JP4390071B2 - Material testing machine - Google Patents

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Description

本発明は材料試験機に関し、更に詳しくは、モータを負荷機構の駆動源とする材料試験機に関する。   The present invention relates to a material testing machine, and more particularly to a material testing machine using a motor as a drive source of a load mechanism.

材料試験機においては、一般に、負荷機構に駆動により試験片に負荷を加え、その負荷により試験片に作用する試験力をロードセルによって検出したり、あるいは負荷機構の位置情報を刻々と検出し、これらの検出結果を用いて、試験力制御、負荷速度制御、あるいは負荷機構の変位制御のいずれかのもとに選択的にードバック制御する。   In a material testing machine, in general, a load is applied to a test piece by driving the load mechanism, and a test force acting on the test piece is detected by the load cell, or position information of the load mechanism is detected momentarily. Using this detection result, selective feedback control is performed based on any of test force control, load speed control, and load mechanism displacement control.

このような材料試験機における負荷機構としては、テーブル上に2本のねじ棹を回転自在に設け、その各ねじ棹にそれぞれナットを介してクロスヘッドの両端を支持するとともに、各ねじ棹をモータによって回転させることにより、クロスヘッドをテーブルに対して接近/離隔させる構造のものが知られており、この負荷機構の制御は、試験片に作用する試験力を検出するロードセルの出力、あるいは負荷機構の刻々の位置情報のうち、制御量として選択されているものを、あらかじめ設定されている目標値にフィードバックすることによって行われる。そして、このフィードバック制御は、CPUを主体とした制御装置によりデジタル的に行われる(例えば特許文献1参照)。   As a load mechanism in such a material testing machine, two screw rods are rotatably provided on a table, and both ends of the crosshead are supported on each screw rod via nuts, and each screw rod is supported by a motor. It is known that the crosshead is made to approach / separate from the table by being rotated by the rotation of the load cell, and the load mechanism is controlled by the output of the load cell that detects the test force acting on the test piece, This is performed by feeding back the position information selected as the control amount to the target value set in advance. This feedback control is digitally performed by a control device mainly composed of a CPU (see, for example, Patent Document 1).

このようなCPUを主体とする制御装置により負荷機構のモータを制御する具体的な構成としては、図5および図6にそれぞれモータの速度制御(負荷機構の変位制御)を行う場合の例をとってブロック図で示すものが知られている。   As a specific configuration for controlling the motor of the load mechanism by such a control device mainly composed of a CPU, an example in which the motor speed control (load mechanism displacement control) is performed is shown in FIGS. 5 and 6, respectively. What is shown in a block diagram is known.

図5に示す例は、パルス駆動タイプのモータドライバ52を用いる例であり、その駆動パルスをCPU51から供給する。モータドライバ52はそのパルス数に応じて負荷機構を駆動するためのモータ53に制御電流を供給する。エンコーダ54はモータ53の回転数に応じたパルス信号を発生し、そのパルス信号はモータドライバ52にフィードバックされると同時に、カウンタ55によって計数され、その計数結果(移動カウント値)はCPU51に取り込まれる。CPU51では、その刻々の移動カウント値をあらかじめ設定されている目標値と逐次比較し、これら両者の偏差に応じてモータドライバ52に供給すべき駆動パルスのレートを逐次計算する。   The example shown in FIG. 5 is an example using a pulse drive type motor driver 52, and the drive pulse is supplied from the CPU 51. The motor driver 52 supplies a control current to the motor 53 for driving the load mechanism according to the number of pulses. The encoder 54 generates a pulse signal corresponding to the number of rotations of the motor 53. The pulse signal is fed back to the motor driver 52 and simultaneously counted by the counter 55. The counting result (movement count value) is taken into the CPU 51. . The CPU 51 sequentially compares the momentary movement count value with a preset target value, and sequentially calculates the rate of the drive pulse to be supplied to the motor driver 52 in accordance with the deviation between the two.

