JP4946657B2 - 試験装置および試験方法 - Google Patents

Description

本発明は、供試体の強度などを評価する試験装置に関する。

従来から、パルス駆動されるサーボモータによりクロスヘッドを移動して供試体を負荷する材料試験機が知られている。このような材料試験機にあっては、試験時に特定のイベント（事象）が発生した後にクロスヘッドを所定量移動して試験を停止する場合がある。たとえば、イベント発生をトリガとしてモータへ出力されるパルスを計数し、所定パルス数に達した時点でモータを停止する。あるいは、クロスヘッドの移動量をエンコーダで計測する材料試験機では、エンコーダの出力パルスを計数するカウンタを設け、イベント発生をトリガとしてカウンタで計数したパルス数が基準値に達した時点でモータを停止する。なお、関連した公知文献として下記の特許文献が知られている。
特開平５−２４３３４７号公報

しかしながら、このような従来の材料試験機において、イベント発生以降のクロスヘッドの移動量が所望の値よりも大きくなる問題、すなわちオーバランする問題がある。この原因は、モータ制御回路の偏差カウンタに一定量のパルス（たまりパルスと呼ばれる）が溜まるまではモータへ駆動指令パルスを出力されず、クロスヘッドが移動を開始しないことに起因する。このたまりパルス数は、モータの出力トルクと回転速度に依存するため、予め溜まりパルス数を推定することが難しい。

