testing machine 1 includes an operation unit 145 that accepts operations.
The control unit 150 switches between the first feedback control and the second feedback control as feedback control according to the operation received by the operation unit 145.
The first feedback control is a control that controls the load mechanism 12 so that the target value of the test force F matches the first threshold value. The second feedback control is a control that controls the load mechanism 12 so that the target value of the test force F matches the holding target value.

これにより、操作部１４５を操作して、制御部１５０に実行させるフィードバック制御を、第１フィードバック制御又は第２フィードバックに切り替えることができる。 As a result, the feedback control executed by the control unit 150 by operating the operation unit 145 can be switched to the first feedback control or the second feedback.

制御部１５０は、操作部１４５により受け付けた操作によりフィードバック制御として第１フィードバック制御と、第３フィードバック制御とを切り替えて実行する。
第３フィードバック制御は、試験力Ｆの測定値が、保持目標値に一致するように負荷機構１２を制御する制御である。 The control unit 150 switches between the first feedback control and the third feedback control as feedback control according to the operation received by the operation unit 145.
The third feedback control is a control that controls the load mechanism 12 so that the measured value of the test force F matches the holding target value.

これにより、操作部１４５を操作して、制御部１５０に実行させるフィードバック制御を、第１フィードバック制御又は第３フィードバックに切り替えることができる。 As a result, the feedback control executed by the control unit 150 by operating the operation unit 145 can be switched to the first feedback control or the third feedback.

制御部１５０は、操作部１４５により受け付けた操作によりフィードバック制御として第１フィードバック制御と、第２フィードバック制御と、第３フィードバック制御とを切り替えて実行する。 The control unit 150 switches between the first feedback control, the second feedback control, and the third feedback control as feedback control according to the operation received by the operation unit 145.

これにより、操作部１４５を操作して、制御部１５０に実行させるフィードバック制御を、第１フィードバック制御、第２フィードバック制御又は第３フィードバックに切り替えることができる。 As a result, the feedback control executed by the control unit 150 by operating the operation unit 145 can be switched to the first feedback control, the second feedback control, or the third feedback.

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及び応用が可能である。
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。 The above-described embodiment merely illustrates one aspect of the present invention, and can be arbitrarily modified and applied without departing from the spirit of the present invention.
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.

また、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。 Further, the functional block shown in FIG. 1 is a schematic view showing the components classified according to the main processing contents in order to make the invention of the present application easy to understand, and more configurations are shown according to the processing contents. It can also be classified into elements. It can also be categorized so that one component performs more processing.

例えば、図５及び図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 operation step units shown in FIGS. 5 and 6 are 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 processing units are divided. The present invention is not limited by the method or the name. 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. In addition, the order of the steps may be appropriately changed as long as it does not interfere with the gist of the present invention.

例えば、上記実施形態では、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。 For example, in the above embodiment, the material tester 1 that performs the compression test is shown, but the present invention is a material tester that applies a test force F to the test piece TP and measures a change in the physical quantity of the test piece TP. On the other hand, it can be widely applied. 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.

上述した実施形態は、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。 It will be understood by those skilled in the art that the above-described embodiment is a specific example of the following aspects.

（請求項１）
一態様に係る材料試験機は、試験対象に負荷を付与する負荷機構と、前記負荷により前記試験対象に生じる物理量、又は前記負荷機構に生じる物理量を測定する測定器と、前記測定器の出力する測定値と、前記物理量の目標値との偏差に基づいて前記負荷機構を制御し、前記測定値を予め設定された設定値に到達させるフィードバック制御を実行する制御部と、を備え、前記制御部は、前記フィードバック制御において、前記物理量の目標値が、前記設定値に、前記フィードバック制御の制御遅延に対応して増加する前記測定値の増加分を加算した加算値以上になった場合に、前記物理量の目標値を前記設定値に固定する。 (Claim 1)
The material testing machine according to one embodiment has a load mechanism for applying a load to the test object, a measuring device for measuring a physical quantity generated on the test target by the load, or a physical quantity generated on the load mechanism, and an output of the measuring device. The control unit includes a control unit that controls the load mechanism based on the deviation between the measured value and the target value of the physical quantity, and executes feedback control that causes the measured value to reach a preset set value. In the feedback control, when the target value of the physical quantity becomes equal to or more than the added value obtained by adding the increase of the measured value, which increases in response to the control delay of the feedback control, to the set value. The target value of the physical quantity is fixed to the set value.

