JP4378247B2 - Indenter tip inspection device and indenter tip inspection method - Google Patents
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Description
本発明は、圧子先端検査装置及び圧子先端検査方法に関する。 The present invention relates to an indenter tip inspection device and an indenter tip inspection method.
従来から、圧子を使用して、試料表面に荷重を負荷し、くぼみを形成させることによって、試料の硬さを測定する硬さ試験機が使用されている。具体的には、例えば、硬さ試験機は、荷重レバーを有しており、荷重レバーの一方の端部には圧子が備えられ、もう一方の端部には電磁力を発生させるフォースコイルが備えられている。フォースコイルで発生した力は、荷重レバーを介して圧子に伝達される。この荷重レバーを介して伝達された力によって、圧子は、試料を押圧し、試料にくぼみを形成させる。このときの圧子の押し込み深さや、このとき形成したくぼみの大きさなどから、試料の硬さや強度特性などを求めることができる(例えば、特許文献1参照)。
ところで、圧子の先端部は、円錐形状や、三角錐形状、四角錐形状などを成している。上述のような硬さ試験機において、正確性の高い測定結果、再現性の高い測定結果を得るためには、圧子の先端部の形状(先端形状)が常に一定であることが望ましい。その一方で、圧子の先端部は、試料を直接押し付ける部分であり、さらに、尖っているため、磨耗したり、損傷したりしやすい。そのため、これまで、光学顕微鏡で観察する方法やナイフエッジ法など、様々な方法によって圧子の先端形状の検査が行われてきた。また、最近では、原子間力顕微鏡で観察する方法なども試みられている。しかしながら、これらの方法では、検査装置の性能の面から、又は、検査装置の操作性の面から、ナノメートルオーダの微小な磨耗、損傷を検出するのが困難であるという問題点がある。 By the way, the tip of the indenter has a conical shape, a triangular pyramid shape, a quadrangular pyramid shape, or the like. In the hardness tester as described above, in order to obtain highly accurate measurement results and highly reproducible measurement results, it is desirable that the shape (tip shape) of the tip portion of the indenter is always constant. On the other hand, the tip portion of the indenter is a portion that directly presses the sample, and further, since it is pointed, it tends to be worn or damaged. Therefore, the tip shape of the indenter has been inspected by various methods such as an observation method using an optical microscope and a knife edge method. Recently, an observation method using an atomic force microscope has been attempted. However, these methods have a problem that it is difficult to detect minute wear and damage on the order of nanometers from the viewpoint of the performance of the inspection apparatus or the operability of the inspection apparatus.
本発明の課題は、より簡易に、微小な磨耗、損傷を検出することができる圧子先端検査装置及び圧子先端検査方法を提供することにある。 The subject of this invention is providing the indenter front-end | tip inspection apparatus and indenter front-end | tip inspection method which can detect minute wear and damage more simply.
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、圧子先端検査装置であって、圧子を略鉛直方向に上下移動させる圧子移動部と、上面が開口し、内部に粘性流体を貯留する貯留部と、前記貯留部の重量を測定する重量測定部と、前記圧子移動部を鉛直下方向に移動させて、当該圧子の先端部を前記貯留部が有する粘性流体に押し込み、次いで、前記圧子移動部を鉛直上方向に移動させて、当該圧子の先端部を前記貯留部が有する粘性流体から引き上げる移動制御を行う移動制御部と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is an indenter tip inspection device, in which an indenter moving unit that moves the indenter up and down in a substantially vertical direction and an upper surface are opened, and viscous fluid is stored inside. The reservoir, the weight measuring unit for measuring the weight of the reservoir, the indenter moving unit is moved vertically downward, and the tip of the indenter is pushed into the viscous fluid of the reservoir, And a movement control unit that performs a movement control for moving the indenter vertically upward to pull up the tip of the indenter from the viscous fluid of the storage unit.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の圧子先端検査装置であって、前記重量測定部は、前記貯留部の重量の経時変化を測定することを特徴とする。 A second aspect of the present invention is the indenter tip inspection apparatus according to the first aspect, wherein the weight measuring unit measures a change with time of the weight of the storage unit.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の圧子先端検査装置であって、前記重量測定部による測定結果が予め設定された許容範囲内の値か否かに基づいて、圧子の先端形状の合否を判定する判定部を備えることを特徴とする。 The invention according to claim 3 is the indenter tip inspection device according to claim 1 or 2, wherein the indenter is based on whether the measurement result by the weight measuring unit is a value within a preset allowable range. It is provided with the determination part which determines the acceptance / rejection of the tip shape.