（１）請求項１の発明は、サーボアンプ（２２１）にそれぞれ入力される駆動指令パルスと変位検出パルスの偏差を偏差カウンタ（２２１ａ）で算出し、その偏差に応じてアクチュエータ（１１）を駆動し、アクチュエータ（１１）で負荷部材を移動して供試体を負荷する試験装置において、所定事象が発生することを検出する検出手段（２１ｂ）と、所定事象の発生が検出された後に負荷部材を移動すべき移動量である目標移動パルス数（ＩＮＣ）を設定する設定手段（２１ｃ）と、目標移動パルス数（ＩＮＣ）が初期カウント値として設定され、駆動指令パルスによりカウント値をカウントダウンし、変位検出パルスによりカウント値をカウントアップする位置カウンタと、事象発生が検出されると変位検出パルスを位置カウンタから遮断する遮断手段（２２２ｂ）と、位置カウンタのカウント値を基準値ゼロと比較し、一致するとサーボアンプへの駆動指令パルスの入力を停止する信号を出力する比較／停止手段（２２２ｃ，２２２ｄ）とを備えることを特徴とする。
（２）請求項２の発明は、サーボアンプ（２２１）にそれぞれ入力される駆動指令パルスと変位検出パルスの偏差を偏差カウンタ（２２１ａ）で算出し、その偏差に応じてアクチュエータ（１１）を駆動し、アクチュエータ（１１）で負荷部材を移動して供試体を負荷する試験装置において、所定事象が発生することを検出する検出手段（２１ｂ）と、所定事象の発生が検出された後に負荷部材を移動すべき移動量である目標移動パルス数を設定する設定手段（２１ｃ）と、駆動指令パルスをカウントアップする第１カウンタ（２２１ｆ）と、変位検出パルスをカウントアップする第２カウンタ（２２１ｇ）と、第１カウンタと第２カウンタのカウント値を減算する減算器（２２１ｈ）と、事象発生が検出されると変位検出パルスを第２カウンタから遮断する遮断手段（２２２ｂ）と、減算器の減算結果を目標移動パルス数と比較し、一致するとサーボアンプへの駆動指令パルスの入力を停止する信号を出力する比較／停止手段（２２１ｉ、２２１ｄ）とを備えることを特徴とする。
（３）請求項３の発明は、請求項２の試験装置において、基準値は目標移動パルス数であることを特徴とする。
（４）請求項４の発明は、サーボアンプ（２２１）にそれぞれ入力される駆動指令パルスと変位検出パルスの偏差を偏差カウンタ（２２１ａ）で算出し、その偏差に応じてアクチュエータ（１１）を駆動し、アクチュエータ（１１）で負荷部材を移動して供試体を負荷する試験方法において、所定事象が発生することを検出する工程と、所定事象の発生が検出された後に負荷部材を移動すべき移動量である目標移動パルス数（ＩＮＣ）を設定する工程と、位置カウンタに目標移動パルス数（ＩＮＣ）を初期カウント値として設定する工程と、位置カウンタのカウント値を、駆動指令パルスによりカウントダウンし、変位検出パルスによりカウントアップする工程と、事象発生が検出されると変位検出パルスを位置カウンタから遮断する工程と、位置カウンタのカウント値を基準値ゼロと比較し、一致するとサーボアンプへの駆動指令パルスの入力を停止する信号を出力することを特徴とする。
（５）請求項５の発明は、サーボアンプ（２２１）にそれぞれ入力される駆動指令パルスと変位検出パルスの偏差を偏差カウンタ（２２１ａ）で算出し、その偏差に応じてアクチュエータ（１１）を駆動し、アクチュエータ（１１）で負荷部材を移動して供試体を負荷する試験方法において、所定事象が発生することを検出する工程と、所定事象の発生が検出された後に負荷部材を移動すべき移動量である目標移動パルス数を設定する工程と、第１カウンタのカウント値を駆動指令パルスでカウントアップする工程と、第２カウンタのカウント値を変位検出パルスでカウントアップする工程と、第１カウンタのカウント値と第２カウンタのカウント値の差分を演算する工程と、事象発生が検出されると変位検出パルスを第２カウンタから遮断する工程と、差分を演算する工程で得られた減算結果を目標移動パルス数と比較し、一致するとサーボアンプへの駆動指令パルスの入力を停止する信号を出力する工程とを備えることを特徴とする。
（６）請求項６の発明は、サーボアンプ（２２１）にそれぞれ入力される駆動指令パルスと変位検出パルスの偏差を偏差カウンタ（２２１ａ）で算出し、その偏差に応じてアクチュエータ（１１）を駆動し、アクチュエータ（１１）で負荷部材を移動して供試体を負荷する試験装置において、所定事象が発生することを検出する検出手段（２１ｂ）と、所定事象の発生が検出された後に負荷部材を移動すべき移動量である目標移動パルス数を設定する設定手段（２１ｃ）と、駆動指令パルスによりカウント値をカウントアップし、変位検出パルスによりカウント値をカウントダウンする位置カウンタと、事象発生が検出されると変位検出パルスを位置カウンタから遮断する遮断手段（２２２ｂ）と、位置カウンタのカウント値を目標移動パルス数と比較し、一致するとサーボアンプへの駆動指令パルスの入力を停止する信号を出力する比較／停止手段（２２２ｃ，２２２ｄ）とを備えることを特徴とする。
（７）請求項７の発明は、サーボアンプ（２２１）にそれぞれ入力される駆動指令パルスと変位検出パルスの偏差を偏差カウンタ（２２１ａ）で算出し、その偏差に応じてアクチュエータ（１１）を駆動し、アクチュエータ（１１）で負荷部材を移動して供試体を負荷する試験方法において、所定事象が発生することを検出する工程と、所定事象の発生が検出された後に負荷部材を移動すべき移動量である目標移動パルス数を設定する工程と、位置カウンタのカウント値を、駆動指令パルスによりカウントアップし、変位検出パルスによりカウントダウンする工程と、事象発生が検出されると変位検出パルスを位置カウンタから遮断する工程と、位置カウンタのカウント値を目標移動パルス数と比較し、一致するとサーボアンプへの駆動指令パルスの入力を停止する信号を出力する工程とを備えることを特徴とする。
なお、発明の理解を容易にする目的で構成要素には実施の形態の参照符号を付したが、権利が実施の形態に限定されることを意味するものではない。

本発明によれば、所定事象発生以降の負荷部材の移動量を精度良く制御することができる。

−第１の実施の形態−
図１は本発明による材料試験機における第１の実施形態の概略構成を示すブロック図である。図１に示す材料試験機は、試験機本体１０と、試験機本体１０の制御および試験データの蓄積のための制御装置２０と、試験条件の設定などをユーザが行うための入出力操作部３０とで構成される。

