JP5978627B2

JP5978627B2 - Material testing machine

Info

Publication number: JP5978627B2
Application number: JP2012006187A
Authority: JP
Inventors: 哲也堤
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2012-01-16
Filing date: 2012-01-16
Publication date: 2016-08-24
Anticipated expiration: 2032-01-16
Also published as: JP2013145200A

Description

この発明は、試験片に対して引張・圧縮試験を行う材料試験機に関する。 The present invention relates to a material testing machine for performing a tensile / compression test on a test piece.

このような材料試験機においては、つかみ具などの治具に試験片の両端を把持させるなどして、試験片に引張または圧縮負荷を与え、その負荷により試験片に作用する試験力や、試験片の伸びなどを計測している。 In such a material testing machine, a tensile force or a compressive load is applied to the test piece by gripping both ends of the test piece with a jig such as a gripping tool, and a test force acting on the test piece by the load or a test The elongation of the piece is measured.

試験片に作用する試験力は、ロードセルなどの試験力検出器により、また、試験片の伸びは歪みゲージなどの伸び計により検出される。これらの検出出力には、材料試験機の設置環境により、外乱がノイズとして含まれることがある。このため、これらの試験力や伸びなどの検出出力に対して、外乱に基づくノイズ量に応じてフィルタリング処理を施すことによりノイズを除去する材料試験機が提案されている（特許文献１参照） The test force acting on the test piece is detected by a test force detector such as a load cell, and the elongation of the test piece is detected by an extensometer such as a strain gauge. These detection outputs may include disturbance as noise depending on the installation environment of the material testing machine. For this reason, a material testing machine has been proposed that removes noise by filtering the detected outputs such as test force and elongation according to the amount of noise based on disturbance (see Patent Document 1).

特開２００５―３３１２５６号公報JP 2005-331256 A

ところで、試験片に引張または圧縮の一方向の負荷を与える、いわゆる静的試験において、ロードセルなどの検出出力に重畳するノイズは、試験中における外乱だけではなく、治具への試験片の取り付け時の振動や試験開始前の風などの影響が原因となっているものもある。たとえば、試験片がゴムなどの弾性材料の場合には、治具への取り付け時の振動に試験片が共振し、こうして生じた揺れが収まらない状態で試験を開始すると、検出出力にそれらの揺れに起因した変動がノイズとして重畳する。また、試験片がフィルムなどの薄い材料の場合も、試験開始前の風などによる試験片の揺れが収まる前に試験を開始すると、検出出力にそれらの揺れに起因した変動がノイズとして重畳する。 By the way, in the so-called static test in which a tensile or compressive load is applied to the test piece, the noise superimposed on the detection output of the load cell is not only a disturbance during the test but also when the test piece is attached to the jig. Some of them are caused by the effects of vibration and wind before the start of the test. For example, if the test piece is an elastic material such as rubber, the test piece will resonate with the vibration when it is attached to the jig, and if the test is started with the vibrations generated in this way, the detection output will not be affected. Variation due to the noise is superimposed as noise. In addition, even when the test piece is a thin material such as a film, if the test is started before the shake of the test piece due to wind or the like before the start of the test is settled, the fluctuation caused by the shake is superimposed on the detection output as noise.

従来では、上述したような試験開始前の治具や試験片の揺れが、試験中に収集される試験力データに深刻な影響を及ぼさない程度に収束しているか否かの判断は、オペレータの目視により感覚的に行われていた。このため、オペレータが試験開始前の治具や試験片の揺れに気づかずに試験を行った場合には、それらの揺れに起因したノイズが検出出力に重畳しているため、測定値が真の試験力の値を示すものとはならない。したがって、そのような状態で収集された試験力データを用いて解析を行っても、試験片の材料特性の評価を的確に行うことが困難になることがあった。 Conventionally, the determination of whether or not the jig or test piece shake before the start of the test has converged to such an extent that the test force data collected during the test does not have a serious effect is determined by the operator. It was done visually. For this reason, when the operator conducts the test without noticing the jig or test piece shaking before the start of the test, noise caused by those shaking is superimposed on the detection output, so the measured value is true. It does not indicate the value of the test force. Therefore, even if the analysis is performed using the test force data collected in such a state, it may be difficult to accurately evaluate the material properties of the test piece.