請求項4に記載の発明は、圧子先端検査方法であって、圧子を略鉛直下方向に移動させて、当該圧子の先端部を、内部に粘性流体を貯留する貯留部に押し込み、次いで、前記圧子を略鉛直上方向に移動させて、当該圧子の先端部を前記貯留部が有する粘性流体から引き上げる際の前記貯留部の重量変化を測定することを特徴とする。 The invention according to claim 4 is an indenter tip inspection method, wherein the indenter is moved substantially vertically downward, and the tip portion of the indenter is pushed into a storage portion that stores viscous fluid therein, The indenter is moved substantially vertically upward, and the weight change of the reservoir when the tip of the indenter is pulled up from the viscous fluid of the reservoir is measured.
請求項1に記載の発明によれば、移動制御部による圧子移動部の移動制御によって、圧子の先端部を貯留部が有する粘性流体に押し込み、次いで、貯留部が有する粘性流体から引き上げることができる。そして、重量測定部によって当該貯留部の重量が測定されているため、移動制御部によって圧子移動部を移動制御するだけで、圧子の先端部を粘性流体から引き上げる際に、圧子の先端部に吸着してくる粘性流体の重量を測定することができる。したがって、圧子の先端形状の変化に伴い変化する、圧子の先端部に吸着してくる粘性流体の量を簡単に測定することができることとなって、より簡易に、圧子の先端部における微小な磨耗、損傷を検出することができる圧子先端検査装置を提供することができる。 According to the first aspect of the present invention, the tip of the indenter can be pushed into the viscous fluid of the storage unit and then pulled up from the viscous fluid of the storage unit by the movement control of the indenter moving unit by the movement control unit. . And since the weight of the storage part is measured by the weight measuring part, it is adsorbed to the tip part of the indenter when the tip part of the indenter is pulled up from the viscous fluid only by controlling the movement of the indenter part by the movement control part. The weight of the viscous fluid coming can be measured. Therefore, the amount of viscous fluid adsorbed on the tip of the indenter that changes with the change of the shape of the tip of the indenter can be easily measured, and the minute wear at the tip of the indenter can be more easily performed. An indenter tip inspection apparatus that can detect damage can be provided.
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、圧子の先端部を、貯留部が有する粘性流体に押し込み、その後、貯留部が有する粘性流体から引き上げるといった、移動制御部による圧子移動部の移動制御に付き従って起こる貯留部の重量の変化を、経時変化として取得することができる。したがって、圧子の先端形状の変化に伴い変化する、圧子の先端部に吸着してくる粘性流体の量をより詳細に把握することができることとなって、より正確に、圧子の先端部における微小な磨耗、損傷を検出することができる圧子先端検査装置を提供することができる。 According to the invention described in claim 2, it is needless to say that the same effect as that of the invention described in claim 1 can be obtained. The tip of the indenter is pushed into the viscous fluid of the storage part, and then the storage part. The change in the weight of the storage part that accompanies the movement control of the indenter moving part by the movement control part, such as pulling up from the viscous fluid possessed by can be acquired as a change with time. Therefore, the amount of the viscous fluid adsorbed on the tip of the indenter that changes with the change in the shape of the tip of the indenter can be grasped in more detail, and the minute amount at the tip of the indenter can be more accurately determined. An indenter tip inspection device capable of detecting wear and damage can be provided.
