JP4390069B2 - 材料試験機 - Google Patents

Description

本発明は材料試験機に関し、更に詳しくは、試験機本体に設けられている各種検出器からの出力を取り込んで信号処理等を行うとともに試験機本体の負荷機構を駆動制御する計測制御装置と、その計測制御装置に接続され、この計測制御装置対して指令を与え、かつ、当該計測制御装置を介して取り込んだ各種計測データのデータ処理を行うためのパーソナルコンピュータを備えた材料試験機に関する。

材料試験機においては、一般に、負荷機構の駆動により試験片に負荷を加え、その負荷時における負荷機構の変位や試験片の変形、更には試験片に作用する試験力等を刻々と計測し、その計測結果に基づいて試験片の特性を調査する。

このような材料試験機においては、通常、負荷機構の変位や試験片に作用する試験力の検出手段の出力を取り込んで増幅やＡ−Ｄ変換するとともに、これらの検出値のうち制御量として選択された検出値を目標値信号にフィードバックして負荷機構を制御する計測制御装置を備えており、また、このような計測制御装置とパーソナルコンピュータを接続して、各計測データをデータ処理して荷重−伸び曲線等を作成したり、更には計測制御装置に対して各種司令等を与えるようにしたものが知られている（例えば特許文献１，２参照）。
特開２００３−２０７４２９号公報 特開平８−１１４５３６号公報

ところで、以上のようなパーソナルコンピュータをシステム内に含む材料試験機においては、通常、パーソナルコンピュータは汎用のものが用いられ、その汎用のパーソナルコンピュータに対して試験機用のソフトウエアをインストールすることによって上記した機能を実現するのであるが、その試験機用ソフトウエアにおいては、パーソナルコンピュータへのインストール後に、材料試験機の種類（型式）に応じて、例えば計測制御装置に対して指令を行うべくディスプレイに表示するスイッチ群の設定等の各種設定をオペレータが手動操作により行う必要がある。

また、試験機を使用する目的でない競合メーカー等がソフトウエアをコピーして、任意の位置に置かれているパーソナルコンピュータにインストールし、パーソナルコンピュータを動作させてその内容を調査することが可能であるという問題もある。

本発明は、パーソナルコンピュータを備えた従来の材料試験機における以上のような問題に鑑みてなされたもので、その主たる課題は、試験機用ソフトウエアのパーソナルコンピュータへのインストール後に、手動による設定を不要とすることのできる材料試験機を提供することにある。また、本発明の他の課題は、試験機を使用する目的以外で試験機用ソフトウエアの内容の調査等を行うことのできない材料試験機を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明の材料試験機は、試験片に負荷を加える負荷機構と、その負荷機構の変位を検出する変位検出手段および当該負荷機構の駆動により試験片に作用する試験力を検出する力検出手段からの各出力を取り込んで計測するとともに、上記負荷機構を駆動制御する計測制御装置と、その計測制御装置に接続され、インストールされた試験機用ソフトウエアに従い、上記計測制御装置に指令を与えるとともにこの計測制御装置を介して取り込んだ計測データのデータ処理を行うパーソナルコンピュータを備えた材料試験機において、上記パーソナルコンピュータは、上記試験機用ソフトウエアのインストール用プログラムに書き込まれている内容に従い、当該試験機用ソフトウエアのインストール時に上記計測制御装置と通信を行い、その計測制御装置に設定されている材料試験機の情報を取り込み、その情報に従って試験機用ソフトウエアの設定を行うことによって特徴づけられる（請求項１）。

ここで、本発明においては、上記試験機用ソフトウエアのインストール時における上記パーソナルコンピュータと計測制御装置との通信時に、この試験機用ソフトウエアのインストール用プログラムに書き込まれている内容に従い、上記パーソナルコンピュータから計測制御装置に対して試験機用ソフトウエアをインストールする旨の情報を送信し、当該計測制御装置では、その情報の受信回数を記憶し、その受信回数があらかじめ設定されている回数に達していれば上記試験機用ソフトウエアのインストールが完了できないようにした構成（請求項２）を作用することができる。

