JP4479664B2 - 多連式試験システム - Google Patents

Description

本発明は、試験体に所望の負荷量を負荷する負荷機構を用いた試験システムに係り、特に、複数の試験機を用いて並列に試験を行う多連式試験システムに関する。

従来、疲労試験機によって、試験体に荷重を負荷し、試験体の疲労寿命を評価することが行われている。近年、１０⁷サイクルを越える超高サイクル領域の疲労寿命の評価を行うことが求められており、超高サイクル領域の疲労試験を行うと、長い時間がかかる。

疲労試験にかかる時間を短縮するために、図８に示すような、試験体への荷重負荷を高速に行うように制御する疲労試験機１１０が知られている。コンピュータ１１８からの指示に基づいて、高速制御装置１１６のマイコン１２０により、サーボアンプ１３０を制御して、疲労試験機ユニット１１２の油圧アクチュエータへの作動油の供給及び供給流量を調整するサーボバルブに試験波形を出力している。

また、このような超高サイクル領域の疲労寿命を評価する際には統計的評価が不可欠であるため、同一の荷重条件で疲労試験を多数回行う必要があり、疲労試験には更に長い時間がかかってしまう。

さらに疲労試験にかかる時間を短縮するために、複数の疲労試験機を用いて並列に試験を行うことが提案されており、複数の疲労試験機で１台の油圧源を共有し、各疲労試験機への供給ラインを１台の油圧源としての油タンク及び油圧ポンプに接続した多連式疲労試験機システムが知られている（特許文献１）。
特開２００３−７５３１５

しかしながら、上記特許文献１に記載の多連式疲労試験機システムでは、複数の疲労試験機の各々を独立した条件で制御するために、マイコンを含む制御装置を複数の疲労試験機毎に設ける必要があるため、コストがかかってしまう、という問題がある。また、制御プログラムの書き換えが容易にできないマイコンを含む専用の制御装置を用いると、異常検知時の各種リレー動作による油圧変動や電磁ノイズによる誤動作、他の試験機に及ぼす同様の誤動作に対して、柔軟に対処することができない、という問題がある。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、試験にかかる時間を短縮できると共に、多連化しても全ての試験機が長期間安定して試験を継続でき、かつ、コストを抑えることができる多連式試験システムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明に係る多連式試験システムは、試験体に所望の負荷量を負荷する負荷機構、及び前記試験体に負荷された負荷量を検出する検出器を備え、独立して配置された複数の試験機と、前記検出器によって検出された負荷量に基づいて、前記検出された負荷量が所定の目標値になるように前記負荷機構を制御するフィードバック制御処理、前記試験体の異常、前記試験機の異常、及び前記負荷機構の動力源の異常の少なくとも一つが検出されたときの異常時制御処理、及びオペレータとのインタフェース処理を含む試験処理を、前記複数の試験機に対してマルチタスク制御によって行う単一の情報処理装置とを含む多連式試験システムであって、前記情報処理装置は、何れかの試験機において試験体の異常が検出されたときの前記異常時制御処理において、他の試験機の動作を継続させたまま、前記何れかの試験機に対する前記目標値を、予め定められた一定の値に変更して定値制御し、前記情報処理装置は、オペレータが前記インタフェース処理により前記複数の試験機の何れかに対して指示する場合に、指示対象となる前記試験機を識別するためのインタフェース識別変数と、前記フィードバック制御処理及び前記異常時制御処理において使用する前記試験機を識別するための制御ユニット識別変数とを異ならせて設け、前記インタフェース処理の指示対象となる前記試験機を前記インタフェース識別変数によって識別し、前記フィードバック制御処理及び前記異常時制御処理において制御対象となる前記試験機を前記制御ユニット識別変数によって識別して、マルチタスク制御で複数の試験機を自動的に動作させる処理と、オペレータにより指示された処理との間で、試験機の混同が起きないようにし、マルチタスク制御により、他の処理が割り込んで実行された場合でも、割り込んで実行された処理との間で、試験機の混同が起きないように、前記制御ユニット識別変数を、使用される各処理内のみ有効となるローカル変数とし、オペレータが前記インタフェース処理により指示する試験機を変更する入力を行った場合のみ前記インタフェース識別変数を変更し、自動的に前記インタフェース識別変数が変更されないように、前記インタフェース識別変数を、オペレータが指示した全ての処理において有効となるグローバル変数とする。

ここで、負荷量とは、荷重、変位、ひずみなどの力学量や温度などをさす。

本発明に係る多連式試験システムによれば、単一の情報処理装置において、複数の試験機に対して、負荷機構をマルチタスク制御によって制御して、独立して配置された複数の試験機の各々では、負荷機構によって、所望の負荷量を試験体に負荷し、検出器によって、試験体に負荷された負荷量を検出する。

このとき、単一の情報処理装置において、検出器によって検出された負荷量に基づいて、検出された負荷量が所定の目標値になるように負荷機構を制御するフィードバック制御処理、試験体の異常、試験機の異常、及び負荷機構の動力源の異常の少なくとも一つが検出されたときの異常時制御処理、及びオペレータとのインタフェース処理（試験条件の入力、試験開始の指示、試験途中経過の確認、システム稼動状況の確認、試験の終了の指示、試験体の取り付け、取り外しに関する処理、試験結果、負荷履歴などの試験データ保存、等の処理）を含む試験処理を、複数の試験機に対してマルチタスク制御によって行う。
情報処理装置は、何れかの試験機において試験体の異常が検出されたときの異常時制御処理において、他の試験機の動作を継続させたまま、何れかの試験機に対する目標値を、予め定められた一定の値に変更して定値制御する。

上記のシステムを用いれば、複数の試験機によって、同時進行で試験を行うことにより、試験にかかる時間を短縮できると共に、多連化しても全ての試験機が長期間安定して試験を継続でき、情報処理装置を単一とし、複数の試験機で共有することにより、多連式試験システムにかかるコストを画期的に抑えることができる。また、オペレータが単一の情報処理装置から全ての試験機の操作を行えるので、運用工数が大幅に削減できる。

本発明に係る複数の試験機の各々の負荷機構は、単一の動力源に並列に接続されてなることを特徴とすることができる。これにより、多連式試験システムにかかるコストを更に抑えることができる。また、動力源のメンテナンスが容易になるというメリットがある。

本発明に係る情報処理装置の異常時制御処理は、試験体の異常、試験機の異常、及び負荷機構の動力源の異常の少なくとも一つを検出したときに、目標値を、異常原因毎に予め定められた一定の値に変更して定値制御することができる。これにより、他の試験機の制御に全く影響を及ぼさずに、異常が発生した試験機のみ動作を安全に停止させることができる。

本発明に係る試験機の負荷機構は、試験体に所望の荷重、変位、ひずみ、又は温度を負荷し、フィードバック処理は、試験体の変位を制御する変位制御モード、試験体に負荷される荷重を制御する荷重制御モード、荷重と変位とを同時に制御する荷重変位混合制御モード（荷重がある一定値を超えないように変位を制御するモード、または、その逆のモード）、及び試験体に生じるひずみを制御するひずみ制御モード、試験体の温度を制御する温度制御モード、及び温度と荷重、変位、及びひずみの何れかとを同時に制御する温度―力学量混合制御モード（温度をある一定値に保持しつつ、力学量を制御するモード、またはその逆のモード）の何れか１つ以上の制御モードを有し、少なくとも１つの試験機に対する試験体の取り付けを開始してから、全ての試験機から試験体を取り外すまで、制御モードの切り替えを行わずに同一の制御モードにより制御することができる。これにより、制御モードの切り替えによって他の試験機の動作へ影響を及ぼすことを防止することができる。