請求項3に記載の発明によれば、請求項1又は2に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、判定部によって、自動的に、圧子の先端部に吸着してきた粘性流体の量の測定結果が、予め設定された許容範囲内の値か否かに基づいて、圧子の先端形状の合否が判定されるため、オペレータの労力を軽減することができることとなる。さらに、圧子の先端形状の合否の判定を客観的に行うことができることとなって、より簡易に、且つ、より正確に、圧子の先端部における微小な磨耗、損傷を検出することができる圧子先端検査装置を提供することができる。 According to the third aspect of the present invention, it is of course possible to obtain the same effect as that of the first or second aspect of the invention, and the viscosity that has been automatically adsorbed on the tip of the indenter by the determination unit. Based on whether or not the measurement result of the amount of fluid is a value within a preset allowable range, whether the tip shape of the indenter is acceptable or not is determined, so that the labor of the operator can be reduced. Furthermore, it is possible to objectively determine whether the tip shape of the indenter is acceptable, and it is possible to detect minute wear and damage at the tip portion of the indenter more easily and more accurately. An inspection device can be provided.
請求項4に記載の発明によれば、圧子の先端部を貯留部が有する粘性流体から引き上げる際に、圧子の先端部に吸着してくる粘性流体の重量を測定するため、圧子の先端形状の変化に伴い変化する、圧子の先端部に吸着してくる粘性流体の量を簡単に測定することができることとなって、より簡易に、圧子の先端部における微小な磨耗、損傷を検出することができる圧子先端検査方法を提供することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, when the tip of the indenter is pulled up from the viscous fluid of the reservoir, the weight of the viscous fluid adsorbed on the tip of the indenter is measured. The amount of viscous fluid adsorbed on the tip of the indenter that changes with the change can be easily measured, and it is possible to more easily detect minute wear and damage at the tip of the indenter. An indenter tip inspection method that can be provided can be provided.
以下、図を参照して、本発明にかかる圧子先端検査装置及び当該圧子先端検査装置における圧子先端検査方法の最良の形態を詳細に説明する。 Hereinafter, the best mode of an indenter tip inspection apparatus and an indenter tip inspection method in the indenter tip inspection apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
圧子先端検査装置100は、例えば、図1に示すように、圧子Aの先端形状を測定する測定部1と、測定部1から得たデータを処理する処理部5とを備えて構成される。測定部1と処理部5とは、電気的に接続されている。
The indenter