本発明は、試験機用ソフトウエアのパーソナルコンピュータへのインストール時に、このパーソナルコンピュータと材料試験機の計測制御装置との間で通信を行い、その通信時に材料試験機の情報を取り込んで試験機用ソフトウエアの設定を行うことにより、課題を解決しようとするものである。

すなわち、材料試験機の計測制御装置に接続されたパーソナルコンピュータに試験機用ソフトウエアをインストールする際、計測制御装置に設定されている当該材料試験機の情報をパーソナルコンピュータに送信し、パーソナルコンピュータ側ではその情報により材料試験機の種類等を認識することにより、試験機用ソフトウエアをその材料試験機に応じて自動的に設定することができる。これにより、インストール後のオペレータによる手動設定が不要となる。

また、試験機用ソフトウエアのインストール時に材料試験機の計測制御装置と通信してはじめて当該試験機用ソフトウエアの設定が行われるため、試験機用ソフトウエアのコピーを任意のパーソナルコンピュータにインストールしてもその設定が行われないことになり、試験目的以外で他の場所においてその試験機用ソフトウエアの内容の調査等を行うことが不可能となる。

ここで、以上の構成では、例えば競合メーカーが持参したパーソナルコンピュータを材料試験機の計測制御装置に接続した状態で試験機用ソフトウエアをそのパーソナルコンピュータにインストールすることが可能となるのであるが、この行為を規制するためには請求項２に係る発明の構成を追加することが有効である。

すなわち、請求項２に係る発明では、試験機用ソフトウエアのパーソナルコンピュータへのインストール時における計測制御装置との通信時に、パーソナルコンピュータ側から計測制御装置に対してインストールした旨の情報を送信し、計測制御装置においてその受信回数を記憶するように構成して、その受信回数、従って試験機用ソフトウエアのインストール回数があらかじめ設定されている回数に達していれば、試験機用ソフトウエアのインストールが完了できないように構成すると、ユーザーにおいて計測制御装置に接続されているパーソナルコンピュータを外して、任意のパーソナルコンピュータを計測制御装置に接続した状態で試験機用ソフトウエアをインストールした場合、計測制御装置における試験機用ソフトウエアのインストール回数（受信回数）が増大してしまうので、このような行為を規制することに役立つ。

本発明によれば、材料試験機の計測制御装置に接続されているパーソナルコンピュータに試験機用ソフトウエアをインストールする際、そのインストール用プログラムに書き込まれている内容に従って、そのパーソナルコンピュータと計測制御装置の間で通信を行って、材料試験機の情報をパーソナルコンピュータに取り込んでその種類等を認識し、その結果に従って試験機用ソフトウエアの設定を自動的に行うので、従来のようにインストール後にオペレータが材料試験機の種類等に応じて手動により試験機用ソフトウエアの設定を行う必要がなくなると同時に、材料試験機の計測制御装置に接続されていないパーソナルコンピュータへの試験機用ソフトウエアのインストールを実質的に不可能とすることができる。

また、請求項２に係る発明によると、試験機用ソフトウエアのインストール時に計測制御装置にインストール回数に相当する情報を記憶し、その回数が設定回数に達していればインストールを完了させないように構成しているので、材料試験機に当初から接続されているパーソナルコンピュータとは別のパーソナルコンピュータを計測制御装置に接続して試験機用ソフトウエアをインストールすることを行うことにより、計測制御装置に記憶しているインストール回数に相当する情報が増大することになり、このような行為についても規制することができる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の実施の形態の構成図である。
試験機本体１は、テーブル１１上に２本のねじ棹１２ａ，１２ｂを回転自在に配置し、その各ねじ棹１２ａ，１２ｂにクロスヘッド１３の両端部をナット１３ａ，１３ｂを介して支持し、各ねじ棹１２ａ，１２ｂを駆動装置１４によって回転駆動することにより、クロスヘッド１３がテーブル１１に対して接近／離隔する構造を有している。

この例における試験機本体１は、引張試験を行う設定がなされており、テーブル１１およびクロスヘッド１３にそれぞれ掴み具１５ａ，１５ｂが取り付けられ、これらの掴み具１５ａ，１５ｂに試験片Ｗの両端部を把持した状態でクロスヘッド１３を上昇させることによって、試験片Ｗに引張荷重が加えられる。