第１項に記載の材料試験機によれば、物理量の目標値が、予め設定された設定値に、フィードバック制御の制御遅延に対応して増加する測定値の増加分を加算した加算値以上になった場合に、物理量の目標値が設定値に固定される。このため、物理量の測定値が設定値を超える前に、物理量の目標値が設定値に固定され、試験対象に付与される物理量が設定値よりも大きくなることを抑制することができる。従って、オーバーシュートの発生を抑制し、負荷機構を精度良くフィードバック制御できる。 According to the material testing machine described in the first item, the target value of the physical quantity is equal to or more than the added value obtained by adding the increase of the measured value that increases in response to the control delay of the feedback control to the preset set value. When this happens, the target value of the physical quantity is fixed to the set value. Therefore, before the measured value of the physical quantity exceeds the set value, the target value of the physical quantity is fixed to the set value, and it is possible to prevent the physical quantity given to the test target from becoming larger than the set value. Therefore, the occurrence of overshoot can be suppressed, and the load mechanism can be accurately feedback-controlled.

（請求項２）
第１項に記載の材料試験機において、前記測定器は、前記試験対象の変位量を前記物理量として測定する第１測定器と、前記負荷機構に発生する負荷を前記物理量として測定する第２測定器と、を含み、前記制御部は、前記測定値である前記変位量の増加分を、前記制御遅延の遅延時間と、前記変位量の単位時間当たりの変化量である速度との積により算出し、前記遅延時間を、遅延時間により生じる前記負荷の偏差を、前記負荷の単位時間当たりの変化量である速度で除算して算出する。 (Claim 2)
In the material testing machine according to the first item, the measuring instrument is a first measuring instrument that measures a displacement amount of the test object as the physical quantity, and a second measurement that measures a load generated in the load mechanism as the physical quantity. The control unit calculates the increase in the displacement amount, which is the measured value, by the product of the delay time of the control delay and the speed, which is the change amount of the displacement amount per unit time, including the device. Then, the delay time is calculated by dividing the deviation of the load caused by the delay time by the speed which is the amount of change of the load per unit time.

第２項に記載の材料試験機によれば、制御遅延による変位量の増加分が、制御遅延の遅延時間と、変位量の単位時間当たりの変化量との積により算出される。従って、精度よく求めることができる。 According to the material testing machine described in the second item, the increase in the displacement amount due to the control delay is calculated by the product of the delay time of the control delay and the change amount of the displacement amount per unit time. Therefore, it can be obtained with high accuracy.

（請求項３）
第１項又は第２項に記載の材料試験機において、操作を受け付ける受付部を備え、前記制御部は、前記受付部により受け付けた前記操作により前記フィードバック制御として第１フィードバック制御と、第２フィードバック制御とを切り替えて実行し、前記第１フィードバック制御は、前記物理量の目標値が、前記加算値に一致するように前記負荷機構（１２）を制御する制御であり、前記第２フィードバック制御は、前記物理量の目標値が、前記設定値に一致するように前記負荷機構を制御する制御である。 (Claim 3)
The material testing machine according to the first or second paragraph includes a reception unit that receives an operation, and the control unit has a first feedback control and a second feedback control as the feedback control by the operation received by the reception unit. The first feedback control is a control for controlling the load mechanism (12) so that the target value of the physical quantity matches the added value, and the second feedback control is executed. This is a control that controls the load mechanism so that the target value of the physical quantity matches the set value.

第３項に記載の材料試験機によれば、受付部を操作して、制御部に実行させるフィードバック制御を、第１フィードバック制御又は第２フィードバックに切り替えることができる。 According to the material testing machine described in the third item, the feedback control to be executed by the control unit by operating the reception unit can be switched to the first feedback control or the second feedback.

（請求項４）
第１項又は第２項に記載の材料試験機において、操作を受け付ける受付部を備え、前記制御部は、前記受付部により受け付けた前記操作により前記フィードバック制御として第１フィードバック制御と、第３フィードバック制御とを切り替えて実行し、前記第１フィードバック制御は、前記物理量の目標値が、前記加算値に一致するように前記負荷機構を制御する制御であり、
前記第３フィードバック制御は、前記測定値が、前記設定値に一致するように前記負荷機構を制御する制御である。 (Claim 4)
The material testing machine according to the first or second paragraph includes a reception unit that receives an operation, and the control unit has a first feedback control and a third feedback control as the feedback control by the operation received by the reception unit. The first feedback control is a control that controls the load mechanism so that the target value of the physical quantity matches the added value.
The third feedback control is a control for controlling the load mechanism so that the measured value matches the set value.