測定部1は、例えば、図1及び図2に示すように、圧子Aを略鉛直方向に上下移動させる圧子移動部10と、圧子移動部10を上下移動させる駆動部20と、圧子Aの下方に配置され、上面が開口し、内部に粘性流体31を貯留する貯留部30と、貯留部30の重量を測定する重量測定部40とを備えて構成される。
For example, as shown in FIGS. 1 and 2, the measuring unit 1 includes an
圧子移動部10は、その先端に圧子Aが取り付けられており、略鉛直方向に上下移動できるようになっている。ここで、圧子Aは、例えば、硬さ試験機などから取り外され、圧子Aの軸が略鉛直方向に対して平行となるように、且つ、圧子Aの先端部aが下方を向くように、圧子移動部10の先端に取り付けられる。また、圧子Aの先端部aは、理想的には、円錐形状や、三角錐形状、四角錐形状などを成している。
An indenter A is attached to the tip of the
駆動部20は、圧子Aが取り付けられた圧子移動部10を略鉛直方向に上下移動させるものであって、駆動源(図示略)として、例えば、圧電素子やフォースコイルなどを備えている。この駆動部20の駆動源から発生する力を用いて圧子移動部10を上下移動させることによって、圧子Aの先端部aを、貯留部30が有する粘性流体31に押し込んだり、粘性流体31から引き上げたりできるようになっている。
The
貯留部30は、圧子移動部10に取り付けられた圧子Aの下方に配置されている。貯留部30が貯留する粘性流体31としては、例えば、水やオイルなどが挙げられるが、圧子Aに対するぬれ性がよく、ある程度の粘度があり、揮発性が低いものが好ましい。
The
重量測定部40は、貯留部30の重量を測定するためのものであって、例えば、電子天秤などによって構成されている。
The
処理部5は、例えば、図1に示すように、CPU(Central Processing Unit)51や、RAM(Random Access Memory)52、入力部53、表示部54、記憶部55などを備えている。
For example, as illustrated in FIG. 1, the
CPU51は、記憶部55に記憶された圧子先端検査装置100用の各種処理プログラムに従って各種の制御動作を行う。なお、本発明におけるCPU51は、測定部1の駆動部20に駆動信号を出力したり、測定部1の重力測定部40から重量測定データを取り込んだりする。
The
RAM52は、CPU51によって実行される処理プログラムなどをRAM52内のプログラム格納領域に展開するとともに、入力データや上記処理プログラムが実行される際に生じる処理結果などをデータ格納領域に格納する。
The
入力部53は、例えば、カーソルキー、文字/数字キー、各種機能キーなどから構成され、オペレータのキー操作に伴う押下信号をCPU51に出力する。また、入力部53は、必要に応じてマウス、タッチパネルなどのポインティングデバイスや、その他の入力装置を備えるものとしても良い。なお、本発明における入力部53は、例えば、オペレータが、CPU51に対して、圧子Aの先端部aを測定するよう指示したり、圧子Aの先端形状の合否を判定するよう指示したりする際などに使用される。
The
表示部54は、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)パネルなどから構成され、CPU51から入力される表示信号に従って所要の表示処理を行う。なお、本発明における表示部54は、例えば、測定によって得られた重量測定データをグラフ化したものなどを表示する。
The
記憶部55は、圧子先端検査装置100で実行可能なシステムプログラム、当該システムプログラムで実行可能な各種処理プログラム、これら各種処理プログラムを実行する際に使用されるデータ、CPU51によって演算処理された処理結果のデータなどを記憶する。なお、プログラムは、コンピュータが読み取り可能なプログラムコードの形で記憶部55に記憶されている。具体的には、本発明における記憶部55には、合否判定基準データベース551、圧子先端形状測定プログラム552、圧子先端形状判定プログラム553などが記憶されている。
The
合否判定基準データベース551は、圧子Aの先端形状の合否を判定するための基準となる合否判定基準データと、圧子Aの種類データとを対応付けて記憶している。具体的には、合否判定基準データには、例えば、圧子先端検査装置100を用いて、理想の先端形状を有する圧子Aの先端部aを測定することによって得た、理想の重量測定データが含まれている。当該合否判定基準データをグラフ化すると、例えば、図3の破線で示したような曲線(基準曲線)を描く。圧子Aの種類データは、圧子Aをその形状別に分類したものであり、圧子Aの種類として、例えば、円錐圧子や、三角錐圧子、四角錐圧子などが挙げられる。合否判定基準データは、圧子Aの種類によって異なるため、合否判定基準データベース551には、圧子Aの種類データと、それに対応する合否判定基準データとが、圧子Aの種類ごとに記憶されている。