試験片Ｗに作用する荷重はクロスヘッド１３と上側の掴み具１５ｂの間に介在配置されているロードセル１６によって検出され、また、クロスヘッド１３の変位は駆動装置１４に設けられているエンコーダ１７によって検出される。更に、試験片Ｗの伸びはこの試験片Ｗに装着されている伸び計１８によって検出される。

ロードセル１６、エンコーダ１７および伸び計１８の出力は計測制御装置２に刻々と取り込まれる。この計測制御装置２は、ＣＰＵおよびその周辺機器と、ロードセル１６および伸び計１８の出力を増幅するアンプと、増幅後のこれらの出力をデジタル化するＡ−Ｄ変換器を含み、ロードセル１６の出力から刻々の試験力データを、エンコーダ１７の出力からクロスヘッド１３の刻々の変位データを、更に伸び計１８の出力から試験片Ｗの刻々の伸びデータを得る。また、この計測制御装置２は、このようにして試験中に得られる各種計測値のうち、制御量に設定されている計測値を、あらかじめ設定されている目標値信号に刻々とフィードバックすることによって、制御量が目標値信号に追随するように駆動装置１４を駆動制御する。

さて、この計測制御装置２には、パーソナルコンピュータ３が接続されている。このパーソナルコンピュータ３は、試験機用ソフトウエアがインストールされることにより、計測制御装置２を介して上記した各計測データを取り込み、あらかじめ設定されている手法によってデータ処理を施すことによって、例えば試験力−伸び線図等を作成する。また、このパーソナルコンピュータ３を通じて、計測制御装置２に対して各種指令等を与えることができるようになっており、その指令等は、オペレータの操作によるものや、例えば試験中にあらかじめ設定されている条件等を満たした時点で自動的に供給されるものも含まれる。

パーソナルコンピュータ３にインストールされる試験機用ソフトウエアは、複数種類ないしは複数の型式の材料試験機に対して共通のものであり、材料試験機の種類ないしは型式をこの試験機用ソフトウエアに設定することによって、システム全体が機能する。具体的には、パーソナルコンピュータ３から計測制御装置２に対して指令を与える場合、パーソナルコンピュータ３のディスプレイ３ａに設定用のスイッチ等が表示され、該当のスイッチ等をクリックすることによって指令が与えられるのであるが、材料試験機の種類ないしは型式によりそのスイッチの設定が相違する。

この試験機用ソフトウエアに対する材料試験機の種類ないしは型式の設定は、従来は前記したように試験機用ソフトウエアのインストール後に手動により行っていたのであるが、この実施の形態においては、以下に示すようにインストール時に自動的に行われる。

図２は試験機用ソフトウエアのインストール時におけるパーソナルコンピュータ３側の動作を表すフローチャートであり、図３は同じくインストール時における計測制御装置２側の動作を表すフローチャートである。

試験機用ソフトウエアは、インストール用プログラム（セットアッププログラム）を備えており、ＣＤＲＯＭ等の記録媒体に書き込まれている試験機用ソフトウエアをパーソナルコンピュータ３にインストールすべく、その記録媒体をコンピュータ３に挿入すると、図２に示すインストール用プログラムが立ち上がる。このプログラムにおいては、まず、計測制御装置２に対して試験機用ソフトウエアのインストールを行う旨の信号を送信する。この信号を受信した計測制御装置２では、図３に示すインストールモードのためのプログラムが立ち上がる。

計測制御装置２においては、内蔵する例えばＥＰＲＯＭ等の不揮発性のメモリに設定されているインストール回数（後述）が、あらかじめ設定されている回数に達しているか否かを判定し、既に設定回数に対している場合にはその旨をパーソナルコンピュータ３に送信する。パーソナルコンピュータ３では、その送信があった場合、「インストールできません」等のメッセージを表示器３ａに表示し、インストールを実行しない。

インストール回数が上記回数に達していない場合には、パーソナルコンピュータ３から計測制御装置２に対して試験機情報の送信を要求する。計測制御装置２では、あらかじめ試験機本体１との組み合わせに基づく試験機の種類ないしは型式に対応するコード、あるいはシリアルナンバー等の試験機情報が書き込まれており、送信要求に対応してその情報をパーソナルコンピュータ３に送信する。