本発明に係る情報処理装置は、試験体が取り外されるとき及び取り付けられるときに、制御モードの切り替えを行わずに同一の制御モードで目標値のみを変更して制御する交換時処理を更に行う機能を有する。これにより、他の試験機の動作に影響を及ぼさないため、他の試験機の動作を継続させたまま、試験体の取り外し及び取り付けを行うことができる。

また、本発明に係る多連式試験システムは、複数の試験機の各々に対して、負荷機構を制御するための制御指令信号を出力する多チャンネル型のＤ／Ａボードを更に含み、Ｄ／Ａボードは、制御指令信号を示す出力データを格納する複数のバッファ領域を有し、制御指令信号を所定量だけ出力したときに、次の出力データを要求するイベント信号を情報処理装置に出して、先に前記バッファに格納した出力データの出力が完了する前に、次の出力データを、実行中のバッファのバッファ領域に格納する一連の作業を繰り返すことにより、連続して制御指令信号の出力を行う機能を有し、制御指令信号の出力完了時に次のバッファ領域に次の出力データが格納されていない場合は、一定の制御指令信号を出力すると共に、保持する機能を更に有することができる。これにより、情報処理装置がハングアップした際に、Ｄ／Ａボードからの一定の制御指令信号が出力され、各試験機を安全な状態で保持することができる。

なお、最後のバッファ領域に出力データを格納しており、空いている次のバッファが無いときは、先頭のバッファが次のバッファに相当するものとする。

また、本発明に係る情報処理装置は、制御指令信号の出力が完了する前に、次の出力データがＤ／Ａボードの次のバッファ領域に格納されるように、Ｄ／Ａボードからイベント信号が出された時点から先に格納した出力データが示す制御指令信号の出力が完了するまでの時間ｔ１よりも、次の出力データの格納にかかる時間ｔ２と、前記イベント信号を検知できない連続的に行われる処理のうち所要時間が最も長い処理にかかる時間ｔ３との和が短くなるように制御し、複数の試験機の各々に対して、制御指令信号を連続して出力するようにＤ／Ａボードを制御する処理をマルチタスク制御によって行うことができる。これにより、出力データの格納が短時間で完了するため、各試験機に対して、制御指令信号を連続的に出力することができる。

本発明に係る情報処理装置は、Ｄ／Ａボードによる制御指令信号の出力が停止されたときに、制御指令信号の出力を自動的に再開させる自動再開制御処理を更に行うことができる。これにより、万が一制御指令信号の出力が停止した場合でも自動的に復帰することができ、きわめて安定して長期間にわたり、試験システムを正常に動作させることができる。

また、本発明に係る情報処理装置は、オペレータが前記インタフェース処理により複数の試験機の何れかに対して指示する場合に、指示対象となる試験機を識別するための、オペレータが指示した全ての処理において有効となるグローバル変数であるインタフェース識別変数と、フィードバック制御処理、異常時制御処理、及び試験途中のデータを自動的に保存する自動データ保存処理において使用する試験機を識別するための、使用される各処理内のみ有効となるローカル変数である制御識別変数とを異ならせて設け、インタフェース処理の指示対象となる試験機をインタフェース識別変数によって識別し、フィードバック制御処理において制御対象となる試験機を制御識別変数によって識別することができる。これにより、複数の試験機を自動的にマルチタスク制御で動作させる処理と、オペレータにより指示された処理との間で、試験機の混同が無くなり、多連式試験システムの誤動作を防止することができる。

また、上記の制御識別変数は、使用される各処理内のみ有効となるローカル変数とすることができる。これにより、マルチタスク制御により、他の処理が割り込んで実行された場合でも、試験機の混同が無くなり、多連式試験システムの誤動作を防止することができる。また、上記のインタフェース識別変数は、オペレータが指示した全ての処理において有効となるグローバル変数とすることができる。これにより、オペレータが処理を指示する試験機が特定され、誤動作を防止することができる。

また、本発明に係る情報処理装置のフィードバック制御処理は、検出器によって検出された負荷量と目標値との誤差に基づく通常のフィードバック制御に加えて、目標値自体を所定時間毎に補正して制御することができる。これにより、誤差を直接反映させて、目標値を補正するため、広範囲な試験条件で安定して高精度な制御を行うことができる。

以上説明したように、本発明の多連式試験システムによれば、複数の試験機によって、同時に試験を行うことにより、試験にかかる時間を短縮できると共に、多連化しても全ての試験機が長期間安定して試験を継続でき、情報処理装置を単一とし、複数の試験機で共有することにより、多連式試験システムにかかるコストを抑えることができる、という効果が得られる。

以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。本発明の第１の実施の形態では、試験体に負荷する負荷量として荷重を、負荷機構として油圧式アクチュエータを、負荷機構の動力源として油圧を、それぞれ用いた疲労試験システムに本発明を適用した場合を例に説明する。

上記の特許文献１（特開２００３−７５３１５）では、多連式疲労試験機のうちの１つの疲労試験機において試験体が破断するなど異常が発生した際の処理方法に関する記述がなされていないが、例えば、異常が発生した試験機への作動油の供給を電磁弁などにより停止すると、油圧源における急激な油圧変動によって疲労試験機間で相互干渉が発生し、試験継続中の他の疲労試験機の油圧が変動してしまうため、安定した負荷制御を行うことができない、という問題が生じると考えられる。また、試験体が破損した際に何も行わないと制御不能になり油圧が異常に変動して他の試験体の破損や試験機に回復できないダメージを与える恐れがある。

そこで、本発明の第１の実施の形態では、異常が発生した場合に、試験継続中の他の疲労試験機に対して、安定した負荷制御を行うことができる多連式疲労試験システムについて説明する。

図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る多連式疲労試験システム１０は、独立して配置された、例えば６台の疲労試験機ユニット１２Ａ〜１２Ｆと、作動油を貯蔵する油タンク（図示省略）と作動油を加圧して供給する油圧ポンプ（図示省略）とからなる油圧源１４と、油圧源１４と疲労試験機ユニット１２Ａ〜１２Ｆとを並列に接続し、加圧された作動油を供給するための供給ライン２４Ａ〜２４Ｆ及び作動油を油圧源１４に戻すための戻りライン２６Ａ〜２６Ｆとを備えている。なお、油圧源１４は、疲労試験機ユニット１２Ａ〜１２Ｆによって共有されており、疲労試験機ユニット１２Ａ〜１２Ｆの各々には、供給ライン２４Ａ〜２４Ｆの各々によって作動油が独立に供給され、また、戻りライン２６Ａ〜２６Ｆの各々によって作動油が独立に戻される。