第４項に記載の材料試験機によれば、受付部を操作して、制御部に実行させるフィードバック制御を、第１フィードバック制御又は第３フィードバックに切り替えることができる。 According to the material testing machine according to the fourth item, the feedback control to be executed by the control unit by operating the reception unit can be switched to the first feedback control or the third feedback.

（請求項５）
第１項又は第２項に記載の材料試験機において、操作を受け付ける受付部を備え、前記制御部は、前記受付部により受け付けた前記操作により前記フィードバック制御として第１フィードバック制御と、第２フィードバック制御と、第３フィードバック制御とを切り替えて実行し、前記第１フィードバック制御は、前記物理量の目標値が、前記加算値に一致するように前記負荷機構を制御する制御であり、前記第２フィードバック制御は、前記物理量の目標値が、前記設定値に一致するように前記負荷機構を制御する制御であり、前記第３フィードバック制御は、前記測定値が、前記設定値に一致するように前記負荷機構を制御する制御である。 (Claim 5)
The material testing machine according to the first or second paragraph includes a reception unit that receives an operation, and the control unit has a first feedback control and a second feedback control as the feedback control by the operation received by the reception unit. The control and the third feedback control are switched and executed, and the first feedback control is a control for controlling the load mechanism so that the target value of the physical quantity matches the added value, and the second feedback The control is a control for controlling the load mechanism so that the target value of the physical quantity matches the set value, and the third feedback control controls the load so that the measured value matches the set value. It is a control that controls the mechanism.

第５項に記載の材料試験機によれば、受付部を操作して、制御部に実行させるフィードバック制御を、第１フィードバック制御、第２フィードバック制御又は第３フィードバックに切り替えることができる。 According to the material testing machine according to the fifth item, the feedback control to be executed by the control unit by operating the reception unit can be switched to the first feedback control, the second feedback control or the third feedback.

一態様に係る材料試験機の制御方法は、負荷機構により試験対象に負荷を付与する材料試験機の制御方法であって、前記負荷により前記試験対象に生じる物理量、又は前記負荷機構に生じる物理量を測定器に測定させるステップと、前記測定器により測定された測定値と、前記物理量の目標値との偏差に基づいて前記負荷機構を制御し、前記測定値を予め設定された設定値に到達させるフィードバック制御を実行する制御ステップと、を有し、前記制御ステップは、前記フィードバック制御において、前記物理量の目標値が、前記設定値に、前記フィードバック制御の制御遅延に対応した前記測定値の増加分を加算した加算値以上になった場合に、前記物理量の目標値を前記設定値に固定する。 The control method of the material tester according to one aspect is a control method of the material tester that applies a load to the test object by the load mechanism, and the physical quantity generated in the test object or the physical quantity generated in the load mechanism by the load is determined. The load mechanism is controlled based on the step of causing the measuring instrument to measure and the deviation between the measured value measured by the measuring instrument and the target value of the physical quantity, and the measured value reaches a preset set value. The control step includes a control step for executing the feedback control, in which the target value of the physical quantity in the feedback control is increased to the set value by an increase of the measured value corresponding to the control delay of the feedback control. When it becomes equal to or more than the added value obtained by adding, the target value of the physical quantity is fixed to the set value.

第６項に記載の材料試験機の制御方法によれば、物理量の目標値が、予め設定された設定値に、フィードバック制御の制御遅延に対応した測定値の増加分を加算した加算値以上になった場合に、物理量の目標値が設定値に固定される。このため、物理量の測定値が設定値を超える前に、物理量の目標値が設定値に固定され、試験対象に付与される物理量が設定値よりも大きくなることを抑制することができる。従って、オーバーシュートの発生を抑制し、負荷機構を精度良くフィードバック制御できる。 According to the control method of the material testing machine described in Section 6, the target value of the physical quantity is equal to or more than the added value obtained by adding the increase of the measured value corresponding to the control delay of the feedback control to the preset set value. When this happens, the target value of the physical quantity is fixed to the set value. Therefore, before the measured value of the physical quantity exceeds the set value, the target value of the physical quantity is fixed to the set value, and it is possible to prevent the physical quantity given to the test target from becoming larger than the set value. Therefore, the occurrence of overshoot can be suppressed, and the load mechanism can be accurately feedback-controlled.