この発明は、上記課題を解決するために成されたものであり、試験開始前の試験力の変動を監視し、試験開始前のノイズの影響を排除することにより、試験中の試験力データの精度を向上させることが可能な材料試験機を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. By monitoring the fluctuation of the test force before the start of the test and eliminating the influence of noise before the start of the test, the test force data during the test is analyzed. An object of the present invention is to provide a material testing machine capable of improving accuracy.

請求項１に記載の発明は、試験片に負荷を与える負荷機構と、試験片に作用する試験力を検出する試験力検出手段と、表示手段と入力手段を有する制御装置を備え、治具により配設された試験片に対して引張または圧縮による試験力を与える材料試験機であって、前記制御装置は、前記入力手段から入力された試験開始の指示信号を受けてから試験が開始されるまでの前記負荷機構が動き出す前の所定の時間内に前記試験力検出手段により検出された試験力の変動が、試験を開始できる許容値を超えているか否かを判定する試験力変動判定部を有する試験力変動監視手段を備え、前記試験力変動判定部において、前記試験力の変動が前記許容値を超えていないと判定されたときに試験を開始することを特徴とする。 The invention according to claim 1 comprises a control device having a load mechanism for applying a load to the test piece, a test force detecting means for detecting a test force acting on the test piece, a display means and an input means, and a jig. a material testing machine to provide a test force by tension or compression to the laying specimens, the controller instructs the signal receiving or we test to start the start inputted test from the input means Test force variation determination for determining whether or not the variation of the test force detected by the test force detecting means within a predetermined time before the load mechanism starts moving exceeds an allowable value at which the test can be started A test force fluctuation monitoring unit having a section, and the test force fluctuation determination section starts the test when it is determined that the fluctuation of the test force does not exceed the allowable value.

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記制御装置は、前記試験力変動判定部において、前記試験力の変動が前記許容値を超えていると判定されたときに、前記表示手段にエラーメッセージを表示するメッセージ処理部を備える。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, when the control device determines that the variation in the test force exceeds the allowable value in the test force variation determination unit. And a message processing unit for displaying an error message on the display means.

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記試験力変動監視手段は、前記試験力変動判定部において、前記試験力の変動が前記許容値を超えていると判定されたときに、前記試験力の変動が前記許容値よりも小さくなるまでの時間を推定する変動収束時間推定部を備え、前記制御装置は、前記変動収束時間推定部が推定した時間後に試験を開始する。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the test force variation monitoring means is configured such that the test force variation determination unit has the test force variation exceeding the allowable value. A fluctuation convergence time estimation unit that estimates a time until the fluctuation of the test force becomes smaller than the allowable value when it is determined that the control force is, and the control device is a time estimated by the fluctuation convergence time estimation unit The test will be started later.

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記制御装置は、前記試験力変動監視手段の動作を有効にするか否かを切り換える設定切換部を備える。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the control device includes a setting switching unit that switches whether or not to validate the operation of the test force fluctuation monitoring unit.

請求項１に記載の発明によれば、試験力変動判定部において、入力手段から入力された試験開始の指示信号を受けてから試験が開始されるまでの所定の時間内に試験力検出手段により検出された試験力の変動が、許容値を超えていないと判定されたときに試験を開始することから、試験開始前の治具や試験片の揺れに起因したノイズが試験中の試験力検出手段の検出出力に重畳するのを未然に防止し、試験中に収集される試験力データの精度を向上させることができる。 According to the first aspect of the present invention, the test force variation determination unit causes the test force detection means to receive the test start instruction signal input from the input means and within a predetermined time from when the test is started. Since the test is started when it is determined that the detected fluctuation in test force does not exceed the allowable value, noise caused by shaking of the jig or specimen before the test is detected. It is possible to prevent superimposition on the detection output of the means and improve the accuracy of the test force data collected during the test.

請求項２に記載の発明によれば、試験力変動判定部により、試験力の値が許容値を超えていると判定されたときに、表示手段にエラーメッセージを表示することから、材料試験機の現在の状態をオペレータに明確に伝えることができる。 According to the second aspect of the present invention, when the test force fluctuation determination unit determines that the value of the test force exceeds the allowable value, an error message is displayed on the display means. It is possible to clearly inform the operator of the current state of the.

