JP4893442B2

JP4893442B2 - 材料試験機

Info

Publication number: JP4893442B2
Application number: JP2007108118A
Authority: JP
Inventors: 光宏毛利
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2007-04-17
Filing date: 2007-04-17
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2027-04-17
Also published as: JP2008267860A

Description

本発明は、引張試験や圧縮試験等を行う材料試験機に関する。

この種の材料試験機により引張試験や圧縮試験等を行う場合、予め試験荷重、荷重方向、試験速度等、各種の試験条件がユーザにより設定される。これら試験条件を条件設定画面に一覧で表示し、この画面表示を通じて試験条件を設定するようにした試験機が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開平１１−２８１５５３号公報

しかしながら、上記特許文献１記載の試験機では、一部の試験条件のみ変更する場合でも、わざわざ条件設定画面を表示させて試験条件を設定し直す必要がある。そのため、ユーザは多数の試験条件の中から目的の項目を探して試験条件を変更しなければならず、条件変更に多くの手間がかかった。

本発明による材料試験機は、材料試験によって得られる試験データおよびこの材料試験の試験条件を表示装置の表示画面上に表示する画面表示手段と、表示画面上に表示された試験条件を選択する選択手段と、選択手段で試験条件が選択されると、この試験条件の変更画面に表示画面を切り換える表示切換手段と、変更画面上で試験条件を入力する入力手段と、入力手段により入力された試験条件を新たな試験条件として設定する設定手段とを備え、画面表示手段は、試験条件項目の全体および試験条件項目のそれぞれの条件内容を表示する条件設定画面と、材料試験によって得られる試験データとともに試験条件項目の一部および試験条件項目の一部のそれぞれの条件内容を表示する試験画面と、材料試験によって得られる試験データとともに試験条件項目のそれぞれの条件内容を変更するための条件変更画面とを、表示画面上に選択的に表示する手段を有し、条件変更画面における試験条件項目および条件内容を表示する表示領域は、試験画面における試験条件項目および条件内容を表示する表示領域よりも大きく拡大され、表示切換手段は、表示画面上に設定されたタッチパネルを含み、タッチパネルの押圧操作により条件設定画面と試験画面および試験画面と条件変更画面とを切り換えることを特徴とする。

本発明によれば、試験画面上に表示された試験条件が選択されると、その試験条件の変更画面に画面表示を切り換えるようにしたので、一部の試験条件のみを容易に変更することができる。

以下、図１〜図８を参照して本発明による材料試験機の実施の形態について説明する。
図１に示す材料試験機は、材料試験機本体１０と、本体１０を駆動制御する制御系２０とで構成される。材料試験機本体１０は、ベッド１１と、このベッド１１上に設置され、供試体ＳＰを負荷するラムシリンダ装置１２と、このラムシリンダ装置１２の側方でベッド１１に立設する一対のねじ支柱１３と、このねじ支柱１３に昇降可能に保持されるクロスヘッド１４と、ラムシリンダ装置１２で昇降するテーブル１５と、このテーブル１５上に立設される一対の支柱１６と、支柱１６に横架される上部クロスヘッド１７とを備える。供試体ＳＰに負荷される試験力はロードセル１８で検出され、供試体のストロークはストローク計１９で検出される。また、ラムシリンダ装置１２はバルブ１２ａの開閉動作で駆動制御される。

試験機本体１０を制御する制御系２０は、制御回路２１、入出力装置２２、増幅器２３，２５，２７、Ａ／Ｄ変換器２４，２８、Ｄ／Ａ変換器２６などを備えている。制御回路２１は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，その他の周辺回路を含んで構成される。入出力装置２２は、試験条件などを入力するタッチパネル２２ａと、電源のオンオフ指令等、各種指令を入力するスイッチ２２ｂと、供試体ＳＰの荷重−変位特性などの試験結果および試験条件を表示する表示モニタ２２ｃとを備え、表示モニタ上にタッチパネル２２ａが設定されている。データ記憶装置２９は、ハードディスクなど書き換え可能な不揮発性記憶媒体によって構成され、試験条件等が記憶される。

制御回路２１は、試験条件を設定、変更する条件設定部２１ａと、試験条件に応じて試験機本体１０を制御する試験機制御部２１ｂと、表示モニタ２２ｃの表示を制御する表示制御部２１ｃとを有する。

条件設定部２１ａは、後述するように試験条件を設定し、条件設定メモリ２１ｍに格納する。試験機制御部２１ｂは、ロードセル１８からの荷重信号とストローク計１９からの変位信号とに基づいて、条件設定メモリ２１ｍに格納された試験条件で試験が行えるようにラムシリンダ装置１２を駆動するための制御信号を生成し、バルブ１２ａへ出力する。