１材料試験機
２試験機本体
６テーブル
８、９ネジ棹
１０クロスヘッド
１２負荷機構
１４ロードセル（第２測定器）
１６、１７ウォーム減速機
１８サーボモータ
２０ロータリエンコーダ
２１圧盤
２１Ａ、２２Ａ固定具
２２支持台
３０変位計（第１測定器）
３１上アーム
３３下アーム
３５歪みゲージ
１００制御装置
１１１ロードアンプ
１１２ＬＰＦ
１１３、１２３Ａ／Ｄ変換器
１２１ストレインアンプ
１３１カウンタ回路
１３３サーボアンプ
１４５操作部（受付部）
１５０制御部
１６０メモリ
１６３制御プログラム
１６５目標データ
１７０プロセッサ
１７５指令値演算部 1 Material tester 2 Tester body 6 Table 8, 9 Screw paddle 10 Crosshead 12 Load mechanism 14 Load cell (second measuring instrument)
16, 17 Warm reducer 18 Servo motor 20 Rotary encoder 21 Pressure plate 21A, 22A Fixture 22 Support base 30 Displacement meter (1st measuring instrument)
31 Upper arm 33 Lower arm 35 Strain gauge 100 Controller 111 Load amplifier 112 LPF
113, 123 A / D converter 121 Strain amplifier 131 Counter circuit 133 Servo amplifier 145 Operation unit (reception unit)
150 Control unit 160 Memory 163 Control program 165 Target data 170 Processor 175 Command value calculation unit

Claims

A load mechanism that applies a load to the test object and
A measuring instrument for measuring the physical quantity generated in the test object or the physical quantity generated in the load mechanism due to the load.
A control unit that controls the load mechanism based on the deviation between the measured value output by the measuring instrument and the target value of the physical quantity, and executes feedback control for causing the measured value to reach a preset set value. With
In the feedback control, when the target value of the physical quantity becomes equal to or more than the added value obtained by adding the increase of the measured value corresponding to the control delay of the feedback control to the set value, the control unit said. A material testing machine characterized in that a target value of a physical quantity is fixed to the set value.

The measuring instrument includes a first measuring instrument that measures the displacement amount of the test object as the physical quantity, and a second measuring instrument that measures the load generated in the load mechanism as the physical quantity.
The control unit calculates the increase in the displacement amount, which is the measured value, by the product of the delay time of the control delay and the speed, which is the change amount of the displacement amount per unit time.
The material testing machine according to claim 1, wherein the delay time is calculated by dividing the deviation of the load caused by the delay time by a speed which is the amount of change of the load per unit time.

Equipped with a reception section that accepts operations
The control unit switches and executes the first feedback control and the second feedback control as the feedback control by the operation received by the reception unit.
The first feedback control is a control for controlling the load mechanism so that the target value of the physical quantity matches the added value.
The second feedback control is a control for controlling the load mechanism so that the target value of the physical quantity matches the set value.
The material testing machine according to claim 1 or 2, wherein the material testing machine is characterized in that.

Equipped with a reception section that accepts operations
The control unit switches and executes the first feedback control and the third feedback control as the feedback control by the operation received by the reception unit.
The first feedback control is a control for controlling the load mechanism so that the target value of the physical quantity matches the added value.
The third feedback control is a control for controlling the load mechanism so that the measured value matches the set value.
The material testing machine according to claim 1 or 2, wherein the material testing machine is characterized in that.

Equipped with a reception section that accepts operations
The control unit switches and executes the first feedback control, the second feedback control, and the third feedback control as the feedback control by the operation received by the reception unit.
The first feedback control is a control for controlling the load mechanism so that the target value of the physical quantity matches the added value.
The second feedback control is a control for controlling the load mechanism so that the target value of the physical quantity matches the set value.
The third feedback control is a control for controlling the load mechanism so that the measured value matches the set value.
The material testing machine according to claim 1 or 2, wherein the material testing machine is characterized in that.

It is a control method of a material testing machine that applies a load to a test object by a load mechanism.
A step of causing a measuring instrument to measure a physical quantity generated in the test object or a physical quantity generated in the load mechanism due to the load.
A control step of controlling the load mechanism based on the deviation between the measured value measured by the measuring instrument and the target value of the physical quantity, and executing feedback control for causing the measured value to reach a preset set value. Have,
The control step is performed when, in the feedback control, the target value of the physical quantity becomes equal to or more than an added value obtained by adding an increase of the measured value corresponding to the control delay of the feedback control to the set value. A control method for a material testing machine, characterized in that a target value of a physical quantity is fixed to the set value.