図6に示す例は、アナログ信号により動作するモータドライバ62を用いる例であり、その動作信号はCPU61から供給されるデジタル信号をD−A変換器63によりアナログ化して与えられる。モータドライバ62はそのアナログ信号に応じた制御電流をモータ64に供給する。エンコーダ65はモータ64の回転数に応じたパルス信号を発生し、そのパルス信号は上記と同様にモータドライバ62にフィードバックされると同時に、カウンタ66によって計数され、その計数結果(移動カウント値)はCPU61に取り込まれる。CPU61はその刻々の移動カウント値をあらかじめ設定されている目標値と逐次比較し、これら両者の偏差に応じてD−A変換器63を介してモータドライバ62に供給すべき信号の大きさを逐次計算する。なお、この方式のモータドライバ62は、アナログ電圧に比例したトルクを発生させるものや、アナログ電圧に比例した回転角速度のもとにモータ64を回転させるものがある。   The example shown in FIG. 6 is an example using a motor driver 62 that operates in accordance with an analog signal. The operation signal is given by converting a digital signal supplied from the CPU 61 into an analog form by a DA converter 63. The motor driver 62 supplies a control current corresponding to the analog signal to the motor 64. The encoder 65 generates a pulse signal corresponding to the rotational speed of the motor 64. The pulse signal is fed back to the motor driver 62 in the same manner as described above, and simultaneously counted by the counter 66. The counting result (movement count value) is It is taken into the CPU 61. The CPU 61 sequentially compares the movement count value with the target value set in advance, and sequentially determines the magnitude of the signal to be supplied to the motor driver 62 via the DA converter 63 according to the deviation between the two. calculate. Note that this type of motor driver 62 includes one that generates torque proportional to the analog voltage, and one that rotates the motor 64 based on a rotational angular velocity proportional to the analog voltage.

また、負荷機構を荷重(試験力)制御する場合には、ロードセルによる検出出力を増幅した後にA−D変換器でデジタル化し、その計測データをCPUにおいて目標値と逐次比較することによって、モータドライバ52または62に供給すべきパルスレートもしくはデジタル値を計算する。
特開2002−357521号公報
When the load mechanism is subjected to load (test force) control, the detection output from the load cell is amplified and digitized by an A / D converter, and the measured data is sequentially compared with a target value in the CPU, whereby the motor driver The pulse rate or digital value to be supplied to 52 or 62 is calculated.
JP 2002-357521 A

ところで、以上のようなCPUを用いた従来の負荷機構用モータの制御によると、CPUが刻々と移動カウント値を調べながらモータドライバに供給するパルスを発生させたり、あるいはD−A変換器を通じてモータドライバに供給する信号の大きさを計算する必要があり、CPUに対する負荷が高くなるという問題がある。   By the way, according to the conventional control of the load mechanism motor using the CPU as described above, the CPU generates pulses to be supplied to the motor driver while checking the movement count value every moment, or the motor through the DA converter. There is a problem that it is necessary to calculate the magnitude of a signal supplied to the driver, which increases the load on the CPU.

一般に、CPUでは上記のような制御だけを行うのではなく、データ処理と表示制御処理を行っており、このような処理に長い時間を要してしまった場合、モータをコントロールするための処理が間に合わなくなってしまい、例えば移動カウント値が規定値になった瞬間にモータを停止させたり、あるいは速度を変化させることができない場合がある。なお、例えば割り込みによりモータをコントロールするための処理を行うように設定した場合でも、その割り込みのために数クロックを必要とするため、根本的な改善にはなり得ない。   In general, the CPU performs not only the above-described control but also data processing and display control processing. If a long time is required for such processing, processing for controlling the motor is not performed. For example, the motor may not be stopped or the speed may not be changed at the moment when the movement count value reaches a specified value. For example, even if it is set to perform a process for controlling the motor by an interrupt, since several clocks are required for the interrupt, it cannot be fundamentally improved.