試験機本体１０は、たとえば圧盤で供試体に対して圧縮力を与え、そのときの供試体の変形量を検出して材料を評価するものである。この試験機本体１０は、一対のねじ棒を回転駆動するモータ１１と、供試体に与える試験力を検出するロードセル１２と、モータ１１の回転量を検出するパルスエンコーダ１３とを備えている。一対のねじ棒にはクロスヘッドが昇降可能に設けられ、モータ１１により一対のねじ棒を回転駆動するとクロスヘッドが昇降して圧盤が移動する。

制御装置２０は、ＣＰＵ等で構成される主制御回路２１、ＦＰＧＡ等で構成されるモータ制御回路２２、およびその周辺装置で構成され、入出力操作部３０を介してユーザにより設定された試験条件に基づいて試験機本体１０を駆動制御する。

試験開始後、制御装置２０は、エンコーダ１３の出力パルスに基づいてモータ１１を駆動制御して圧盤を所定速度で降下させる。また、制御装置２０は、圧盤が供試体に当接したことを検出すると、すなわちイベント（所定事象）発生を検出すると、その後は予めユーザが設定した目標移動量だけ圧盤を降下させる。

主制御回路２１は、たとえば設定された試験条件に基づく圧盤移動速度に応じたモータ回転指令パルス信号を生成するとともに、エンコーダ１３で検出した実パルス信号を取り込む。取り込んだ実パルス信号は、変速機の変速比やねじ棒のねじピッチなどに基づいて、供試体の変形量、すなわち圧盤の移動量に応じた変位パルス信号に変換して使用される。主制御回路２１は、モータ回転指令パルス信号をモータ制御回路２２へ送出する。モータ制御回路２２は、この変位パルス信号とモータ回転指令パルス信号との間の偏差に基づいてモータ１１を駆動制御する。

本発明による材料試験機は、圧盤が供試体に当接した時点からの圧盤の降下量を精度よく制御するものである。そのため、主制御回路２１は、モータ回転指令パルス発生器２１ａと、イベント信号出力部２１ｂと、移動量設定器２１ｃとを有する。モータ回転指令パルス発生器２１ａはモータに対する目標速度パルス信号を出力する。イベント信号出力部２１ｂは、ロードセル１２の出力値がゼロから立ち上がったことを検出して、圧盤が供試体に当接したものと判定してイベント信号を発生する。移動量設定器２１ｃは、ユーザの入出力操作部３０の操作により、イベント信号発生後の圧盤の目標移動量を設定することができる。

主制御回路２１は、入力された目標移動量を位置カウント値ＩＮＣに換算し、後述する移動量制御回路２２２の位置カウンタ２２２ａに初期値（移動目標値）として設定する。モータ制御回路２２は、位置カウント値ＩＮＣに対して、モータ回転指令パルス信号と変位パルス信号により適宜加算、減算を実行することにより、イベント信号発生以降の圧盤の降下量が予め設定した目標移動量に達するとモータ駆動を停止する。

モータ制御回路２２は、図２に示すように、サーボアンプ２２１と、移動量制御回路２２２とを備え、たとえばＦＰＧＡで構成することができる。サーボアンプ２２１には、移動量制御回路２２２の開閉器２２２ｄを介して、主制御回路２１からモータ回転指令パルス信号が入力されるとともに、上述した供試体変形量に応じた変位パルス信号も入力される。モータ回転指令パルス信号は、圧盤の目標速度に比例した周波数のパルス信号であり、モータ回転指令パルス発生器２１ａから出力される。以下、モータ回転指令パルス信号を目標速度パルス信号と呼ぶ。サーボアンプ２２１は、これらのパルス信号に基づいて周知のＰＩＤ制御を行ってモータ指令電流を生成し、モータ１１をＰＩＤ制御により駆動する。

このようなサーボアンプ２２１は、偏差カウンタ２２１ａと、ＰＩＤコントローラ２２１ｂと、Ｄ／Ａ変換器２２１ｃと、電流指令部２２１ｄとを備えて構成することができる。偏差カウンタ２２１ａは、目標速度パルス信号が開閉器２２２ｄを介して入力されるとアップカウント（加算）し、変位パルス信号が入力されるとダウンカウント（減算）する。したがって、偏差カウンタ２２１ａは、目標速度パルス信号と変位パルス信号との偏差、すなわち、目標速度と実際の移動量の偏差を算出して出力する。