また、油圧源１４には、供給ライン２４Ａ〜２４Ｆの各々による作動油の供給又は停止を行うための電磁弁２８Ａ〜２８Ｆが設けられている。

また、多連式疲労試験システム１０には、アンプ類を集積しているアンプ類集積架台１６、疲労試験機ユニット１２Ａ〜１２Ｆを制御するためのコンピュータ１８、コンピュータ１８から出力されたデジタル信号をＤ／Ａ変換して、後述するサーボアンプ３０Ａ〜３０Ｆの各々に負荷波形を示すアナログ制御指令信号を出力する多チャンネル型Ｄ／Ａボード３２、後述するロードセルアンプ３４Ａ〜３４Ｆの各々から出力されたアナログ信号をＡ／Ｄ変換して、コンピュータ１８にデジタル信号を入力する多チャンネル型Ａ／Ｄボード４０、及び後述する恒温槽のヒータをＰＩＤ制御によってオンオフさせる恒温槽コントローラ４２Ａ〜４２Ｆが設けられている。

Ｄ／Ａボード３２は、アナログ制御指令信号を示す負荷波形データを格納する複数のバッファ領域を有し、アナログ制御指令信号を所定量だけ出力したときに、次の負荷波形データを要求するイベント信号をコンピュータ１８に出して、先に前記バッファに格納した負荷波形データの出力が完了する前に、次の負荷波形データを実行中のバッファのバッファ領域に格納する一連の作業を繰り返すことにより、連続してアナログ制御指令信号の出力を行う機能を有している。

アンプ類集積架台１６には、後述する電気油圧サーボバルブにアナログ制御指令信号を増幅して出力するサーボアンプ３０Ａ〜３０Ｆ、ロードセルから出力されたアナログ信号を増幅するロードセルアンプ３４Ａ〜３４Ｆ、後述する変位計から出力されるアナログ信号を増幅する変位計アンプ３８Ａ〜３８Ｆ、及び後述するひずみ計から出力されるアナログ信号を増幅するひずみ計アンプ３９Ａ〜３９Ｆが疲労試験機ユニット１２Ａ〜１２Ｆの各々に対して独立に設けられている。また、アンプ類集積架台１６には、上記のアンプ類の電源をオンオフするための電源スイッチ（図示省略）が設けられている。

また、Ａ／Ｄボード４０は、ロードセルアンプ３４Ａ〜３４Ｆ、変位計アンプ３８Ａ〜３８Ｆ及びひずみ計アンプ３９Ａ〜３９Ｆの各々から出力されたアナログ信号をＡ／Ｄ変換して、コンピュータ１８にデジタル信号を入力するようになっている。

また、油圧源１４及び疲労試験機ユニット１２Ａ〜１２Ｆの各々は、冷却水が入るようになっており、また、排水されるようになっている。

また、コンピュータ１８には、後述する疲労試験処理ルーチンを含む各種プログラムと試験データとを記憶するメモリとハードディスクとが設けられており、コンピュータ１８からこのプログラムに従って動作することによって、疲労試験機ユニット１２Ａ〜１２Ｆの各々の電気油圧サーボバルブを制御するための負荷波形データを生成し、Ｄ／Ａボード３２Ａ〜３２Ｆの各々に負荷波形データを示すデジタル信号を出力する。また、コンピュータ１８は、疲労試験機ユニット１２Ａ〜１２Ｆの各々の油圧アクチュエータを個別に制御し、疲労試験機ユニット１２Ａ〜１２Ｆの各々に対する制御は、マルチタスク制御によって並列に行われる。コンピュータ１８には、負荷波形データを示すデジタル信号の出力停止を生じさせる恐れがあるハードディスクを用いた仮想メモリの利用を防止するために、容量が大きいＲＡＭが設けられている。

疲労試験機ユニット１２Ａ〜１２Ｆの各々は、図２に示すように、例えば防振ゴムを介して床面上に矩形状に形成されたフレーム５０と、フレーム５０の下梁に取り付けられることによりフレーム５０に支持され、かつ、油圧によって試験体５２に荷重を負荷する油圧アクチュエータ５４を備えている。油圧アクチュエータ５４は、下梁に固着されたシリンダと、シリンダの内部空間を上室および下室に仕切るように設けられたピストンとから構成されている。

また、油圧アクチュエータ５４のピストンからシリンダを貫通して上方に延びるように下部のロッド５６が設けられている。ロッド５６の上端には、試験体５２が配置されており、ロッド５６の上端に設けられたチャック（図示省略）により試験体５２が保持される。

また、ロッド５６には、高温試験を行う際にロッド５６を水冷するための水冷ジャケット５７が設けられている。

フレーム５０の上梁には、試験体５２に負荷された荷重を検出するロードセル５８が取り付けられている。また、ロードセル５８の下端には下部のロッド６０が取り付けられており、ロッド６０の下端には試験体５２が配置されている。ロッド６０の下端には試験体５２を保持するチャック（図示省略）が設けられている。また、ロードセル５８は、試験体５２に負荷された荷重を検出し、ロードセルアンプ３４Ａ〜３４Ｆの何れかに荷重を示すアナログ信号を出力する。

また、試験体５２にはひずみ計５９が設けられており、ひずみ計５９は、試験体５２のひずみを検出し、検出されたひずみを示すアナログ信号をひずみ計アンプ３９Ａ〜３９Ｆの何れかに出力する。ひずみ計５９としては、例えば、試験体表面に接着した、ひずみ−電気抵抗変換式箔ひずみゲージや、クリップゲージなどの接触式伸び計、ビデオカメラなどの非接触式伸び計を用いることができる。

また、ロッド６０には、試験体に加わる荷重軸の偏心を防止するためにロッド６０の位置を調整する軸芯調整装置６２と、高温試験を行う際にロッド６０を水冷するための水冷ジャケット６４とが設けられている。また、軸芯調整装置６２には、例えば、金属部材で構成された球面座が用いられており、球面座の周りに配置したボルトを調整することによりロッド５６とロッド６０との軸芯を合わせ、試験体に偏心荷重が加わらないようになっている。

水冷ジャケット６４には、外部から冷却水が入るようになっており、この冷却水は、更に水冷ジャケット５７に入るようになっており、水冷ジャケット５７から排水が出されるようになっている。これらの水冷ジャケットは、高温試験の際、恒温槽７６からの熱がロードセル５８や油圧アクチュエータ６４に影響するのを防止する。

また、供給ライン２４Ａ〜２４Ｆによって油圧アクチュエータ５４に作動油が供給される部分に、電磁比例弁により油圧アクチュエータ５４への作動油の供給及び油流量を調整する電気油圧サーボバルブ７０が設けられており、また、供給ライン２４Ａ〜２４Ｆの各々には、供給ライン２４を通して供給される作動油の油圧の脈動を低減させるためのアキュムレータ７２が設けられている。なお、電気油圧サーボバルブ７０には、戻りライン２６Ａ〜２６Ｆの何れかが接続されている。

また、電気油圧サーボバルブ７０には、サーボアンプ３０Ａ〜３０Ｆの何れかが接続されており、サーボアンプ３０Ａ〜３０Ｆの何れかから入力された負荷波形を示すアナログ信号に基づいて、電気油圧サーボバルブ７０は、油圧アクチュエータ５４への作動油の供給流量を調整する。