請求項３に記載の発明によれば、試験力変動判定部により、試験力の変動が許容値を超えていると判定されたときに、変動収束時間推定部により試験力の変動が許容値よりも小さくなるまでの時間を推定し、推定した時間の経過後に試験を開始することから、オペレータは試験開始の入力操作からやり直す必要がなく、試験作業を効率化することが可能となる。 According to the third aspect of the present invention, when the test force fluctuation determining unit determines that the test force fluctuation exceeds the allowable value, the fluctuation convergence time estimating unit causes the test force fluctuation to be less than the allowable value. Since the test time is estimated after the estimated time has elapsed and the estimated time has elapsed, the operator does not need to start over from the test start input operation, and the test work can be made more efficient.

請求項４に記載の発明によれば、制御装置は、試験力変動監視手段の動作の有効または無効を切り換える設定切換部を備えることから、試験片の剛性に応じて、試験力変動の監視の必要性をオペレータが選択することが可能となる。 According to the fourth aspect of the present invention, since the control device includes the setting switching unit that switches between valid and invalid of the operation of the test force fluctuation monitoring means, the test force fluctuation can be monitored according to the rigidity of the test piece. The need can be selected by the operator.

この発明に係る材料試験機の概要図である。1 is a schematic diagram of a material testing machine according to the present invention. 制御部３３の主要な機能要素を示すブロック図である。3 is a block diagram illustrating main functional elements of a control unit 33. FIG. 試験力変動の監視を行うための手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure for monitoring test force fluctuation | variation. 他の実施形態に係る制御部３３の主要な機能要素を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the main functional elements of the control part 33 which concerns on other embodiment. 試験力変動の監視を行うための手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure for monitoring test force fluctuation | variation.

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係る材料試験機の概要図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of a material testing machine according to the present invention.

この材料試験機は、テーブル１８と、床面に立設された一対の支柱１９と、各支柱１９の内部において回転可能に立設された図示しない一対のねじ棹と、これらのねじ棹に沿って移動可能なクロスヘッド２３と、このクロスヘッド２３を移動させて試験片１０に対して試験力を付与するための負荷機構３０とを備える。 This material testing machine includes a table 18, a pair of support posts 19 erected on the floor, a pair of screw rods (not shown) that are rotatably installed inside the support columns 19, and along these screw rivets. A movable crosshead 23 and a load mechanism 30 for moving the crosshead 23 to apply a test force to the test piece 10.

クロスヘッド２３は、一対のねじ棹に対して、図示を省略したナットを介して連結されている。各ねじ棹の下端部は負荷機構３０に連結されており、負荷機構３０の動力源からの動力が、一対のねじ棹に伝達される構成となっている。一対のねじ棹が同期して回転することにより、クロスヘッド２３は、これら一対のねじ棹に沿って昇降する。 The cross head 23 is connected to a pair of screw rods via nuts (not shown). The lower end portion of each screw rod is connected to the load mechanism 30, and the power from the power source of the load mechanism 30 is transmitted to the pair of screw rods. As the pair of screw rods rotate in synchronization, the cross head 23 moves up and down along the pair of screw rods.

クロスヘッド２３には、試験片１０の上端部を把持するための治具である上つかみ具２１が付設されている。一方、テーブル１８には、試験片１０の下端部を把持するための治具である下つかみ具２２が付設されている。引っ張り試験を行う場合には、試験片１０の両端部をこれらの上つかみ具２１および下つかみ具２２により把持した状態で、クロスヘッド２３を上昇させることにより、試験片１０に試験力（引張荷重）を負荷する。なお、圧縮試験を行う場合には、上つかみ具２１を圧縮試験用の圧盤に取り換え、下つかみ具２２を取り除き、テーブル１８と圧盤との間に試験片を配置した状態で、負荷機構３０を動作させることにより、試験片に試験力（圧縮荷重）を負荷する。 The cross head 23 is provided with an upper gripping tool 21 that is a jig for gripping the upper end portion of the test piece 10. On the other hand, the table 18 is provided with a lower gripping tool 22 which is a jig for gripping the lower end portion of the test piece 10. When performing a tensile test, the test force (tensile load) is applied to the test piece 10 by raising the cross head 23 in a state where both ends of the test piece 10 are gripped by the upper gripping tool 21 and the lower gripping tool 22. ). When the compression test is performed, the upper gripping tool 21 is replaced with a compression test platen, the lower gripping tool 22 is removed, and the load mechanism 30 is placed with the test piece disposed between the table 18 and the pressure platen. By operating, a test force (compression load) is applied to the test piece.