ＰＩＤコントローラ２２１ｂは、偏差カウンタ２２１ａから出力される偏差に比例ゲインを乗じる比例部と、偏差の微分値に速度ゲインを乗じる微分部と、偏差の積分値に積分ゲインを乗じる積分部とを有し、入力される信号に対して周知のＰＩＤ制御を行う。Ｄ／Ａ変換器２２１ｃは、ＰＩＤコントローラ２２１ｂの出力信号をアナログ信号に変換する。電流指令部２２１ｄは、Ｄ／Ａ変換器２２１ｃから出力されるアナログ速度指令値を電流指令信号に変換してモータ１１へ出力する。

移動量制御回路２２２は、位置カウンタ２２２ａと、常閉スイッチである開閉器２２２ｂと、比較器２２２ｃと、常閉スイッチである開閉器２２２ｄと、ゼロ設定器２２２ｅとを備えている。位置カウンタ２２２ａには、圧盤が供試体に当接してイベント信号が発生した後の圧盤移動目標パルス数が初期値として設定される。位置カウンタ２２２ａのカウント値を位置カウント値ＩＮＣとすると、位置カウント値ＩＮＣは、目標速度パルス信号が入力されるとダウンカウント（減算）され、開閉器２２２ｂを介して変位パルス信号が位置カウンタ２２２ａに入力されるとアップカウント（加算）される。

開閉器２２２ｂは常閉スイッチであり、イベント信号がハイレベルになると開放される。イベント信号は、主制御回路２１のイベント信号出力部２１ｂから供給される。イベント信号出力部２１ｂは、この実施の形態では圧盤が供試体に当接したことを検出するとイベント信号を出力する。

比較器２２２ｃは、位置カウンタ２２２ａのカウント値ＩＮＣがゼロになったことを検出するとハイレベル信号を出力して開閉器２２２ｄを開放する。開閉器２２２ｄの開放により、目標速度パルス信号の偏差カウンタ２２１ａへの供給が遮断される。

以上のように構成された移動量制御回路２２２では、試験開始後、目標速度パルス信号が入力されると位置カウンタ２２２ａの位置カウント値ＩＮＣが１ずつ減算される。また、イベント信号が発生するまでは開閉器２２２ｂが閉成しているので、変位パルス信号が入力されると位置カウンタ２２２ａの位置カウント値ＩＮＣが１ずつ加算される。イベント信号が発生すると開閉器２２２ｂが開放されるので、変位パルス信号が位置カウンタ２２２ａのアップカウント端子から遮断され、変位パルス信号が出力されても位置カウンタ２２２ａはカウントアップされない。なお、イベント信号発生時の偏差カウンタ２２１ａのカウント値を溜まりパルスと呼ぶ。

図３は、位置カウンタ２２２ａに初期値２００をセットした場合の位置カウント値ＩＮＣの挙動を説明する図である。時点ｔ１の位置カウント値ＩＮＣは２００であり、目標速度パルス信号および変位パルス信号は発生していない。時点ｔ２において、１個目の目標速度パルス信号が発生すると、位置カウンタ２２２ａはダウンカウントされて位置カウント値ＩＮＣは１９９となる。なお、時点ｔ２において、偏差カウンタ２２１ａの偏差カウント値ＨＮＣは１であり、電流指令部２２１ｄはモータ１１への電流指令を発生していない。したがって、モータ１１は回転せず、変位パルス信号は発生してない。

時点ｔ３において、５個目の目標速度パルス信号が発生してモータ１１の回転が始まり、２個目の変位パルス信号が発生して位置カウント値ＩＮＣは１９７となる。偏差カウンタの偏差カウント値ＨＮＣは３である。すなわち、時点ｔ２〜ｔ３に遷移する過程で、電流指令部２２１ｄがモータ１１へ電流指令値を送出し、時点ｔ３において、モータ１１が回転を開始して２個目の変位パルス信号が発生している。時点ｔ５において、５０個目の目標速度パルス信号が発生し、４５個目の変位パルス信号が発生すると、位置カウント値ＩＮＣは１９５となる。