図２は、表示制御部２１ｃにおける処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、入出力装置２２のスイッチ２２ｂ（例えば電源スイッチ）のオンにより開始される。ステップＳ１では、表示モニタ２２ｃに初期画面を表示する。表示モニタ２２ｃにはタッチパネル２２ａが設定され、初期画面上でのタッチパネル２２ａの押圧操作により、以下に示す条件設定画面と試験画面を選択できる。

ステップＳ２では、タッチパネル２２ａの押圧操作により条件設定画面が選択されたか否かを判定する。ステップＳ２が肯定されるとステップＳ３に進み、表示モニタ２２ｃに条件設定画面１００を表示する。

条件設定画面１００の一例を図３に示す。条件設定画面１００には各種の試験条件、たとえば、サイクル試験で行うかシングル試験で行うかといった試験モード、引張試験を行うか圧縮試験を行うかといった試験種類、試験速度、ストローク長などの試験条件（試験条件項目）および試験条件の条件内容が一覧で表示される。ユーザは、条件設定画面上の試験条件表示箇所のタッチパネル２２ａを操作して、初期の試験条件を設定する。なお、条件設定画面１００には試験画面の表示を選択する試験画面選択部（不図示）も表示される。

ステップＳ２が否定されるとステップＳ３をパスしてステップＳ４に進む。ステップＳ４では、初期画面もしくは条件設定画面１００を表示中に、タッチパネル２２ａの操作により試験画面が選択されたか否かを判定する。ステップＳ４が肯定されるとステップＳ５に進み、否定されるとリターンする。ステップＳ５では、表示モニタ２２ｃに試験画面２００を表示する。

試験画面２００の一例を図４に示す。図４は、所定のストロークの荷重を繰り返し負荷するサイクル試験を行う場合の試験画面２００の例である。試験画面２００の表示領域は主に上下に二分され、上側の表示領域２０１には試験時に得られる試験データ、すなわちロードセル１８の検出値である試験力とストローク計１９の検出値であるストロークとがリアルタイムで表示されている。

下側の表示領域２０２にはサイクル試験における試験条件の一部が表示されている。すなわち表示領域２０２内の表示部２０３にはサイクル試験の最大ストロークと最小ストロークが表示され、表示部２０４には試験速度が表示されている。表示領域２０１，２０２における表示内容は試験モードや試験種類に応じて異なる。試験条件として表示すべき内容が多数ある場合には、頻繁に変更する可能性のある試験条件を表示領域２０２に優先的に表示するように構成する。

試験時の最大ストロークと最小ストロークを変更する場合には表示部２０３のタッチパネル２２ａが操作され、試験速度を変更する場合には表示部２０４のタッチパネル２２ａが操作される。なお、他の試験条件（例えば段取り時の条件）を設定する場合には表示部２０５のタッチパネル２２ａが操作される。

ステップＳ６では、表示部２０３〜２０５のタッチパネル２２ａが操作されたか否か、すなわち条件変更画面の表示指令があったか否かを判定する。ステップＳ６が肯定されるとステップＳ７に進み、否定されるとリターンする。ステップＳ７では、試験画面２００の表示領域２０１に試験データを表示したまま、表示領域２０２に、タッチパネル２２ａの操作に対応した試験条件の条件変更画面を表示する。

条件変更画面の一例を図５〜図７に示す。図５は、表示部２０３のタッチパネル２２ａが操作されたときの条件変更画面３０１を示す図である。条件変更画面３０１の表示部３０１ａにはサイクル試験の最大ストローク（10.000mm）が表示され、表示部３０１ｂには最大ストローク時のホールド時間（0sec）が表示され、表示部３０１ｃには最小ストローク（0mm）が表示され、表示部３０１ｄには最小ストローク時のホールド時間（0sec）が表示されている。

表示部３０１ａ〜３０１ｄのタッチパネル２２ａの操作により条件変更を行う項目が選択される。例えば最大ストロークを変更するときは、表示部３０１ａのタッチパネル２２ａが押圧操作される。タッチパネル２２ａが操作されると画面上にテンキーが表示され、テンキーの操作により各試験条件を変更できる。