このときに、試験片１０に作用する試験力は試験力検出手段としてのロードセル２４によって検出され、制御回路３１を介して制御部３３に入力される。 At this time, the test force acting on the test piece 10 is detected by the load cell 24 as a test force detection means, and is input to the control unit 33 via the control circuit 31.

制御部３３は、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶装置およびＣＰＵ等を備えるコンピュータ等によって構成される。制御部３３には、液晶ディスプレイ等の表示装置である表示部３５と、マウスおよびキーボード等を有する入力部３４とが接続され、これらによりこの発明の制御装置が構成される。また、制御部３３には、制御部３３からの動作指令信号を受けて負荷機構３０などの駆動信号を生成する制御回路３１が接続される。制御回路３１は、ロードセル２４からの試験力データ、および、クロスヘッド２３の位置情報を制御部３３に送信する。そして、制御部３３は、試験力やクロスヘッド２３の位置情報などを表示部３５に表示する。 The control unit 33 includes a storage device such as a ROM and a RAM, and a computer including a CPU. The control unit 33 is connected to a display unit 35, which is a display device such as a liquid crystal display, and an input unit 34 having a mouse, a keyboard, and the like, and these constitute the control device of the present invention. The control unit 33 is connected to a control circuit 31 that receives an operation command signal from the control unit 33 and generates a drive signal such as the load mechanism 30. The control circuit 31 transmits the test force data from the load cell 24 and the position information of the crosshead 23 to the control unit 33. Then, the control unit 33 displays the test force, the position information of the crosshead 23, and the like on the display unit 35.

また、支柱１９には液晶ディスプレイ等の表示装置である表示部３６が配設されている。この表示部３６は、タッチパネル方式によりオペレータによる操作指示の入力が可能であり、制御回路３１を介して制御部３３に接続されている。このため、この表示部３６は、表示部３５と同様に、ロードセル２４からの試験力データ、クロスヘッド２３の位置情報を表示するこの発明の表示手段として機能するとともに、入力部３４と同様にこの発明の入力手段としても機能する。 Further, a display unit 36 which is a display device such as a liquid crystal display is disposed on the support column 19. The display unit 36 is capable of inputting an operation instruction by an operator using a touch panel method, and is connected to the control unit 33 via the control circuit 31. For this reason, the display unit 36 functions as the display means of the present invention for displaying the test force data from the load cell 24 and the position information of the crosshead 23, as with the display unit 35. It also functions as an input means of the invention.

図２は、制御部３３を構成する要素のうち、本願発明を実行するための主要な機能要素を示すブロック図である。図３は、この発明の特徴である、試験開始前における試験力変動の監視を行うための手順を示すフローチャートである。 FIG. 2 is a block diagram showing main functional elements for executing the present invention among the elements constituting the control unit 33. FIG. 3 is a flowchart showing a procedure for monitoring test force fluctuation before the start of the test, which is a feature of the present invention.

この制御部３３は、試験力変動の監視機能の有効／無効を切り換える設定切換部６１と、試験力変動の監視を行う試験力変動監視部７０と、メッセージ処理部６２と、記憶部６３を備える。そして、試験力変動監視部７０は、試験力変動判定部７１を有し、試験力の変動が、試験を開始できる程度の変動であるか否かを試験力変動判定部７１において判定することにより、試験力変動の監視を行う。 The control unit 33 includes a setting switching unit 61 that switches between valid / invalid of the test force variation monitoring function, a test force variation monitoring unit 70 that monitors the test force variation, a message processing unit 62, and a storage unit 63. . And the test force fluctuation | variation monitoring part 70 has the test force fluctuation | variation determination part 71, and the test force fluctuation | variation determination part 71 determines whether the fluctuation | variation of a test force is a fluctuation | variation of the grade which can start a test. , Monitor test force fluctuation.