The pass / fail
圧子先端形状測定プログラム552は、CPU51に、圧子Aの先端部aを測定する機能を実現させる。具体的には、オペレータによる入力部53の操作によって、圧子Aの先端部aの測定が指示されると、CPU51は、圧子先端形状測定プログラム552を実行して、駆動部20に駆動信号を出力すると共に、重量測定部40から重量測定データを時系列的に取り込む。
CPU51からの駆動信号によって、駆動部20は、圧子Aが取り付けられた圧子移動部10を、所定の速度で略鉛直下方向に移動させ、次いで、所定の速度で略鉛直上方向に移動させる。圧子移動部10の略鉛直下方向の移動によって、圧子Aの先端部aは粘性流体31の表面と接触し、所定の荷重で粘性流体31に押し込まれる。その後、圧子移動部10の略鉛直上方向の移動によって、粘性流体31に押し込まれた圧子Aの先端部aは、粘性流体31から引き上げられる。
The indenter tip
In response to the drive signal from the
圧子移動部10が一往復した時点で、CPU51は、駆動部20への駆動信号の出力を停止すると共に、重量測定部40からの重量測定データの取り込みを停止する。そして、重量測定部40から取り込んだ時系列的重量測定データを、例えば、グラフ化して表示部54に表示させる。このとき、表示部54には、例えば、図3の実線で示したような曲線(測定曲線)が表示される。ここで、CPU51は、かかる圧子先端形状測定プログラム552を実行することによって、移動制御部として機能する。
When the
圧子先端形状判定プログラム553は、CPU51に、時系列的重量測定データ、すなわち、圧子先端形状測定プログラム552を実行することによって得た圧子Aの先端部aの測定結果から、当該圧子Aの先端形状の合否を判定する機能を実現させる。具体的には、オペレータによる入力部53の操作によって、圧子Aの先端形状の合否判定が指示されると、CPU51は、圧子先端形状判定プログラム553を実行して、合否判定基準データベース551から圧子Aの種類データを読み出し、合否判定基準データベース551に記憶されている全ての圧子Aの種類を表示部54に表示させる。表示部54に表示された圧子Aの種類の中から、オペレータによる入力部53の操作によって、測定に使用した圧子Aの種類が選択されると、CPU51は、合否判定基準データベース551から、オペレータが選択した圧子Aの種類に対応する合否判定基準データを読み出し、読み出した合否判定基準データを、例えば、グラフ化して表示部54に表示させる。このとき、表示部54には、例えば、図3に示すように、測定曲線と共に基準曲線が表示される。
The indenter tip
さらに、CPU51は、オペレータが選択した圧子Aの種類に対応する合否判定基準データと、圧子先端形状測定プログラム552を実行することによって得た時系列的重量測定データとを対比して、時系列的重量測定データが予め設定された合格許容範囲内に入っているか否かを判定し、その判定結果を表示部54に表示させる。
具体的には、例えば、合否判定基準データから描かれる基準曲線と、時系列的重量測定データから描かれる測定曲線との間の乖離部分の面積を算出し、その乖離面積が合格許容範囲内の値か否かによって判断する。また、例えば、合否判定基準データの最小値と時系列的重量測定データの最小値との差が、合格許容範囲内の値か否かによって判断する。ここで、CPU51は、かかる圧子先端形状判定プログラム553を実行することによって、判定部として機能する。
Further, the
Specifically, for example, the area of the divergence portion between the reference curve drawn from the pass / fail judgment reference data and the measurement curve drawn from the time-series weight measurement data is calculated, and the divergence area is within the acceptable acceptable range. Judgment is made based on whether or not the value. Further, for example, the determination is made based on whether or not the difference between the minimum value of the pass / fail determination reference data and the minimum value of the time-series weight measurement data is a value within the acceptable pass range. Here, the