本発明は以上のような不具合を解消して、従来に比してその制御性能を向上させることのできる材料試験機の提供を課題としている。   An object of the present invention is to provide a material testing machine capable of solving the above-described problems and improving the control performance as compared with the conventional one.

上記の課題を解決するため、本発明の材料試験機は、モータを駆動源とする負荷機構と、その負荷機構の駆動により試験片に負荷を加えたときに試験片に作用する試験力を検出する力検出手段と、上記負荷機構の位置に係る情報を検出する位置情報検出手段を備え、上記モータを試験力制御、負荷速度制御、もしくは負荷機構の変位制御のいずれかのもとに選択的にフィードバック制御する材料試験機において、当該試験機を制御するためのCPUと、そのCPUから上記モータの動作パターンに係る情報を得て、その動作パターンに係る情報と当該モータの回転位相に対応するパルスを出力するエンコーダからの出力カウント値との比較によりこのモータのドライバを制御するFPGA、PLDもしくはDSPのいずれかを備え、上記CPUは試験中に上記モータの制御に直接的に係わらないように構成されているとともに、このCPUには上記FPGA、PLDもしくはDSPから上記エンコーダからの出力のカウント値が供給されるように構成されていることによって特徴づけられる。 In order to solve the above problems, the material testing machine of the present invention detects a load mechanism using a motor as a drive source and a test force acting on the test piece when a load is applied to the test piece by driving the load mechanism. Force detection means for detecting the position of the load mechanism, and position information detection means for detecting information on the position of the load mechanism, wherein the motor is selectively controlled based on any one of test force control, load speed control, and load mechanism displacement control. In a material testing machine that performs feedback control, information relating to the operation pattern of the motor is obtained from the CPU for controlling the testing machine, and the information relating to the operation pattern and the rotation phase of the motor are associated with the CPU. FPGA which by comparison with the count value output from the encoder that outputs a pulse for controlling the driver of the motor, with one of the PLD or DSP, the C With U is configured not involved in direct control of the motor during the test, this CPU is configured to count the output from the encoder from the FPGA, PLD, or DSP is supplied It is characterized by having.

本発明は、FPGA,PLDもしくはDSPなどの、あらかじめプログラム可能なロジックを用い、これとCPUとにより材料試験機の制御を分担させることによって、課題を解決しようとするものである。例えば、CPUは試験機を制御するための各種パラメータを試験開始前にFPGA,PLD,DSPに転送し、サイン波制御、台形制御、一定速度制御、加速度制御、試験力制御等の制御に必要な複雑な計測はCPUで行わずににFPGA,PLD,DSPで行う。こうすることでCPUは試験中にモータの制御に直接的に係わらず、簡単な指令を指示するだけでモータを制御可能となる。   The present invention intends to solve the problem by using a programmable logic such as FPGA, PLD, or DSP, and sharing the control of the material testing machine by this and the CPU. For example, the CPU transfers various parameters for controlling the testing machine to the FPGA, PLD, and DSP before starting the test, and is necessary for control such as sine wave control, trapezoid control, constant speed control, acceleration control, and test force control. Complicated measurement is not performed by the CPU, but by FPGA, PLD, and DSP. In this way, the CPU can control the motor only by giving a simple command regardless of the motor control directly during the test.