図６は、表示部２０４のタッチパネル２２ａが操作されたときの条件変更画面３０２を示す図である。表示部３０２ａには設定中の試験速度（1.000mm/min）が表示され、表示部３０２ｂ〜３０２ｉにはそれぞれ設定可能な試験速度（500mm/min,200mm/min,100mm/min,50mm/min,10mm/min,5mm/min,1mm/min,0.5mm/min）が表示されている。表示部３０２ｂ〜３０２ｉのタッチパネル２２ａの操作により試験速度が選択され、その選択した値に試験速度を変更できる。

図７は、表示部２０５のタッチパネル２２ａが操作されたときの条件変更画面を示す図である。この例では、段取り時にクロスヘッド１４を動かす速度（ジョグ速度）を試験条件として示している。表示部３０３ａには設定中のジョグ速度（1.000mm/min）が表示され、表示部３０３ｂ〜３０３ｉにはそれぞれ設定可能なジョグ速度（500mm/min,200mm/min,100mm/min,50mm/min,10mm/min,5mm/min,1mm/min,0.5mm/min）が表示されている。表示部３０３ｂ〜３０３ｉのタッチパネル２２ａの操作によりジョグ速度が選択され、その選択した値にジョグ速度を変更できる。

なお、図４に示すように試験画面２００の最下部には表示領域２１０が設けられ、表示領域２１０には画像選択用のアイコンが表示されている。このアイコンは、試験画面２００が表示されたときだけでなく他の画面が表示されたときも同様に表示され、表示領域２１０のタッチパネル２２ａを操作することで各種画面を選択可能となっている。例えば表示部２１０ａのタッチパネル２２ｓを操作すると図３の条件設定画面１００が表示され、表示部２１０ｂのタッチパネル２２ａを操作すると図４の試験画面２００が表示される。表示制御部２１ｃは、上述した以外の画面（例えば試験結果をグラフ等で出力する出力画面等）も表示可能であるが、その点についての説明は省略する。

図８は、条件設定部２１ａにおける処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、例えば入出力装置２２のスイッチ２２ｂのオンにより開始される。ステップＳ１１では、条件設定画面１００（図３）上でのタッチパネル２２ａの操作により試験条件が入力されたか否かを判定する。ステップＳ１１が肯定されるとステップＳ１２に進み、否定されるとステップＳ１３に進む。ステップＳ１２では、入力された試験条件を条件設定メモリ２１ｍに格納し、試験条件を設定するとともに、この試験条件をデータ記憶装置２９に記憶する。

ステップＳ１３では、条件変更画面３０１〜３０３（図５〜図７）上でのタッチパネル２２ａの操作により試験条件が入力されたか否かを判定する。ステップＳ１３が肯定されるとステップＳ１４に進み、否定されるとリターンする。ステップＳ１４では、入力された試験条件により条件設定メモリ２１ｍの試験条件を更新するとともに、その試験条件をデータ記憶装置２９に記憶する。これにより条件設定画面１００で設定された試験条件が変更され、変更後の試験条件で材料試験が行われる。

なお、試験条件を繰り返し変更して試験を行う場合、変更前の試験条件と変更後の試験条件に別々のファイル番号を付してこれらをデータ記憶装置２９に記憶し、ユーザがファイル番号を入力することで任意の試験条件を呼び出し、これを試験条件として設定してもよい。これにより、以前に設定した条件で試験を行う場合に、試験条件を最初から入力する手間が省ける。

以上の材料試験機によりサイクル試験を行う場合の手順について説明する。
例えば初めて試験条件を設定する場合、スイッチ２２ｂのオン後に条件設定画面１００を表示し、タッチパネル２２ａの押圧操作により初期の試験条件を入力する（ステップＳ１２）。次いで、クロスヘッド１４の高さ位置を調整して、テーブル１５とクロスヘッド１４との間に供試体ＳＰを設置する。そして、試験画面２００（図４）を表示して試験開始指令を入力し、設定された試験条件の下でラムシリンダ装置１２を駆動してテーブル１５を上昇および下降させ、サイクル試験を行う。

試験条件の一部のみ（例えば試験速度）を変更する場合は、試験画面２００上の表示部２０４のタッチパネル２２ａを押圧操作する。これにより図６に示すように試験画面２００の表示領域２０２の表示が切り換わり、表示変更画面３０２が表示される。ここで、表示部３０２ｂ〜３０２ｉのいずれかのタッチパネル２２ａを操作すると、新たに試験条件が設定される（ステップＳ１４）。以降、変更後の試験条件でサイクル試験が行われる。