時点ｔ５において圧盤が供試体に当接し、主制御回路２１のイベント信号出力部２１ｂからイベント信号が発生すると、開閉器２２２ｂが開放される。このとき、位置カウンタ２２２ａのカウント値ＩＮＣは１９５、目標速度パルス信号の総数ＴＰＣは５０、変位パルス信号の総数ＤＰＣは４５、偏差カウンタ２２１ａのカウント値、すなわち偏差ＨＮＣは５である。これが溜まりパルスである。

時点ｔ５以降、変位パルス信号が位置カウンタ２２２ａのアップカウント端子から遮断されるので、時点ｔ６、ｔ７、……と経過するにしたがって、位置カウンタ２２２ａの位置カウント値ＩＮＣは１９５，１９４，１９３のように、目標速度パルス信号が立ち上がるごとに１ずつ減算され、変位パルス信号による加算はされなくなる。

時点ｔ１１では、１００個目の目標速度パルス信号と、９４個目の変位パルス信号が発生して位置カウント値ＩＮＣは１４５となり、偏差カウンタ２２１ａの偏差ＨＮＣは６である。時点ｔ１１から時点ｔ２１まで、位置カウント値ＩＮＣは同様に減算され、時点ｔ２１で位置カウント値ＩＮＣが０となる。時点ｔ２１においては、目標速度パルス信号の発生総数ＴＰＣは２４５、変位パルス信号の発生総数ＤＰＣは２３９、偏差カウンタ２２１ａの偏差ＨＮＣは６である。比較器２２２ｃの基準入力端子にはゼロ設定器２２２ｅから基準値ゼロが入力されており、位置カウント値ＩＮＣがゼロになると比較器２２２ｃはハイレベル信号を出力する。このハイレベル信号により開閉器２２２ｄが開放され、目標速度パルス信号の偏差カウンタ２２１ａへの入力が停止（遮断）される。

時点ｔ５〜ｔ２１で検出された変位パルス数は１９４、目標速度パルス数は１９５であり、時点ｔ５に比べて時点ｔ２１の偏差カウンタ２２１ａのカウント値ＨＮＣは６となる。時点ｔ２２以降、変位パルス信号が発生するごとに偏差カウンタ２２１ａの偏差カウント値ＨＮＣは４，２，１，０と減少する。偏差カウント値ＨＮＣがゼロになるまで圧盤が降下し、時点ｔ２５で圧盤の降下が終了する。

したがって、時点ｔ２５の変位パルス信号の総出力数は２４５であり、時点ｔ５〜時点ｔ２５の区間の圧盤の移動量は、２４５−４５＝２００パルスとなり、ユーザが入力した２００パルス相当分圧盤が降下して停止する。したがって、どのような試験条件下でも、換言すると溜まりパルス数に拘わらず、供試体に当接した後に圧盤が実際に降下する量を目標値に対して精度よく制御することができる。

以上説明した材料試験機では次のような作用効果を奏することができる。
圧盤が供試体に当接した時点以降（イベント信号発生以降）に移動すべき圧盤の目標移動量を位置カウンタ２２２ａに設定する。イベント信号が発生するまで、位置カウンタ２２２ａのカウント値を、変位パルス信号で加算するとともに目標速度パルス信号により減算し、さらに、イベント信号が発生した後は、変位パルス信号による加算を禁止し、目標速度パルス信号により減算は引き続き許可するようにした。そして、位置カウント値ＩＮＣがゼロとなった時点でサーボアンプへの目標速度パルス信号の入力を停止した。その後は、目標速度パルス信号の入力を停止した時点の偏差カウンタ２２１ａのカウント値がゼロになるまで、モータ１１が駆動される。したがって、偏差カウンタ２２１ａのたまりパルス数に影響を受けることなく、イベント信号発生以降の圧盤の降下量を精度よく制御することができる。

位置カウンタ２２２ａの位置カウント値ＩＮＣに対して、目標速度パルス信号を減算し、変位パルス信号を加算するようにしたが、目標速度パルス信号を加算し、変位パルス信号を減算するようにしてもよい。この場合、比較器２２２ｃの基準値を２００とし、位置カウント値ＩＮＣが２００になった時に開閉器２２２ｄを開放すればよい。