すなわち、本発明においては、材料試験機を制御するためのCPUは、刻々の試験力や負荷機構の変位(モータの回転速度)等の検出値を取り込んで前記したモータ駆動のためのパルスレートやデジタル値等のモータ制御のための刻々の計算を行わず、これをFPGA,PLDもしくはDSPに担わせる。特にFPGAは数十MHz以上で動作させることが可能であり、しかも、モータの制御だけを担うべくロジック作成することができるために、モータの高速回転にも対応可能である。CPUはモータの制御に関しては動作パターンをFPGA,PLDもしくはDSPに供給するに留め、試験中は他の処理を実行する。これにより、モータ制御と他の処理を並列に実行することが可能となり、CPUの負担が軽減されると同時に、モータ制御に遅れを生じる可能性がなくなる。   That is, in the present invention, the CPU for controlling the material testing machine takes in the detection values such as the momentary test force and the displacement of the load mechanism (rotational speed of the motor) and the pulse rate for driving the motor described above. The digital value or the like is not calculated every moment for motor control, but this is assigned to the FPGA, PLD, or DSP. In particular, the FPGA can be operated at several tens of MHz or more, and since logic can be created only to control the motor, it can cope with high-speed rotation of the motor. The CPU only supplies the operation pattern to the FPGA, PLD, or DSP with respect to the motor control, and performs other processing during the test. This makes it possible to execute motor control and other processing in parallel, reducing the burden on the CPU and eliminating the possibility of delaying motor control.

本発明によれば、材料試験機を制御するためのCPUのほかにFPGA,PLDもしくはDSPなどのあらかじめ任意に作成可能なロジックを設けて、試験中における負荷機構の駆動用モータの制御をそのロジックに担わせるとともに、CPUはそのロジックに対してモータの動作パターンを供給するだけで他の処理を担うように構成しているので、負荷機構の駆動中にCPUが他の処理に時間がかかったためにその駆動制御のための処理が遅れるといった問題が生じることがない結果、材料試験機の制御性能を向上させることができる。   According to the present invention, in addition to the CPU for controlling the material testing machine, logic that can be arbitrarily created in advance, such as FPGA, PLD, or DSP, is provided, and the logic for controlling the motor for driving the load mechanism during the test is provided. Since the CPU is configured to perform other processing only by supplying the operation pattern of the motor to the logic, it took time for the CPU to perform other processing while the load mechanism was being driven. As a result, the control performance of the material testing machine can be improved.

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全体構成図で、機械的構成を表す模式図とシステム構成を表すブロック図とを併記して示す図であり、図2にその制御装置2の要部構成を表すブロック図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an embodiment of the present invention, and is a diagram showing a schematic diagram showing a mechanical configuration and a block diagram showing a system configuration. FIG. It is a block diagram showing.

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1の両端部をナット13,13bを介して支持した構造を有し、各ねじ棹12a,12bは、モータ14aおよび伝達機構14bからなる駆動装置14によって回転が与えられ、これによってクロスヘッ13がテーブル11に対して接近/離隔するように移動する。   The testing machine main body 1 has a structure in which two screw rods 12a and 12b are rotatably arranged on a table 11, and both end portions of the crosshead 1 are supported by nuts 13 and 13b on the screw rods 12a and 12b. The screw rods 12a and 12b are rotated by a driving device 14 including a motor 14a and a transmission mechanism 14b, and thereby the cross head 13 moves so as to approach / separate from the table 11.

この図1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が対向するように取り付けられ、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ようになっている。   The testing machine main body 1 in FIG. 1 is set to perform a tensile test, and is attached to the table 11 and the cross head 13 so that the gripping tools 15a and 15b are opposed to each other, and the gripping tools 15a and 15b are tested. A tensile load is applied to the test piece W by raising the crosshead 13 while holding both ends of the piece W.

試験片Wに作用する試験力はクロスヘッド13と上側の掴み具15bとの間に介在配置されたロードセル15によって検出され、また、試験片Wの伸びは試験片Wに装着された伸び計17によって検出される。更に、モータ14aにはエンコーダ18が取り付けられており、このエンコーダ18によってモータ14aの刻々の回転位相が検出される。これらの各検出出力はそれぞれ制御装置2に取り込まれる。   The test force acting on the test piece W is detected by the load cell 15 interposed between the crosshead 13 and the upper gripping tool 15b, and the elongation of the test piece W is measured by an extensometer 17 attached to the test piece W. Detected by. Furthermore, an encoder 18 is attached to the motor 14a, and the encoder 18 detects the rotational phase of the motor 14a every moment. Each of these detection outputs is taken into the control device 2.