以上の実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）試験画面上の試験条件の表示部２０３〜２０５にタッチパネル２２ａを設定し、タッチパネル２２ａの操作により、その試験条件に対応した条件変更画面３０１〜３０３に表示を切り換えるようにした。これにより一部の試験条件のみを変更する場合に、条件設定画面１００を表示させて試験条件を設定し直す必要がないので、条件変更が容易である。
（２）試験画面の表示領域２０１に試験データを表示したまま、表示領域２０２の画面表示のみを条件変更画面３０１〜３０３に切り換えるので、試験条件を変更する場合に試験状態を把握できる。
（３）表示部２０３〜２０５のいずれかのタッチパネル２２ａが操作されると、表示領域２０２の全体にその試験条件に対応した条件変更画面３０１〜３０３を表示するようにした。つまり、表示領域２０２全体を一の試験条件を変更するための専用画面として用いるので、試験条件としての多数の情報を表示でき、試験条件の変更が容易である。

なお、上記実施の形態では、試験条件の一部を試験画面２００に表示するようにしたが、上述した以外の試験条件、例えば試験片の破断の設定や試験片の形状設定等を試験条件として表示することもでき、画面表示手段の構成は上述したものに限らない。試験画面上にタッチパネル２２ａを設定し、タッチパネル２２ａの操作で一の試験条件を選択するようにしたが、選択手段はこれに限らない。例えばキーボードの操作等により試験条件を選択してもよい。試験条件が選択されると、その試験条件に対応した条件変更画面３０１〜３０３に表示領域２０２の全体の表示を切り換えるようにしたが、表示領域２０２の一部の表示のみ、あるいは試験画面２００の全体の表示を切り換えるようにしてもよく、表示切換手段の構成は上述したものに限らない。

条件変更画面３０１〜３０３上でタッチパネル２２ａの操作により新たな試験条件を入力したが、入力手段の構成はこれに限らない。例えばキーボードの操作等により試験条件を入力してもよい。条件変更画面３０１〜３０３上で入力した試験条件を条件設定メモリ２１ｍに記憶し、新たな試験条件として設定したが、設定手段の構成はこれに限らない。試験データを表示する表示領域２０１（データ表示領域）と試験条件を表示する表示領域２０２（条件表示領域）の構成は図４に示したものに限らない。

上記実施の形態では、ラムシリンダを有する材料試験機について説明したが、モータにより一対のねじ棹を回転させてクロスヘッドを昇降する材料試験機や、復動式油圧シリンダにより試験片を負荷する材料試験機であってもよく、材料試験機の型式はいかなるものでもよい。すなわち、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の材料試験機に限定されない。

本発明の実施の形態に係る材料試験機の全体構成を示す図。図１の表示制御部における処理の一例を示すフローチャート。条件設定画面の一例を示す図。試験画面の一例を示す図。最大ストローク、最小ストロークおよびホールド時間を変更する際の条件変更画面の一例を示す図。試験速度を変更する際の条件変更画面の一例を示す図。ジョグ速度を変更する際の条件変更画面の一例を示す図。図１の条件設定部における処理の一例を示すフローチャート。

符号の説明

２１制御回路
２１ａ条件設定部
２１ｃ表示制御部
２１ｍ条件設定メモリ
２２ａタッチパネル
２２ｃ表示モニタ
２００試験画面
２０１，２０２表示領域
３０１〜３０３条件変更画面

Claims

材料試験によって得られる試験データおよびこの材料試験の試験条件を表示装置の表示画面上に表示する画面表示手段と、
前記表示画面上に表示された試験条件を選択する選択手段と、
前記選択手段で試験条件が選択されると、この試験条件の変更画面に表示画面を切り換える表示切換手段と、
前記変更画面上で試験条件を入力する入力手段と、
前記入力手段により入力された試験条件を新たな試験条件として設定する設定手段とを備え、
前記画面表示手段は、試験条件項目の全体および前記試験条件項目のそれぞれの条件内容を表示する条件設定画面と、前記材料試験によって得られる前記試験データとともに前記試験条件項目の一部および前記試験条件項目の一部のそれぞれの条件内容を表示する試験画面と、前記材料試験によって得られる前記試験データとともに前記試験条件項目のそれぞれの条件内容を変更するための条件変更画面とを、前記表示画面上に選択的に表示する手段を有し、前記条件変更画面における前記試験条件項目および前記条件内容を表示する表示領域は、前記試験画面における前記試験条件項目および前記条件内容を表示する表示領域よりも大きく拡大され、
前記表示切換手段は、前記表示画面上に設定されたタッチパネルを含み、前記タッチパネルの押圧操作により前記条件設定画面と前記試験画面および前記試験画面と前記条件変更画面とを切り換えることを特徴とする材料試験機。