−第２の実施の形態−
図４は第２の実施形態による材料試験機におけるモータ制御回路２２Ａ、移動量制御回路２２２Ａの構成を示す図である。図２と同様の箇所には同様の符号を付して相違点を主に説明する。

目標速度パルスアップカウンタ２２２ｆのカウント値ＭＮＣは目標速度パルス信号により１ずつカウントアップする。変位パルスアップカウンタ２２２ｇのカウント値ＤＮＣは変位パルス信号により１ずつカウントアップする。減算器２２２ｈは、目標速度パルスアップカウンタ２２２ｆのカウント値ＭＮＣから変位パルスアップカウンタ２２２ｇのカウント値ＤＮＣを減算する。移動量設定器２２２ｊには、イベント信号発生以降の圧盤の降下量に相当するパルス数が基準値として設定されている。比較器２２２iは、減算器２２２ｈの減算結果ＧＮＣと移動量設定器２２２ｉの基準値とを比較し、一致すると開閉器２２２ｄに開放信号を出力する。

図５は、図３と同様の図であり、図４に示すモータ制御回路２２Ａの動作を説明する図である。時点ｔ２１において、減算器２２２ｈの減算結果ＧＮＣが移動量目標値である２００に達すると開閉器２２２ｄが開放されて目標速度パルス信号が偏差カウンタ２２１ａから遮断される。その結果、時点ｔ２１以降は、偏差カウンタ２２１ａのカウント値ＨＮＣがゼロになるまで、電流指令部２２１ｄからモータ１１へ電流指令が出力され、時点t２５で、偏差カウンタ２２１ａのカウント値ＨＮＣがゼロになるとモータ１１が停止する。

このように図４の材料試験機においても、図１〜３で説明した実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

第２の実施の形態では、目標速度パルス信号および変位パルス信号をアップカウントし、目標速度パルス信号のアップカウント値から変位パルス信号のアップカウント値を減算した結果に基づいて、イベント発生後の圧盤降下量を制御した。

しかし、目標速度パルス信号と変位パルス信号のカウントアップ、カウントダウンを適宜組みあわせて、それらのカウント値に対して適宜の四則演算を施し、その演算結果に基づいてモータ１１を停止してもよい。たとえば、次の（１）、（２）のようにしてもよいし、その他の方式を採用してもよい。

（１）目標速度パルス信号および変位パルス信号をダウンカウントし、目標速度パルス信号のダウンカウント値と変位パルス信号のダウンカウント値を加算した結果に基づいて、イベント発生後の圧盤降下量を制御してもよい。
（２）目標速度パルス信号をダウンカウントし、変位パルス信号をアップカウントし、目標速度パルス信号のダウンカウント値と変位パルス信号のアップカウント値を加算した結果に基づいて、イベント発生後の圧盤降下量を制御してもよい。

本発明は、次の（ａ）〜（ｈ）のように動作する構成を採用する試験装置であれば、上述した実施の形態に限定されない。
（ａ）サーボアンプに指令値と変位検出値とを入力し、その差分を偏差カウンタでカウントしてアクチュエータを駆動する。
（ｂ）事象発生を検出する。
（ｃ）事象発生検出時点以降の負荷部材の目標移動量を設定する。
（ｄ）事象発生検出時の偏差カウンタの偏差を特定する（たまりパルスを特定する）。
（ｅ）事象発生検出時点以降の指令値を指令移動量としてカウントする。
（ｆ）事象発生時点以降の負荷部材の目標移動量から、（ｄ）で特定された偏差分（たまりパルス）を減算する。
（ｇ）（ｅ）項で求められた指令移動量が、（ｆ）項で求められた減算値に達すると、指令値をサーボアンプから遮断する。
（ｈ）指令値をサーボアンプから遮断した後、アクチュエータは、その時点でのたまりパルス分だけ負荷部材を移動して停止する。