制御装置2は、図2に示すように、CPU21とROM,RAM等の周辺機器(図示せず)と、FPGA22、モータ14aを駆動制御するパルス駆動タイプのモータドライバ23、A−D変換器24、および、ロードセル16,伸び計17の出力をそれぞれ増幅する増幅器25a,25b等を含んでいる。この図2の例は負荷機構(クロスヘッド13)の速度制御または位置制御を行う場合の信号の流れの例を示すものであり、エンコーダ18の出力はモータドライバ23にフィードバックされていると同時に、FPGA22に取り込まれる。また、ロードセル16および伸び計17の出力は増幅器25a,25bで増幅された後、A−D変換器24でデジタル化された後、CPU21に取り込まれる。   As shown in FIG. 2, the control device 2 includes a CPU 21 and peripheral devices (not shown) such as a ROM and a RAM, a pulse drive type motor driver 23 that drives and controls the FPGA 22 and the motor 14a, and an AD converter 24. , And amplifiers 25a and 25b for amplifying the outputs of the load cell 16 and extensometer 17, respectively. The example of FIG. 2 shows an example of a signal flow when speed control or position control of the load mechanism (crosshead 13) is performed. At the same time as the output of the encoder 18 is fed back to the motor driver 23, It is taken into the FPGA 22. The outputs of the load cell 16 and extensometer 17 are amplified by the amplifiers 25a and 25b, digitized by the A / D converter 24, and then taken into the CPU 21.

CPU21は、試験開始前に制御量と目標値が設定された時点で、これらに基づいてモータ14aの動作パターンを計算し、FPGA22に書き込む。FPGA22では、その動作パターン、例えば負荷機構の一定速度制御、あるいはサイン波制御等の位置制御のための動作パターンと、エンコーダ18からのパルス出力をカウントしてそのカウント値とを逐次比較し、動作パターンにモータ14aの動作が追随するようにこれら両者の偏差に応じたレートのパルスを発生し、モータドライバ23に供給する。モータドライバ23はそのパルスに応じた制御電流をモータ14aに供給する。また、FPGA22からは、エンコーダ18からのパルスのカウント値(移動カウント値)をCPU21に供給する。   The CPU 21 calculates the operation pattern of the motor 14a based on these when the control amount and the target value are set before the test is started, and writes them in the FPGA 22. In the FPGA 22, the operation pattern, for example, the operation pattern for position control such as constant speed control of the load mechanism or sine wave control, and the pulse output from the encoder 18 are counted and the count value is sequentially compared, and the operation is performed. A pulse having a rate corresponding to the deviation between the two is generated so that the operation of the motor 14 a follows the pattern, and is supplied to the motor driver 23. The motor driver 23 supplies a control current corresponding to the pulse to the motor 14a. Further, the FPGA 22 supplies the CPU 21 with the pulse count value (movement count value) from the encoder 18.

一方、CPU21は、試験中においてモータ14aの制御に関与せず、増幅器25aおよびA−D変換器24を介して取り込んだロードセル16による試験力計測データ、増幅器25bおよびA−D変換器を介して取り込んだ伸び計による伸び計測データ、およびFPGA22からの移動カウント値を取り込み、これらを用いたデータ処理により例えば荷重−伸び曲線等を作成するとともに、表示器(図示せず)の表示制御等を行う。   On the other hand, the CPU 21 does not participate in the control of the motor 14a during the test, and the test force measurement data by the load cell 16 taken in via the amplifier 25a and the AD converter 24, the amplifier 25b and the AD converter. The extension measurement data from the acquired extensometer and the movement count value from the FPGA 22 are acquired, and for example, a load-elongation curve is created by data processing using these, and display control of a display (not shown) is performed. .