パーソナルコンピュータ３では、その試験機情報の受信を完了すれば、試験機用ソフトウエアのインストールを実行するとともに、受信した試験機情報に従ってそのソフトウエアの設定を自動的に行う。このインストールと設定が完了した時点で、パーソナルコンピュータ３から試験機用ソフトウエアのインストールを完了した旨の信号を計測制御装置２に送信し、このインストール用プログラムを終了する。

計測制御装置２では、パーソナルコンピュータ３からインストール完了の信号を受信したとき、前記したＥＰＲＯＭ等の不揮発性のメモリのインストール回数を１だけアップすし、このプログラムを終了する。このインストール回数があらかじめ設定されている回数、例えば３回に達していれば、このインストールモード用プログラムの冒頭においてパーソナルコンピュータ３からの送信に対する応答としてインストール不可の旨を送信する。従って、この計測制御装置２に接続されたパーソナルコンピュータに対しては、試験機用ソフトウエアのインストール回数が設定回数（例えば３回）に制限される。

以上の本発明の実施の形態によると、パーソナルコンピュータ３に試験機用ソフトウエアをインストールするには、材料試験機の計測制御装置２との接続状態でなければならず、試験機用ソフトウエアをコピーして他の場所のパーソナルコンピュータにインストールしてその内容を見ることができない。そして、この試験機用ソフトウエアのインストール時に計測制御装置２から送信される試験機情報に基づいて、その設定が自動的に行われるので、従来のようにインストール後にオペレータが手動により設定を行う必要がなくなる。

更に、計測制御装置２に接続されたパーソナルコンピュータに対して試験機用ソフトウエアのインストール回数が設定回数に制限されるため、計測制御装置２に別途用意した任意のパーソナルコンピュータを接続して試験機用ソフトウエアをインストールしようとする行為についても、これに制限を加えることができる。

なお、以上の実施の形態においては、引張試験用のセッティングをした材料試験機を例示したが、本発明はこれに限定されることなく、任意のセッティングをした材料試験機に適用し得ることは言うまでもない。

本発明の実施の形態の構成図である。 試験機用ソフトウエアのインストール用プログラムの内容に基づくパーソナルコンピュータ３の動作を示すフローチャートである。 試験機用ソフトウエアのインストール用プログラムからの信号により計測制御装置２で立ち上がるインストールモードにおける動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 試験機本体
１１ テーブル
１２ａ，１２ｂ ねじ棹
１３ クロスヘッド
１４ 駆動装置
１５ａ，１５ｂ 掴み具
１６ ロードセル
１７ エンコーダ
１８ 伸び計
２ 計測制御装置
３ パーソナルコンピュータ
Ｗ 試験片

Claims (2)

1. 試験片に負荷を加える負荷機構と、その負荷機構の変位を検出する変位検出手段および当該負荷機構の駆動により試験片に作用する試験力を検出する力検出手段からの各出力を取り込んで計測するとともに、上記負荷機構を駆動制御する計測制御装置と、その計測制御装置に接続され、インストールされた試験機用ソフトウエアに従い、上記計測制御装置に指令を与えるとともにこの計測制御装置を介して取り込んだ計測データのデータ処理を行うパーソナルコンピュータを備えた材料試験機において、
   上記パーソナルコンピュータは、上記試験機用ソフトウエアのインストール用プログラムに書き込まれている内容に従い、当該試験機用ソフトウエアのインストール時に上記計測制御装置と通信を行い、その計測制御装置に設定されている材料試験機の情報を取り込み、その情報に従って試験機用ソフトウエアの設定を行うことを特徴とする材料試験機。
2. 上記試験機用ソフトウエアのインストール時における上記パーソナルコンピュータと計測制御装置との通信時に、この試験機用ソフトウエアのインストール用プログラムに書き込まれている内容に従い、上記パーソナルコンピュータから計測制御装置に対して試験機用ソフトウエアをインストールする旨の情報を送信し、当該計測制御装置では、その情報の受信回数を記憶し、その受信回数があらかじめ設定されている回数に達していれば上記試験機用ソフトウエアのインストールが完了できないように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の材料試験機。

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