あるいは、
（ａ）サーボアンプに指令値と変位検出値とを入力し、その差分を偏差カウンタでカウントしてアクチュエータを駆動する。
（ｂ）事象発生を検出する。
（ｃ）事象発生検出時点以降の負荷部材の目標移動量を設定する。
（ｄ）事象発生時点以降の負荷部材の変位検出値に、その時点での偏差カウンタの偏差分（たまりパルス）を加算する。
（ｅ）（ｄ）項で求められた加算値が目標移動量に達すると、指令値をサーボアンプから遮断する。
（ｆ）指令値をサーボアンプから遮断した後、アクチュエータはその時点でのたまりパルス分だけ負荷部材を移動して停止する。

以上の動作により、イベント発生時以降の負荷部材の移動量を精度良く制御することができる。

以上の実施の形態は一例であり、実施の形態の構成に何ら限定されない。したがって、硬度計など、負荷部材で供試体に負荷を与えて材料を評価する試験装置であって、所定事象後の負荷部材の移動量を制御する試験装置であれば、どのようなものにも本発明を適用できる。なお、硬度計の場合、負荷部材は圧子であり、事象は圧子の供試体への当接である。

本発明は、その特徴を損なわない限り、以上説明した実施の形態に何ら限定されない。
特許請求の範囲と実施の形態による構成要素の対応関係では、アクチュエータはモータ１１に、駆動指令パルスは回転指令パルスに、変位検出パルスは変位パルスに、事象発生を検出する検出手段はイベント信号出力部２１ｂに、設定手段は移動量設定器２１ｃに、特定／減算手段は移動量制御回路２２２，２２２Ａに、遮断手段は開閉器２２２ｂ、２２２ｄにそれぞれ対応する。

また、位置制御手段は移動量制御回路２２２，２２２Ａに、比較／停止手段は比較器２２２ｃと開閉器２２２ｄに、第１カウンタは目標速度パルスアップカウンタ２２２ｆに、第２カウンタは変位パルスアップカウンタ２２２ｇにそれぞれ対応する。
なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記の実施の形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係に何ら限定も拘束もされない。

本発明の第１の実施の形態による材料試験機の構成を示すブロック図 図１の制御装置２０の詳細を示すブロック図 位置カウンタ２２２ａに初期値２００をセットした場合の位置カウント値ＩＮＣの挙動を説明する図 本発明の第２の実施の形態による制御装置２０Ａの詳細を示すブロック図 減算器２２２ｈの減算結果の時間変化の挙動を説明する図

符号の説明

１０：試験機本体 １１：モータ
１２：ロードセル １３：エンコーダ
２０，２０Ａ：制御装置 ２１：主制御回路
２２：モータ制御回路 ２２１：ＰＩＤ制御回路
２２２：移動量制御回路

Claims (7)