次いで、図4、5を参照して、圧子先端検査装置100を用いた検査における、圧子Aの先端部aの時系列的な様子を説明する。
圧子Aの先端部aの測定における圧子Aの先端部a及び粘性流体31の表面付近の時系列的な様子は、理想の先端形状を有する圧子A(理想の圧子A)、すなわち、全く磨耗、損傷していない圧子Aを用いて測定を行った場合、例えば、図4に示すようになり、磨耗、損傷した圧子Aを用いて測定を行った場合、例えば、図5に示すようになる。そして、理想の圧子Aの先端部aを測定することによって、例えば、図3の破線で示すような曲線(基準曲線)が得られ、磨耗、損傷した圧子Aの先端部aを測定することによって、例えば、図3の実線で示すような曲線(測定曲線)が得られる。ここで、図3の横軸は測定時間を示し、縦軸は重量変化、すなわち、測定中の貯留部30の重量から測定前の貯留部30の重量を引いた差を示す。また、図3の基準曲線及び測定曲線において、図4(a)〜(f)、図5(a)〜(f)のそれぞれの様子に対応する位置を示す。なお、図3、図4及び図5は、概念的に示した図であり、実測値を示した図ではない。
Next, with reference to FIGS. 4 and 5, a time-series state of the tip end portion a of the indenter A in the inspection using the indenter
In the measurement of the tip portion a of the indenter A, the time series appearances near the tip portion a of the indenter A and the surface of the
圧子Aの先端部aの測定は、圧子Aの先端部aと粘性流体31とが、完全に離れた状態から始める(図4(a)、図5(a))。
The measurement of the tip end a of the indenter A starts from a state where the tip end a of the indenter A and the
まず、駆動部20によって、圧子Aを備えた圧子移動部10は、所定の速度で、略鉛直下方向に移動する。すると、圧子Aの先端部aは、粘性流体31の表面に近づいてゆき、やがて、粘性流体31の表面に接触する。このとき、圧子Aの先端部aと粘性流体31との接触面積は、磨耗、損傷した圧子Aの方が、理想の圧子Aと比較して大きくなる(図4(b)、図5(b))。また、接触までに要する時間は、磨耗、損傷した圧子Aの方が、理想の圧子Aと比較して長くなる(図3)。これは、磨耗、損傷した圧子Aの方が、磨耗したり損傷したりして長さが短くなっており、その分だけ移動距離が長くなるためである。
First, the
圧子Aの先端部aが、粘性流体31の表面に接触すると、駆動部20によって、圧子Aの先端部aは、所定の荷重で粘性流体31に押し込まれ、やがて、圧子Aの先端部aに作用する鉛直下向きの力と、圧子Aの先端部aに作用する鉛直上向きの力とが釣り合う。このとき、粘性流体31に押し込まれた深さは、磨耗、損傷した圧子Aの方が、理想の圧子Aと比較して小さくなる(図4(c)、図5(c))。これは、磨耗、損傷した圧子Aの方が、粘性流体31との接触面積が大きいためである。また、釣り合った際の貯留部30の重量の増加は、磨耗、損傷した圧子Aと、理想の圧子Aのとで同一となる(図3)。これは、磨耗、損傷した圧子Aの先端部a、理想の圧子Aの先端部a、共に同一の荷重で粘性流体31に押し込まれるためである。
When the tip end a of the indenter A comes into contact with the surface of the
圧子Aの先端部aに作用する鉛直下向きの力と、圧子Aの先端部aに作用する鉛直上向きの力とが釣り合うと、次に、駆動部20によって、圧子Aを備えた圧子移動部10は、所定の速度で、略鉛直上方向に移動する。すると、圧子Aの先端部aは、粘性流体31から引き上げられはじめる。このとき、圧子Aの先端部aに吸着してくる粘性流体31の量は、磨耗、損傷した圧子Aの方が、理想の圧子Aと比較して多くなる(図4(d)、図5(d))。これは、磨耗、損傷した圧子Aの方が、粘性流体31との接触面積がより大きいためである。したがって、貯留部30の重量の減少は、磨耗、損傷した圧子Aの方が、理想の圧子Aと比較して大きくなる(図3)。
When the vertical downward force acting on the tip portion a of the indenter A and the vertical upward force acting on the tip portion a of the indenter A balance, then the