また、油圧アクチュエータ５４には、ピストンの変位を検出するための変位計７４が設けられており、変位計７４からピストンの変位を示すアナログ信号が変位計アンプ３８Ａ〜３８Ｆの何れかへ出力される。

また、疲労試験機ユニット１２には、試験体５２を囲むようにフレーム５０に支持され、かつ、ヒータをオンオフまたはヒータに流れる電流を制御することにより試験体５２を加熱して一定温度に保持するための恒温槽７６が設けられている。恒温槽７６は、恒温槽コントローラ４２Ａ〜４２Ｆの何れかと接続されており、恒温槽７６から恒温槽７６の槽内の温度を示す信号を恒温槽コントローラ４２Ａ〜４２Ｆの何れかに出力し、恒温槽コントローラ４２Ａ〜４２Ｆが例えばＰＩＤ制御により温度制御を行う。

高周波数で精度よく負荷波形に応じた荷重を伝達するために、上述したフレーム５０、フレーム５０に取り付くロッド５６、６０、及び油圧アクチュエータ５４の固定は、全ての金属部材の面接触によって構成されている。これは、樹脂等の低剛性部材などが介在すると荷重伝達が円滑でなく、また、荷重伝達経路に突起物や傾斜接触面などが存在すると軸芯のずれ（偏心）の原因や振幅の伝達の妨げになるからである。

上述したフレーム５０、油圧アクチュエータ５４、ロッド５６、６０、水冷ジャケット５７、６４、ロードセル５８、ひずみ計５９、軸芯調整装置６２、電気油圧サーボバルブ７０、変位計７４、及び恒温槽７６は、複数の疲労試験機ユニット１２Ａ〜１２Ｆの各々に対して個別に設けられている。

なお、コンピュータ１８は、従来公知のパーソナルコンピュータの一般的な構成や機能を備えていればよく、コンピュータ１８の一般的な機能や構造については、説明を省略する。

次に、本発明の第１の実施の形態に係る作用について説明する。まず、コンピュータ１８において、図３に示す処理ルーチンが、複数の疲労試験機ユニットに対してマルチタスク制御によって並列に実行される。なお、マルチタスク制御は、従来既知の時分割形式などによって実現され、以下では、疲労試験機ユニット１２Ａに対する疲労試験処理ルーチンを例に説明する。

まず、油圧源１４を起動し、電磁弁２８Ａ〜２８Ｆを開き、疲労試験機ユニット１２Ａ〜１２Ｆのすべてに作動油を供給し、供給ライン２４によって、アキュムレータ７２及び電気油圧サーボバルブ７０を介して油圧アクチュエータ５４に作動油を供給する。

そして、ステップ１００において、荷重制御モードで、目標荷重の設定値を微小な引張荷重（例えば＋１ｋｇｆ）に設定すると、下部のロッド５６が、最下部まで下降し、その状態でステップ１０４において、オペレータによって、上部のロッド６０と下部のロッド５６との間に試験体５２が配置される。第１の実施の形態では、試験体５２の上下部ロッド６０、５６への固定部がボタンヘッド型形状を有し、ボタンヘッドの両端面で圧縮荷重を、同じく肩部で引張荷重をそれぞれ受ける形式の疲労試験を例に説明する。次に、ステップ１０６へ進み、目標荷重の設定値を所定の圧縮荷重（試験体５２の材質、寸法、試験温度に依存するが、試験体５２が損傷を受けない程度の低い荷重、例えば、試験部直径４ｍｍの円形断面を有するアルミ合金製試験体で−３０ｋｇｆ）に設定すると、下部のロッド５６が上昇して試験体５２がロッド６０とロッド５６との間に隙間なく接触し、圧縮荷重が加えられている状態で、ステップ１０８において、オペレータにより、上下部のチャックがロッド５６、６０に固定され、次にステップ１１４において、目標荷重をゼロ荷重（０ｋｇｆ）に設定し、ステップ１１６において、後述する疲労試験処理を行い、ステップ１１８において、試験体取り外し処理を行い、処理ルーチンを終了する。

なお、上記のステップ１００からステップ１１８の間には、制御モードを切り換えず、荷重制御モードのままとなっている。

次に、上記のステップ１１６を実現する疲労試験処理ルーチンについて図４を用いて説明する。まず、ステップ１３０において、疲労試験機ユニット１２Ａで行われる疲労試験に関する条件入力画面をコンピュータ１８のディスプレイ（図示省略）に表示し、ステップ１３２において、疲労試験に関する条件が入力されたか否かを判定する。オペレータがコンピュータ１８のキーボードやマウス（図示省略）によって、疲労試験に関する条件として、試験体５２の温度や、試験体５２へ負荷する応力の平均値、振幅などを入力すると、ステップ１３２からステップ１３４へ進み、入力された値に基づいて、恒温槽７６の温度の目標値や、荷重の目標値、振幅の目標値、荷重の異常を判別する上下限値、及び振幅の異常を判別する限界値を算出して、算出された目標値及び限界値を疲労試験のパラメータとして設定する。また、恒温槽７６の温度の目標値を示すデータを、恒温槽コントローラ４２に出力し、恒温槽コントローラ４２の制御に関するパラメータとして設定する。なお、試験体５２の温度と恒温槽７６の温度とは、予め設けられたテーブルによって関係付けられており、入力された試験体５２の温度に対応する恒温槽７６の温度をこのテーブルに基づいて決定する。

次いでステップ１３５においてオペレータが試験のスタートの指令を入力する。この指令では、自動スタートと即時スタートとを選択することでき、ステップ１３６において、自動スタートか即時スタートかが判定され、即時スタートが選択されていた場合には、ステップ１３８へ移行するが、自動スタートが選択されていた場合には、ステップ１３７へ移行する。

ステップ１３７において、恒温槽７６の温度が設定値に到達したか否かを判定する。恒温槽コントローラ４２によって恒温槽７６のヒータがオンにされ、試験体５２の加熱が開始され、恒温槽７６の温度が、設定された恒温槽７６の温度に到達すると、ステップ１３７からステップ１３８へ進む。なお、試験体取り付け後、加熱又は冷却を行うときには、制御モードを荷重制御モードとすることが望ましい。これにより加熱又は冷却過程において試験体に熱応力が発生するのを防止できる。また、この際の目標荷重の設定値は例えば、０ｋｇｆとする。また、ロッド５６を変位させる変位制御モードなどの荷重制御モード以外のモードで加熱又は冷却を行う場合には、加熱・冷却に伴う熱応力の発生回避を別の方式で行う必要がある。これには例えば、目標荷重をゼロ一定になるように荷重以外の制御設定値を変化させる方法がある。この際にも上記のステップ１００からステップ１１８までの間で制御モードを切り替えない。

ステップ１３８では、試験体５２への負荷を開始する。なお、設定温度に到達したときに、試験体５２への負荷を開始するのではなく、設定温度に到達してから一定時間状態を保持した後に、試験体５２への負荷を開始してもよい。この保持時間の設定値は、自動スタートの指令を入力する前にオペレータがコンピュータ１８に入力しておく。