1. サーボアンプにそれぞれ入力される駆動指令パルスと変位検出パルスの偏差を偏差カウンタで算出し、その偏差に応じてアクチュエータを駆動し、前記アクチュエータで負荷部材を移動して供試体を負荷する試験装置において、
   所定事象が発生することを検出する検出手段と、
   前記所定事象の発生が検出された後に前記負荷部材を移動すべき移動量である目標移動パルス数を設定する設定手段と、
   前記目標移動パルス数が初期カウント値として設定され、前記駆動指令パルスによりカウント値をカウントダウンし、前記変位検出パルスによりカウント値をカウントアップする位置カウンタと、
   前記事象発生が検出されると前記変位検出パルスを前記位置カウンタから遮断する遮断手段と、
   前記位置カウンタのカウント値を基準値ゼロと比較し、一致すると前記サーボアンプへの前記駆動指令パルスの入力を停止する信号を出力する比較／停止手段とを備えることを特徴とする試験装置。
2. サーボアンプにそれぞれ入力される駆動指令パルスと変位検出パルスの偏差を偏差カウンタで算出し、その偏差に応じてアクチュエータを駆動し、前記アクチュエータで負荷部材を移動して供試体を負荷する試験装置において、
   所定事象が発生することを検出する検出手段と、
   前記所定事象の発生が検出された後に前記負荷部材を移動すべき移動量である目標移動パルス数を設定する設定手段と、
   前記駆動指令パルスをカウントアップする第１カウンタと、
   前記変位検出パルスをカウントアップする第２カウンタと、
   前記第１カウンタと第２カウンタのカウント値を減算する減算器と、
   前記事象発生が検出されると前記変位検出パルスを前記第２カウンタから遮断する遮断手段と、
   前記減算器の減算結果を前記目標移動パルス数と比較し、一致すると前記サーボアンプへの前記駆動指令パルスの入力を停止する信号を出力する比較／停止手段とを備えることを特徴とする試験装置。
3. 請求項２の試験装置において、
   前記基準値は前記目標移動パルス数であることを特徴とする試験装置。
4. サーボアンプにそれぞれ入力される駆動指令パルスと変位検出パルスの偏差を偏差カウンタで算出し、その偏差に応じてアクチュエータを駆動し、前記アクチュエータで負荷部材を移動して供試体を負荷する試験方法において、
   所定事象が発生することを検出する工程と、
   前記所定事象の発生が検出された後に前記負荷部材を移動すべき移動量である目標移動パルス数を設定する工程と、
   位置カウンタに前記目標移動パルス数を初期カウント値として設定する工程と、
   前記位置カウンタのカウント値を、前記駆動指令パルスによりカウントダウンし、前記変位検出パルスによりカウントアップする工程と、
   前記事象発生が検出されると前記変位検出パルスを前記位置カウンタから遮断する工程と、
   前記位置カウンタのカウント値を基準値ゼロと比較し、一致すると前記サーボアンプへの前記駆動指令パルスの入力を停止する信号を出力することを特徴とする試験方法。
5. サーボアンプにそれぞれ入力される駆動指令パルスと変位検出パルスの偏差を偏差カウンタで算出し、その偏差に応じてアクチュエータを駆動し、前記アクチュエータで負荷部材を移動して供試体を負荷する試験方法において、
   所定事象が発生することを検出する工程と、
   前記所定事象の発生が検出された後に前記負荷部材を移動すべき移動量である目標移動パルス数を設定する工程と、
   第１カウンタのカウント値を前記駆動指令パルスでカウントアップする工程と、
   第２カウンタのカウント値を前記変位検出パルスでカウントアップする工程と、
   前記第１カウンタのカウント値と第２カウンタのカウント値の差分を演算する工程と、
   前記事象発生が検出されると前記変位検出パルスを前記第２カウンタから遮断する工程と、
   前記差分を演算する工程で得られた減算結果を前記目標移動パルス数と比較し、一致すると前記サーボアンプへの前記駆動指令パルスの入力を停止する信号を出力する工程とを備えることを特徴とする試験方法。
6. サーボアンプにそれぞれ入力される駆動指令パルスと変位検出パルスの偏差を偏差カウンタで算出し、その偏差に応じてアクチュエータを駆動し、前記アクチュエータで負荷部材を移動して供試体を負荷する試験装置において、
   所定事象が発生することを検出する検出手段と、
   前記所定事象の発生が検出された後に前記負荷部材を移動すべき移動量である目標移動パルス数を設定する設定手段と、
   前記駆動指令パルスによりカウント値をカウントアップし、前記変位検出パルスによりカウント値をカウントダウンする位置カウンタと、
   前記事象発生が検出されると前記変位検出パルスを前記位置カウンタから遮断する遮断手段と、
   前記位置カウンタのカウント値を前記目標移動パルス数と比較し、一致すると前記サーボアンプへの前記駆動指令パルスの入力を停止する信号を出力する比較／停止手段とを備えることを特徴とする試験装置。
7. サーボアンプにそれぞれ入力される駆動指令パルスと変位検出パルスの偏差を偏差カウンタで算出し、その偏差に応じてアクチュエータを駆動し、前記アクチュエータで負荷部材を移動して供試体を負荷する試験方法において、
   所定事象が発生することを検出する工程と、
   前記所定事象の発生が検出された後に前記負荷部材を移動すべき移動量である目標移動パルス数を設定する工程と、
   位置カウンタのカウント値を、前記駆動指令パルスによりカウントアップし、前記変位検出パルスによりカウントダウンする工程と、
   前記事象発生が検出されると前記変位検出パルスを前記位置カウンタから遮断する工程と、
   前記位置カウンタのカウント値を前記目標移動パルス数と比較し、一致すると前記サーボアンプへの前記駆動指令パルスの入力を停止する信号を出力する工程とを備えることを特徴とする試験方法。

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