さらに、圧子Aが引き上げられると、やがて、圧子Aの先端部aに吸着してきた粘性流体31に作用する鉛直下向きの力と、圧子Aの先端部aに吸着してきた粘性流体31に作用する鉛直上方向の力とが釣り合う(図4(e)、図5(e))。釣り合った際の貯留部30の重量の減少は、磨耗、損傷した圧子Aの方が、理想の圧子Aと比較して大きくなり、釣り合うまでに要する時間は、磨耗、損傷した圧子Aの方が、理想の圧子Aと比較して長くなる(図3)。これは、磨耗、損傷した圧子Aの方が、粘性流体31との接触面積がより大きく、吸着してきた粘性流体31の量がより多かったためである。
Further, when the indenter A is pulled up, the vertical downward force acting on the
圧子Aの先端部aに吸着してきた粘性流体31に作用する鉛直下向きの力と、圧子Aの先端部aに吸着してきた粘性流体31に作用する鉛直上方向の力とが釣り合うと、その直後に、圧子Aの先端部aと粘性流体31とが離れる。そして、圧子Aの先端部aが、粘性流体31から完全に引き上げられる(図4(f)、図5(f))。
Immediately after the vertically downward force acting on the
以上説明した本発明の圧子先端検査装置100によれば、CPU51が圧子先端形状測定プログラム552を実行することによる圧子移動部10の移動制御によって、圧子Aの先端部aを貯留部30が有する粘性流体31に押し込み、次いで、貯留部30が有する粘性流体31から引き上げることができる。そして、重量測定部40によって当該貯留部30の重量が測定されているため、CPU51が圧子先端形状測定プログラム552を実行して圧子移動部10を移動制御するだけで、圧子Aの先端部aを粘性流体31から引き上げる際に、圧子Aの先端部aに吸着してくる粘性流体31の重量を測定することができる。したがって、圧子Aの先端形状の変化に伴い変化する、圧子Aの先端部aに吸着してくる粘性流体31の量を簡単に測定することができることとなって、より簡易に、圧子Aの先端部aにおける微小な磨耗、損傷を検出することができる圧子先端検査装置100を提供することができる。
According to the indenter
また、圧子Aの先端部aを、貯留部30が有する粘性流体31に押し込み、その後、貯留部30が有する粘性流体31から引き上げるといった、CPU51が圧子先端形状測定プログラム552を実行することによる圧子移動部10の移動制御に付き従って起こる貯留部30の重量の変化を、経時変化として取得することができる。したがって、圧子Aの先端形状の変化に伴い変化する、圧子Aの先端部aに吸着してくる粘性流体31の量をより詳細に把握することができることとなって、より正確に、圧子Aの先端部aにおける微小な磨耗、損傷を検出することができる圧子先端検査装置100を提供することができる。
Further, the indenter moves when the
さらに、CPU51が圧子先端形状判定プログラム553を実行することによって、自動的に、圧子Aの先端部aに吸着してきた粘性流体31の量の測定結果が、予め設定された許容範囲内の値か否かに基づいて、圧子Aの先端形状の合否が判定されるため、オペレータの労力を軽減することができることとなる。さらに、圧子Aの先端形状の合否の判定を客観的に行うことができることとなって、より簡易に、且つ、より正確に、圧子Aの先端部aにおける微小な磨耗、損傷を検出することができる圧子先端検査装置100を提供することができる。
Further, when the
また、以上説明した本発明の圧子先端検査方法によれば、圧子Aの先端部aを貯留部30が有する粘性流体31から引き上げる際に、圧子Aの先端部aに吸着してくる粘性流体31の重量を測定するため、圧子Aの先端形状の変化に伴い変化する、圧子Aの先端部aに吸着してくる粘性流体31の量を簡単に測定することができることとなって、より簡易に、圧子Aの先端部aにおける微小な磨耗、損傷を検出することができる圧子先端検査方法を提供することができる。
Further, according to the indenter tip inspection method of the present invention described above, the
なお、本発明は、上記した実施の形態のものに限るものではない。
処理部2に代えて、CPU51や、RAM52、入力部53、表示部54、記憶部55などを備えた外部機器を備えても良い。この場合、測定部1の駆動部20と重量測定部40とは、外部機器のCPU51と、ケーブルによって接続される。
The present invention is not limited to the embodiment described above.