コンピュータ１８から負荷開始の指令が出されると、電気油圧サーボバルブ７０は、Ｄ／Ａボード３２から出力された負荷波形を示すアナログ信号に基づいて、油圧アクチュエータ５４に供給する作動油の流量を調整し、油圧アクチュエータ５４によって、供給された作動油の油圧により試験体５２に荷重を負荷し、試験体５２に対し、設定した平均荷重を中心として所定の振幅荷重を所定の周波数で繰り返し負荷する。なお、作動油の油圧は、疲労試験機ユニット１２Ａ〜１２Ｆの全てに対して一定となっている。

そして、ステップ１４０では、ロードセル５８により検出している荷重と変位計７４により検出しているピストン変位との現在値とそれらの波形、ピストン変位のピーク値の履歴、及び負荷された荷重のピーク値の履歴を一定時間毎にコンピュータ１８のディスプレイに表示し、ステップ１４２において、試験体５２の異常、疲労試験機ユニット１２Ａのシステム異常、又は油圧源１４の異常が発生したか否かを判定し、変位計アンプ３８ＡからＡ／Ｄボード４０Ａを介して入力された油圧アクチュエータ５４のピストンの変位を示すデジタル信号及びロードセルアンプ３４ＡからＡ／Ｄボード４０を介して入力された荷重を示すデジタル信号に基づいて、ピストンの変位の上下限値及び負荷されている荷重の上下限値を監視し、これらの上下限値が、ステップ１０４において設定された限界値以内であると、ステップ１４０へ戻るが、上下限値が限界値を超えると、試験体５２の破断を含む異常、疲労試験機ユニット１２Ａのシステム異常、又は油圧源１４の異常が発生したと判定し、ステップ１４４へ移行する。なお、このとき、試験体５２の異常であるか、疲労試験機ユニット１２Ａのシステム異常であるか、又は油圧源１４の異常であるか否かが特定される。この際、振幅については、限界値より小さい場合を異常と判別する。

そして、ステップ１４４において、試験体５２が未破断の場合も想定して、試験体５２の残留強度よりも十分に低い、一定の微小な引張応力を負荷するように、目標荷重を変更する。例えば、試験部直径４ｍｍの円形断面を有するアルミ合金製試験体の場合、引張荷重が＋１ｋｇで一定値になるように、目標荷重を変更する。これによって、油圧アクチュエータ５４のピストンが、試験体５２に微小な引張荷重が負荷される方向に移動する。試験体５２が分離破断している場合は、油圧アクチュエータ５４のピストンが最下位置まで移動し、破面が保護される。なお、電磁弁２８Ａを開いたままとし、作動油が油圧源１４から供給されている状態を保持する。

なお、異常は、試験体５２の破断の他に、試験体５２の異常として、亀裂の発生、進展による剛性低下があり、また、疲労試験機ユニット１２のシステム異常として、荷重、変位、ひずみの異常や恒温槽の温度の異常がある。また、油圧源１４の異常として、油圧の異常や油温の異常がある。上記試験体５２の異常は負荷量の測定値から判別するが、別に検出用センサを用いて判別しても良い。

ロードセル５８、ひずみ計５９、及び変位計７４が検出した値のピーク値、振幅値を所定の時間毎に監視し、予め設定した限界値を超えた場合には、過負荷や振幅不足の異常が検出される。また、荷重制御モードにおいて、所定の目標値がかからない場合には、試験体５２の破断、又は剛性の低下が検出され、変位制御モード、ひずみ制御モードにおいて、荷重が急激に低下し、荷重振幅がゼロ一定になった場合にも、試験体５２の破断、又は剛性の低下が検出される。上述した異常の場合には、微小な引張荷重を負荷するように、目標荷重を変更する。

また、恒温槽７６内に設けた温度センサーによって、温度異常が検出された場合には、目標温度を例えば室温（２０℃）に変更すると共に、微小な引張荷重を負荷するように、目標荷重を変更する。

そして、ステップ１４６において、恒温槽７６の作動状態を保持するように、恒温槽７６の目標温度を例えば室温と等しい温度に変更する。次のステップ１４８では、コンピュータ１８のディスプレイに警報を表示し、オペレータに疲労試験機ユニット１２Ａに異常が発生したことを知らせ、ステップ１５０において、疲労試験に関する結果として、疲労試験に関する条件、各種値の履歴、異常発生までの時間、繰り返し数、異常発生時の負荷波形を保存し、疲労試験処理ルーチンを終了する。

他の疲労試験機ユニット１２Ｂ〜１２Ｆについては、引き続き上述した疲労試験処理ルーチンがマルチタスク制御によって実行される。このとき、疲労試験機ユニット１２Ａにおいて試験体５２の破断を含む異常が発生しても、電磁弁２８Ａを閉じずに、作動油を供給し続けるため、電磁弁２８Ａの開閉による油圧変動が発生しないため、他の疲労試験機ユニット１２Ｂ〜１２Ｆに油圧変動による相互干渉が発生しない。

また、疲労試験機ユニット１２Ａの恒温槽７６の作動状態を保持するため、他の疲労試験機ユニット１２Ｂ〜１２Ｆの恒温槽７６の温度を制御するための信号、ロードセル５８や変位計７４、ひずみ計５９からの出力信号、及び負荷波形を制御するための信号など、本システムの制御に関わる電気信号にノイズが入らないため、安定した負荷波形制御及び温度制御を行うことができる。

疲労試験機ユニット１２Ａ〜１２Ｆの各々で疲労試験を行っているときに、コンピュータ１８のディスプレイに現在値、波形、及び履歴を表示するが、全ての疲労試験機ユニット１２Ａ〜１２Ｆの表示を一画面にまとめて表示する画面と、疲労試験機ユニット１２Ａ〜１２Ｆの何れかの詳細を表示する画面とを切り換えて表示することができ、オペレータによるマウスのクリックなどによって、表示画面を切り換えるようになっている。

上記のように、目標荷重に基づいて、負荷波形データをＤ／Ａボード３２に出力する場合には、ロードセル５８からの出力に基づいて、所定の時間間隔で、負荷波形データを更新する。

また、Ｄ／Ａボード３２は、アナログ制御指令信号の出力完了時にバッファ領域に次の負荷波形データが格納されていない場合は、一定の値の制御指令信号を出力すると共に、保持する機能を有しており、これにより、コンピュータ１８がハングアップしても、Ｄ／Ａボード３２からの負荷波形を示すアナログ制御指令信号の出力が異常とならずに、各疲労試験ユニット１２を安全な状態で保持する。

また、負荷波形データの更新は、従来のフィードバック制御に加えて、ロードセル５８によって検知した荷重と目標荷重との誤差に基づいて、目標荷重を所定時間ごとに補正する。また、この補正は、誤差量に対して複数のステップで緩やかに行う。これにより制御のハンチングが抑えられ、滑らかな制御が可能となる。従来のＰＩＤ制御では制御偏差が残ってしまうが、本実施形態に係る多連式疲労試験システムでは、誤差を直接反映させて目標荷重を補正するため、広範囲な試験条件で安定して高精度な制御が行われる。

また、コンピュータ１８は、Ｄ／Ａボード３２からの負荷波形の出力が停止した場合に、これを検知して、自動的に負荷波形の出力を再開させる機能を有している。例えば、Ｄ／Ａボード３２からの負荷波形データ要求イベントを検知して制御を行っているが、試験制御以外の操作でＣＰＵに過剰な負荷がかかるなどして、万が一、この割り込み検知に失敗し、アナログ制御指令信号の出力が停止した場合、Ｄ／Ａボード３２からの負荷波形データの更新は、停止直前の負荷波形データに基づいて行い、制御を再開させる。