以上の実施の形態によると、CPU21はモータ14aの制御に係わらずにデータ処理や表示制御処理を実行し、モータ14aの制御はFPGA22によって行われることになり、CPU21の負担を軽減することができると同時に、CPU21のモータ制御以外の処理によりモータ14aの制御に遅れが生じるなどの不具合が生じず、材料試験機の制御性能を向上させることができる。   According to the above embodiment, the CPU 21 executes data processing and display control processing regardless of the control of the motor 14a, and the control of the motor 14a is performed by the FPGA 22, and the burden on the CPU 21 can be reduced. At the same time, the control performance of the material testing machine can be improved without causing problems such as a delay in the control of the motor 14a due to processing other than the motor control of the CPU 21.

ここで、以上の実施の形態においては、パルス駆動タイプのモータドライバ23を用いた例を示したが、アナログ信号により動作するモータドライバにも適用することができ、その例を図3に示す。この例におけるモータドライバ27は入力したアナログ信号によって動作するタイプのものであり、そのアナログ信号の大きさは、FPGA22においてエンコーダ18からのパルス信号をカウントして、そのカウント値を動作パターンと逐次比較することによって算出され、その算出結果に基づくデジタル値をD−A変換器26でアナログ化した信号がモータドライバ27に供給される。   Here, although the example using the pulse drive type motor driver 23 is shown in the above embodiment, the present invention can also be applied to a motor driver operated by an analog signal, and an example thereof is shown in FIG. The motor driver 27 in this example is of a type that operates based on an input analog signal, and the magnitude of the analog signal is obtained by counting the pulse signal from the encoder 18 in the FPGA 22 and sequentially comparing the count value with the operation pattern. A signal obtained by converting the digital value based on the calculation result into an analog signal by the DA converter 26 is supplied to the motor driver 27.

また、以上の実施の形態においては、負荷速度もしくは負荷機構の位置制御のもとにモータ14aを駆動制御する場合について述べたが、試験力制御にも用いることができる。その場合の信号の流れを図4にブロック図で示す。この例は図2に示したものと同等のパルス駆動タイプのモータドライバ23を用いた場合の例であり、FPGA22には、ロードセル16の出力を増幅器25aで増幅した後A−D変換器24でデジタル化した試験力データが刻々と取り込まれる。FPGA22では、その試験力データがあらかじめCPU21から供給されている動作パターンに一致するように、モータドライバ23に供給すべきパルスのレートを逐次計算して出力する。なお、アナログ信号によって動作するモータドライバを用いる場合にも、図3に準じた構成を採用することによって試験力制御を行うことができることは勿論である。   Further, in the above embodiment, the case where the motor 14a is driven and controlled under the load speed or the position control of the load mechanism has been described, but it can also be used for test force control. FIG. 4 is a block diagram showing the signal flow in that case. This example is an example in the case where a pulse drive type motor driver 23 equivalent to that shown in FIG. 2 is used. The FPGA 22 amplifies the output of the load cell 16 by an amplifier 25a and then an A / D converter 24. Digitized test force data is captured every moment. The FPGA 22 sequentially calculates and outputs the rate of pulses to be supplied to the motor driver 23 so that the test force data matches the operation pattern supplied from the CPU 21 in advance. Of course, even when a motor driver that operates by analog signals is used, the test force control can be performed by adopting the configuration according to FIG.

以上のような試験力制御においても、先の各例と同様にCPU21の負担が軽減されると同時に、他の処理によってモータ14aの制御に遅れを生じるといった不具合を解消することができる。   Even in the test force control as described above, the burden on the CPU 21 is reduced as in each of the previous examples, and at the same time, it is possible to eliminate problems such as delays in the control of the motor 14a due to other processes.

ここで、以上の各実施の形態においては、CPUから動作パターンが供給されることによってモータドライバを駆動制御するロジックとしてFPGAを用いたが、これに代えてPLDやDSPを用いても同等の作用効果を奏することができる。   Here, in each of the above embodiments, the FPGA is used as the logic for controlling the driving of the motor driver by supplying the operation pattern from the CPU. However, the same effect can be obtained by using a PLD or a DSP instead. There is an effect.