Instead of the processing unit 2, an external device including a
圧子Aを形状別に分類した圧子Aの種類と、合否判定基準データとを対応付けて、合否判定基準データベース551に記憶したが、圧子Aの種類の分類方法は、検査する圧子Aを特定することができれば、特に制限はなく、例えば、圧子Aの製品番号などによって分類しても良い。
また、合否判定基準データにおいては、圧子Aの種類が同一であれば、合否判定基準データも同一であると仮定しても良いし、例えば、圧子先端検査装置100を用いて、硬さ試験に全く使用していない段階、すなわち、全く磨耗、損傷していない段階の圧子Aの先端部aを、個別に測定して、合否判定基準データを取得しても良い。
The type of the indenter A classified by shape and the pass / fail judgment reference data are associated with each other and stored in the pass / fail
In the pass / fail judgment reference data, if the type of the indenter A is the same, the pass / fail judgment reference data may be assumed to be the same. For example, the indenter
本発明においては、CPU51が、圧子先端形状判定プログラム561を実行することによって、測定によって得られた時系列的重量測定データが予め設定された合格許容範囲内の値か否かを判定するとしたが、例えば、合格許容範囲のデータを圧子Aの種類と対応付けて記憶したデータベースを記憶部55に記憶しておいても良い。この場合、合格許容範囲をより自由に変更できるという利点がある。
また、合格許容範囲は予め設定されている必要はなく、例えば、圧子Aの先端形状の判定を行うごとに、オペレータの入力部53の操作によって設定されても良い。
さらに、処理部2によって、圧子Aの先端形状の合否を判定する必要はなく、例えば、オペレータが、表示部54に表示されたグラフ化された合否判定基準データと、グラフ化された時系列的重量測定データとを対比して、圧子Aの先端形状の合否の判定を行っても良い。
In the present invention, the
Further, the acceptable allowable range does not need to be set in advance, and may be set, for example, by the operation of the
Further, it is not necessary for the processing unit 2 to determine whether the tip shape of the indenter A is acceptable. For example, an operator can display the graphed pass / fail judgment reference data displayed on the
表示部54に表示される合否判定基準データや測定によって得られた時系列的重量測定データなどは、グラフ化される必要はない。合否判定基準データと、測定によって得られた時系列的重量測定データとが比較できるのであれば、例えば、値が列挙されているだけでも良い。
また、重量測定データは、時系列的なものである必要はなく、例えば、最小値だけであっても良い。
The acceptance criteria data displayed on the
Further, the weight measurement data need not be time-series data, and may be, for example, only the minimum value.
1 測定部
5 処理部
10 圧子移動部
20 駆動部
30 貯留部
31 粘性流体
40 重量測定部
51 CPU(移動制御部、判定部)
55 記憶部
100 圧子先端検査装置
552 圧子先端形状測定プログラム(移動制御部)
553 圧子先端形状判定プログラム(判定部)
A 圧子
a 圧子Aの先端部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
55
553 Indenter tip shape determination program (determination unit)
A Indenter a Tip of Indenter A
Claims (4)
上面が開口し、内部に粘性流体を貯留する貯留部と、
前記貯留部の重量を測定する重量測定部と、
前記圧子移動部を鉛直下方向に移動させて、当該圧子の先端部を前記貯留部が有する粘性流体に押し込み、次いで、前記圧子移動部を鉛直上方向に移動させて、当該圧子の先端部を前記貯留部が有する粘性流体から引き上げる移動制御を行う移動制御部と、
を備えることを特徴とする圧子先端検査装置。 An indenter moving section that moves the indenter up and down in a substantially vertical direction;
A reservoir that has an open top and stores viscous fluid therein;
A weight measuring unit for measuring the weight of the storage unit;
Move the indenter vertically downward to push the tip of the indenter into the viscous fluid of the reservoir, and then move the indenter vertically upward to move the tip of the indenter A movement control unit for performing movement control for lifting from the viscous fluid of the storage unit;
An indenter tip inspection apparatus comprising:
次いで、前記圧子を略鉛直上方向に移動させて、当該圧子の先端部を前記貯留部が有する粘性流体から引き上げる際の前記貯留部の重量変化を測定することを特徴とする圧子先端検査方法。 Move the indenter substantially vertically downward, and push the tip of the indenter into the reservoir that stores the viscous fluid inside,
Next, the indenter tip inspection method is characterized by measuring a change in weight of the reservoir when the indenter is moved substantially vertically upward to pull up the tip of the indenter from the viscous fluid of the reservoir.
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