これにより、万が一負荷波形の出力が停止した場合でも自動的に復帰することができ、極めて安定して長期間にわたり、疲労試験機ユニット１２をすべて正常に動作させることができるようになっている。

また、コンピュータ１８が実行する図３に示す処理ルーチンを実行するためのプログラムは、負荷波形データを更新するためのプログラムモジュールを有しており、このプログラムモジュールは、アナログ制御指令信号の出力が完了する前に、次の負荷波形データがＤ／Ａボード３２のバッファ領域に格納されるように、アナログ制御指令信号が所定量だけ出力され次の負荷波形データが要求された時点から先に格納した負荷波形データが示すアナログ制御指令信号の出力が完了するまでの時間ｔ１よりも、次の負荷波形データの格納に係る時間ｔ２と割り込みイベント信号を検知できない連続的に行われる処理のうち所要時間が最も長い処理にかかる時間ｔ３との和が短くなる（すなわち、ｔ１＞ｔ２＋ｔ３となる）ように制御することによって、複数の疲労試験機ユニット１２の各々に対して、アナログ制御指令信号を連続して出力させる処理をマルチタスク制御によって行う。すなわち、マルチタスク制御を、試験機を停止させることなく行うため、プログラムの実行時間は、Ｄ／Ａボード３２のデータ更新を連続して行えるように短くし、負荷波形の制御が、連続的に停止することなく行えるようにする。あるいは、所定の処理時間内にＤ／Ａボード３２からのデータ要求割り込みを検出できるよう、プログラムに割り込み検知機能を設けてもよい。

また、上記のプログラムにおいて、各疲労試験機ユニット１２の各種制御を行う際に、疲労試験機ユニット１２の識別に用いる制御ユニット識別変数と、オペレータがキーボード、マウスなどの外部入力装置を用いて試験条件の設定や試験の状態確認を行う際に、特定の疲労試験機ユニット１２へアクセスするための処理において、疲労試験機ユニット１２の識別に用いるインタフェースユニット識別変数とを別々の変数として区別して設ける。これにより、プログラムが自動的に割り込み処理により実施する各疲労試験機ユニット１２の制御と、外部からオペレータの操作により特定の疲労試験機ユニット１２にアクセスする工程の間で疲労試験機ユニット１２の混同がなくなり、多連式疲労試験システム１０における誤動作を防止することができる。

また、上記において、制御ユニット識別変数は、細分化された個別のプログラムモジュール内で使用する際には、そのモジュール内だけで有効なローカル変数となっている。これにより、マルチタスク制御により個別プログラムの実行中に他のプログラムモジュールの制御が割り込んで実行された場合でも対象の疲労試験機ユニット１２の混同が生じず、多連式疲労試験システムが安定して動作する。

また、インタフェースユニット識別変数は、細分化された個別のプログラムモジュール間で共通して利用できるグローバル変数となっている。あるいは、このグローバル変数であるインタフェースユニット識別変数を介して個別のプログラムモジュール内のローカル変数として再定義されて、使用される。更にグローバル変数の値は、オペレータがアクセスするユニットを意図的に変更する入力を行った場合のみ変更するものとし、それ以外の場合に、プログラム側で勝手に変更することは行わない。これにより、オペレータがアクセスする疲労試験機ユニットが特定され、誤動作が回避される。

次に、上記のステップ１１８を実現するための試験体取り外し処理ルーチンについて図５を用いて説明する。まず、ステップ１６０において、試験体５２が破断したか否かを判定し、上記のステップ１４２において、試験体５２が分離破断したと判定されていた場合には、上記のステップ１１４の微小な引張荷重によって、下部のロッド５６が可動範囲の最下限位置で停止している状態で、ステップ１６１において、オペレータによって、上下部の固定治具を取り外し、ステップ１６２において、試験体の上下が取り外され、試験体取り外しルーチンを終了する。

一方、試験体５２が未破断であった場合には、ステップ１６４において、目標荷重を微小な圧縮荷重（例えば−１ｋｇｆ）に設定し、ステップ１６６で、オペレータによって、上下部の固定治具が取り外されると、ステップ１６８において、目標荷重を微小な引張荷重（例えば＋１ｋｇｆ）に設定し、下部のロッド５６が最下限位置まで下降した状態で、ステップ１７０において、オペレータによって試験体５２が取り外されて、試験体取り外し処理ルーチンを終了する。

上述した試験体を取り付けるルーチンと試験体取り外し処理ルーチンによって、少なくとも１つの疲労試験機ユニット１２に試験体５２を取り付けてから全ての疲労試験機ユニット１２から試験体５２を取り外すまで、制御モードを切り替えず、荷重制御モードのままで、試験体５２に過大な荷重を加えることなく取り外すことができる。一方、従来の技術では、試験体の取り付けは荷重制御と変位制御との混合モードで行い、その後、試験を開始するときに、制御モードを試験のための荷重制御モードに切り替える。荷重制御と変位制御との混合モードは、荷重がある一定値を超えないように変位制御するモードとなっており、試験体の取り付け及び取り外しの際に試験体に過大な荷重が加わるのを防止する機能であるが、試験体の取り付け完了後に試験のための荷重制御モードに切り替える必要があるため、電磁ノイズによる誤動作や、ゲイン調整の不足による異常振動を生じる恐れがある。例えば、制御モードの切り替えは、フィードバック制御処理に用いる入力として、ロードセル５８、ひずみ計５９、及び変位計７４の何れかの出力を選択することにより行われ、その際、各制御モードに適した制御感度に切り替わるため、切り替え前後の制御感度が大きく異なっていると、切り替えにより油圧アクチュエータ５４のピストンが急激に変位し、試験体５２に過負荷が加わってしまう。これを防止するために、予め適正な制御感度に調整しておくことが行われるが、その際に、ピストンの異常振動が起きることがあり、非常停止しなければならなくなる。

以上説明したように、本発明の第１の実施の形態に係る多連式疲労試験システムによれば、複数の疲労試験機ユニットの各々において同時に疲労試験を行うことにより、疲労試験にかかる時間を短縮できる。また、複数の疲労試験機ユニットを個別にして配置し、各疲労試験機ユニットのロードセルによって検出された荷重、変位計によって検出された変位、及びひずみ計によって検出されたひずみに基づいて、疲労試験機ユニットに試験体の破断を含む異常が発生したと判定したときに、複数の疲労試験機ユニット間に油圧変動による相互干渉が起きないように、電気油圧サーボバルブを制御し、異常が発生した疲労試験機ユニットへ作動油を供給している状態を保持すると共に、油圧アクチュエータによって試験体に微小な引張荷重が負荷されるように電気油圧サーボバルブを制御することにより、急激な油圧変動が発生するのを防止するため、試験継続中の他の疲労試験機ユニットに対して安定した負荷制御を行うことができ、疲労試験機ユニットを多連化しても長期間安定して試験を継続することができる。