また、以上の各実施の形態においては引張試験を行うように設定された材料試験機に本発明を適用した例を示したが、圧縮試験や疲労試験等の他の試験にも本発明を等しく適用し得ることは言うまでもない。   In each of the above embodiments, an example in which the present invention is applied to a material testing machine set to perform a tensile test has been shown. However, the present invention is equally applied to other tests such as a compression test and a fatigue test. It goes without saying that it can be applied.

本発明の実施の形態の構成図であり、機械的構成を表す模式図と電気的構成を表すブロック図とを併記して示す図である。It is a block diagram of embodiment of this invention, and is the figure which writes together and shows the schematic diagram showing a mechanical structure, and the block diagram showing an electric structure. 図1の実施の形態における制御装置2の要部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the principal part structure of the control apparatus 2 in embodiment of FIG. 本発明の他の実施の形態における制御装置の要部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the principal part structure of the control apparatus in other embodiment of this invention. 本発明の更に他の実施の形態における制御装置の要部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the principal part structure of the control apparatus in further another embodiment of this invention. CPUにより負荷機構のモータを制御する従来の制御装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the conventional control apparatus which controls the motor of a load mechanism by CPU. CPUにより負荷機構のモータを制御する従来の制御装置の他の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the other structural example of the conventional control apparatus which controls the motor of a load mechanism by CPU.

符号の説明Explanation of symbols

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
14a モータ
14b 伝達機構
15a,15b 掴み具
16 ロードセル
17 伸び計
18 エンコーダ
2 制御装置
21 CPU
22 FPGA
23,26 モータドライバ
24 A−D変換器
25a,25b 増幅器
17 D−A変換器
W 試験片
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Test machine main body 11 Table 12a, 12b Screw rod 13 Cross head 14 Drive device 14a Motor 14b Transmission mechanism 15a, 15b Grasping tool 16 Load cell 17 Extensometer 18 Encoder 2 Control device 21 CPU
22 FPGA
23, 26 Motor driver 24 A-D converter 25a, 25b Amplifier 17 D-A converter W Test piece

Claims (1)

モータを駆動源とする負荷機構と、その負荷機構の駆動により試験片に負荷を加えたときに試験片に作用する試験力を検出する力検出手段と、上記負荷機構の位置に係る情報を検出する位置情報検出手段を備え、上記モータを試験力制御、負荷速度制御、もしくは負荷機構の変位制御のいずれかのもとに選択的にフィードバック制御する材料試験機において、
当該試験機を制御するためのCPUと、そのCPUから上記モータの動作パターンに係る情報を得て、その動作パターンに係る情報と当該モータの回転位相に対応するパルスを出力するエンコーダからの出力のカウント値との比較によりこのモータのドライバを制御するFPGA、PLDもしくはDSPのいずれかを備え、上記CPUは試験中に上記モータの制御に直接的に係わらないように構成されているとともに、このCPUには上記FPGA、PLDもしくはDSPから上記エンコーダの出力のカウント値が供給されるように構成されていることを特徴とする材料試験機。
A load mechanism using a motor as a drive source, force detection means for detecting a test force acting on the test piece when a load is applied to the test piece by driving the load mechanism, and detecting information relating to the position of the load mechanism In a material testing machine that includes position information detection means that selectively controls feedback of the motor based on any of test force control, load speed control, or load mechanism displacement control,
The CPU for controlling the test machine and the information related to the operation pattern of the motor are obtained from the CPU, and the output from the encoder that outputs the information corresponding to the operation pattern and the pulse corresponding to the rotation phase of the motor. FPGA which controls the driver of the motor by comparing the count value with one of the PLD or DSP, along with the CPU is configured to not involved in direct control of the motor during the test, the CPU Is configured to be supplied with the count value of the output of the encoder from the FPGA, PLD or DSP .
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