また、単一の油圧源及び単一のコンピュータを複数の疲労試験機ユニットで共有することにより、多連式疲労試験システムにかかるコストを抑えることができる。

また、試験体が破断したときに、油圧アクチュエータによって試験体に引張荷重が負荷される方向に電気油圧サーボバルブを制御することにより、試験体の破断面を保護することができる。

また、恒温槽によって、試験体を所望の温度に加熱した状態で疲労試験を行うことができ、また、疲労試験機ユニットに異常が発生したときに、恒温槽の作動状態を保持するように恒温槽を制御するため、試験継続中の他の疲労試験機ユニットに対して、安定した負荷波形制御及び温度制御を行うことができる。

また、コンピュータにおいてマルチタスク制御によって複数の疲労試験機ユニットの各々を制御することにより、疲労試験にかかるオペレータの時間を更に短縮することができる。

また、コンピュータによって負荷波形データを生成し、負荷波形データを示す信号を入力して電気油圧サーボバルブを制御することにより、高精度に電気油圧サーボバルブを制御することができ、高精度に試験体の疲労強度特性を評価することができる。

また、コンピュータのマウスのクリックなどによって、複数の疲労試験機ユニットの情報を一括表示した画面と、複数の疲労試験機ユニットの何れかの詳細情報を表示した画面とを切り換えられるようにすることにより、オペレータの利便性を向上させることができる。

また、試験体の温度が目標温度に到達してから、自動的に荷重の負荷を開始するようにすることにより、オペレータの手間を軽減させることができる。

また、疲労試験機ユニットのフレームを防振ゴムによって形成することにより、複数の疲労試験機ユニット間相互の振動の影響をなくすことができる。

また、コンピュータがハングアップした際に、Ｄ／Ａボードから一定の値の制御指令信号を出力すると共に、保持することにより、各疲労試験機ユニットを安全な状態で保持することができる。

また、Ｄ／Ａボードによる負荷波形の出力が停止されたときに、負荷波形の出力を自動的に再開させるようにＤ／Ａボードを制御する機能をコンピュータに設けることにより、万が一負荷波形の出力が停止した場合でも自動的に復帰することができ、きわめて安定して長期間にわたり、多連式疲労試験システムを正常に動作させることができる。

なお、上記では、荷重制御モードにより疲労試験を行う場合を例に説明したが、荷重制御モードによりクリープ試験を行ってもよい。また、変位制御モードやひずみ制御モードにより、引張試験、曲げ試験、リラクゼーション試験を行うようにしてもよい。さらに、ひずみ制御モード下で温度制御し、加熱―冷却の熱サイクルを与えることにより、熱疲労試験を行うようにしてもよい。

次に、第２の実施の形態について説明する。第１の実施の形態と同様の構成及び作用である部分については、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

第２の実施の形態では、試験体５２をねじによって固定している点が第１の実施の形態と異なっている。また、試験体５２には、上下にねじ部が設けられ、上下のねじ部には固定用のナットが配置されている。

他の構成については、第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。

次に、第２の実施の形態の作用について説明する。まず、コンピュータ１８において、図６に示す処理ルーチンが、マルチタスク制御によって並列に実行される。以下では、疲労試験機ユニット１２Ａに対する疲労試験処理ルーチンを例に説明する。

まず、ステップ１００において、荷重制御モードで、目標荷重の設定値を微小な引張荷重（例えば＋１ｋｇｆ）に設定すると、下部のロッド５６が、最下部位置まで下降し、その状態でステップ２００において、オペレータによって、上部のロッド６０と下部のロッド５６との間に試験体５２が配置され、試験体５２の下部のねじが下部ロッド５６の上面に取り付けたホルダに所定回転数だけねじ込まれる。次に、ステップ１０６へ進み、目標荷重の設定値を所定の圧縮荷重（例えば、試験部直径４ｍｍの円形断面を有するアルミ合金製試験体で−１ｋｇｆ）に設定する。

そして、下部のロッド５６が上昇して、試験体５２がロッド６０とロッド５６との間に隙間なく接触した状態で、ステップ２０２において、試験体５２を回転させ、試験体５２の上部のねじを上部のロッド６０のホルダに所定の回転数だけねじ込む。このとき、上部のホルダのめねじの位相と試験体５２の上部のおねじの位相とがあっていないとねじ込めないが、この位相あわせは上部のロッド６０を手で掴み上下方向に微小荷重を付与して、下部のロッド５６をわずかに上下させることで可能になる。試験体５２に回転力を加えながらこの作業を行うと、位相があったときに簡単にねじ込むことができる。少しねじ込むことができると、ステップ２０４へ進み、目標荷重をゼロ荷重に設定し、その後のねじ込みを容易にし、ステップ２０６において、オペレータによって、試験体５２がねじ込まれ、試験体５２の上下のねじ込み量がほぼ均一になると、ステップ２０８において、目標荷重を所定の引張荷重（試験体５２が損傷を受けない程度の低い荷重、例えば、試験部直径４ｍｍの円形断面を有するアルミ合金製試験体で＋３０ｋｇｆ）に設定する。

そして、ステップ２１０において、オペレータによって、試験体５２の上下のねじ部に配置しておいた固定用ナットを回転させ、上下のホルダに所定のトルクで押し付けて試験体５２をホルダに隙間なく固定し、ステップ１１４へ進み、目標荷重をゼロ荷重（０ｋｇｆ）に設定し、ステップ１１６において、上述した疲労試験処理を行い、ステップ２１２において、試験体取り外し処理を行い、処理ルーチンを終了する。

次に、上記のステップ２１２の試験体取り外し処理を実現するための試験体取り外し処理ルーチンについて図７を用いて説明する。

まず、ステップ１６０において、試験体５２が破断したか否かを判定し、上記のステップ１４２において、試験体５２が分離破断したと判定されていた場合には、上記のステップ１１４の微小な引張荷重によって、下部のロッド５６が稼動範囲の最下限位置で停止している状態で、ステップ２２０において、オペレータによって、上下の固定用のナットが緩められ、ステップ２２１において、試験体５２の上下が取り外され、試験体取り外し処理ルーチンを終了する。

一方、ステップ１６０において、試験体５２が未破断であると判定されると、ステップ２２２において、目標荷重を所定の引張荷重（例えば、試験部直径４ｍｍの円形断面を有するアルミ合金製試験体で＋１０ｋｇｆ）に設定し、試験体５２に引っ張り荷重を加えた状態で、ステップ２２４において、オペレータによって、上下の固定用ナットが緩められ、ステップ２２６において、目標荷重をゼロ荷重に設定し、上下いずれかのホルダに試験体５２をねじ込むことが可能になるようにする。

そして、ステップ２２８で、オペレータによって、上記でねじ込まれた試験体５２の上下いずれかと反対側のねじが完全に外され、ステップ１６８へ移行し、目標荷重を微小な引張荷重に設定する。そして、下部のロッド５６が最下限位置まで下降した状態で、ステップ２３０において、オペレータによって、上記で取り外されたねじと反対側のねじが取り外されて、試験体５２が取り外され、試験体取り外し処理ルーチンを終了する。

以上説明したように、第２の実施の形態に係る多連式疲労試験システムによれば、ねじによって固定する試験体を取り付ける場合に、制御モードを切り替えず、荷重制御モードのままで、取り付けることによって、制御モードの切り替えによる他の疲労試験機ユニットの動作への影響が発生することを防止することができるため、疲労試験機ユニットを多連化しても長期間安定して試験を継続することができる。

また、試験体を取り外す場合にも、制御モードを切り替えず、荷重制御モードのままで、試験体に過大な荷重を加えることなく取り外すことができる。

本発明の第１の実施の形態に係る多連式疲労試験システムの構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係る疲労試験機ユニットの構成を示す概略図である。 本発明の第１の実施の形態に係るコンピュータの処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係るコンピュータの疲労試験処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係るコンピュータの試験体取り外し処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係るコンピュータの処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係るコンピュータの試験体取り外し処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。 従来の疲労試験機の構成を示す機能ブロック図である。

符号の説明

１０ 多連式疲労試験システム
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ、１２Ｆ 疲労試験機ユニット
１４ 油圧源
１６ アンプ類集積架台
１８ コンピュータ
２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄ、２４Ｅ、２４Ｆ 供給ライン
２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ、２６Ｅ、２６Ｆ 戻りライン
２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ、２８Ｄ、２８Ｅ、２８Ｆ 電磁弁
４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ、４２Ｄ、４２Ｅ、４２Ｆ 恒温槽コントローラ
５０ フレーム
５２ 試験体
５４ 油圧アクチュエータ
５６、６０ ロッド
５８ ロードセル
５９ ひずみ計
７０ 電気油圧サーボバルブ
７２ アキュムレータ
７４ 変位計
７６ 恒温槽

Claims (9)

1. 試験体に所望の負荷量を負荷する負荷機構、及び前記試験体に負荷された負荷量を検出する検出器を備え、独立して配置された複数の試験機と、
   前記検出器によって検出された負荷量に基づいて、前記検出された負荷量が所定の目標値になるように前記負荷機構を制御するフィードバック制御処理、前記試験体の異常、前記試験機の異常、及び前記負荷機構の動力源の異常の少なくとも一つが検出されたときの異常時制御処理、及びオペレータとのインタフェース処理を含む試験処理を、前記複数の試験機に対してマルチタスク制御によって行う単一の情報処理装置と、
   を含む多連式試験システムであって、
   前記情報処理装置は、何れかの試験機において試験体の異常が検出されたときの前記異常時制御処理において、他の試験機の動作を継続させたまま、前記何れかの試験機に対する前記目標値を、予め定められた一定の値に変更して定値制御し、
   前記情報処理装置は、オペレータが前記インタフェース処理により前記複数の試験機の何れかに対して指示する場合に、指示対象となる前記試験機を識別するためのインタフェース識別変数と、前記フィードバック制御処理及び前記異常時制御処理において使用する前記試験機を識別するための制御ユニット識別変数とを異ならせて設け、前記インタフェース処理の指示対象となる前記試験機を前記インタフェース識別変数によって識別し、前記フィードバック制御処理及び前記異常時制御処理において制御対象となる前記試験機を前記制御ユニット識別変数によって識別して、マルチタスク制御で複数の試験機を自動的に動作させる処理と、オペレータにより指示された処理との間で、試験機の混同が起きないようにし、
   マルチタスク制御により、他の処理が割り込んで実行された場合でも、割り込んで実行された処理との間で、試験機の混同が起きないように、前記制御ユニット識別変数を、使用される各処理内のみ有効となるローカル変数とし、
   オペレータが前記インタフェース処理により指示する試験機を変更する入力を行った場合のみ前記インタフェース識別変数を変更し、自動的に前記インタフェース識別変数が変更されないように、前記インタフェース識別変数を、オペレータが指示した全ての処理において有効となるグローバル変数とする多連式試験システム。
2. 前記複数の試験機の各々の負荷機構は、単一の動力源に並列に接続されてなることを特徴とする請求項１記載の多連式試験システム。
3. 前記情報処理装置の前記異常時制御処理は、前記試験体の異常、試験機の異常、及び前記負荷機構の動力源の異常の少なくとも一つを検出したときに、前記目標値を、異常原因毎に予め定められた一定の値に変更して定値制御する請求項１又は２記載の多連式試験システム。
4. 前記負荷機構は、前記試験体に所望の荷重、変位、ひずみ、及び温度の１種以上を負荷し、
   前記フィードバック制御は、前記試験体の変位を制御する変位制御モード、前記試験体に負荷される荷重を制御する荷重制御モード、前記荷重と前記変位とを同時に制御する荷重変位混合制御モード、及び前記試験体に生じるひずみを制御するひずみ制御モード、前記温度を制御する温度制御モード、及び前記温度と荷重、変位、及びひずみの何れかとを同時に制御する温度―力学量混合制御モードの何れか１つ以上の制御モードを有し、
   何れか１つの前記試験機に前記試験体を取り付けてから、全ての前記試験機から前記試験体を取り外すまで、前記制御モードの切り替えを行わずに同一の制御モードにより制御する請求項１〜請求項３の何れか１項記載の多連式試験システム。
5. 前記情報処理装置は、前記試験体が取り外されるとき及び取り付けられるときに、前記目標値を変更して制御する交換時処理を更に行う機能を有する請求項１〜請求項４の何れか１項記載の多連式試験システム。
6. 前記単一の情報処理装置は、前記複数の試験機の各々に対して、前記負荷機構を制御するための制御指令信号を出力する多チャンネル型のＤ／Ａボードを更に含み、
   前記Ｄ／Ａボードは、前記制御指令信号を示す出力データを格納する複数のバッファ領域を有し、前記制御指令信号を所定量だけ出力したときに、次の出力データを要求するイベント信号を出して、先に前記バッファに格納した出力データの出力が完了する前に、次の出力データを、実行中のバッファの前記バッファ領域に格納する一連の作業を繰り返すことにより、連続して前記制御指令信号の出力を行う機能を有し、
   前記制御指令信号の出力完了時に前記バッファ領域に次の出力データが格納されていない場合は、一定の制御指令信号を出力すると共に、保持する機能を更に有する請求項１〜請求項５の何れか１項記載の多連式試験システム。
7. 前記情報処理装置は、前記制御指令信号の出力が完了する前に、次の出力データが前記Ｄ／Ａボードの次のバッファ領域に格納されるように、前記Ｄ／Ａボードから前記イベント信号が出された時点から先に格納した出力データが示す制御指令信号の出力が完了するまでの時間ｔ１よりも、次の出力データの格納にかかる時間ｔ２と、前記イベント信号を検知できない連続的に行われる処理のうち所要時間が最も長い処理にかかる時間ｔ３との和が短くなるように制御することによって、
   前記制御指令信号を連続して出力する請求項６記載の多連式試験システム。
8. 前記情報処理装置は、前記Ｄ／Ａボードによる前記制御指令信号の出力が停止されたときに、前記制御指令信号の出力を自動的に再開させる自動再開制御処理を更に行う請求項７記載の多連式試験システム。
9. 前記情報処理装置の前記フィードバック制御処理は、前記検出器によって検出された負荷量と前記目標値との誤差に基づく通常のフィードバック制御に加えて、前記目標値自体を所定時間毎に補正して制御する請求項１〜請求項８の何れか１項記載の多連式試験システム。

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