このような機能要素を備える制御部３３において、試験力変動の監視を行うときには、上つかみ具２１と下つかみ具２２に試験片１０を把持させた試験開始前の状態で、オペレータが入力部３４を操作して、試験力変動の監視機能を有効にする（ステップＳ１１）。このとき、オペレータは入力部３４から、試験力の変動の許容値や、試験力変動の監視を行う時間など、試験力変動の監視を行うための各種パラメータの設定をすることができる。なお、これらの各種パラメータの設定は、タッチパネル方式の表示部３６から行ってもよい。 When monitoring the test force fluctuation in the control unit 33 having such a functional element, the operator inputs the input unit 34 in a state before starting the test in which the upper gripping tool 21 and the lower gripping tool 22 hold the test piece 10. To enable the test force fluctuation monitoring function (step S11). At this time, the operator can set various parameters for monitoring the test force variation, such as an allowable value of the test force variation and a time for monitoring the test force variation, from the input unit 34. These various parameters may be set from the touch panel type display unit 36.

ここで、試験力の変動の許容値は、ロードセル２４による試験力の検出値の変動幅であり、仮にその状態で試験を開始したとして、試験片１０に試験力を与えたときに変化する試験力データに試験開始前から存在する検出値の変動の影響がノイズとして重畳しても、それらのノイズを試験力データ解析上、容認できる誤差として取り扱うことができる値である。そして、この許容値は、試験片１０の剛性に応じて変更される値である。すなわち、剛性の大きな試験片１０ほど許容値には小さい値が設定される。 Here, the allowable value of the fluctuation of the test force is a fluctuation range of the detected value of the test force by the load cell 24, and the test that changes when the test force is applied to the test piece 10 assuming that the test is started in that state. Even if the influence of the fluctuation of the detection value existing before the start of the test is superimposed on the force data as noise, the noise can be handled as an acceptable error in the analysis of the test force data. The allowable value is a value that is changed according to the rigidity of the test piece 10. That is, a smaller value is set as the allowable value for the test piece 10 having higher rigidity.

また、試験力変動の監視を行う時間は、オペレータにより試験開始指示信号が制御部３３に入力されてから、制御部３３が制御回路３１にその試験開始指示信号を送信するまでの間に、試験開始前のロードセル２４が検出する試験力の変動状況を知るために試験力データを収集する時間であり、例えば、５００ｍｓ、１ｓなどの時間がオペレータにより設定される。それらの時間は、この発明における所定の時間に相当する。そして、設定された所定の時間内にロードセル２４により検出された試験力は、制御回路３１を介して記憶部６３に保存される。 The test force fluctuation monitoring time is from the time when the operator inputs the test start instruction signal to the control unit 33 until the control unit 33 transmits the test start instruction signal to the control circuit 31. This is a time for collecting test force data in order to know the variation state of the test force detected by the load cell 24 before the start. For example, a time such as 500 ms or 1 s is set by the operator. Those times correspond to the predetermined times in the present invention. Then, the test force detected by the load cell 24 within the set predetermined time is stored in the storage unit 63 via the control circuit 31.

オペレータが入力部３４から試験開始指示を入力すると（ステップＳ１２）、まず、この材料試験機の電気的なチェックが行われる。この電気的なチェックは、例えば制御回路３１や負荷機構３０の電気系統に過負荷電流が流れるなどの装置異常がないかどうかのチェックを行うものである。ここで装置異常が検出されなければ（ステップＳ１３）、試験条件のパラメータ設定に間違いがないかどうかなどの試験条件のチェックが行われる。この試験条件のチェックは、例えば、オペレータが試験片１０に負荷する試験力の最大値と最小値を逆に入力していた場合や、試験力の最大値に、この材料試験機で実現可能な最大試験力を超える値を設定していた場合などの明らかな入力ミスを検出するものである。 When the operator inputs a test start instruction from the input unit 34 (step S12), first, an electrical check of the material testing machine is performed. This electrical check is performed to check whether there is an apparatus abnormality such as an overload current flowing in the electric system of the control circuit 31 or the load mechanism 30, for example. If no device abnormality is detected (step S13), the test conditions are checked such as whether or not the test condition parameters are set correctly. This test condition check can be realized with this material testing machine, for example, when the operator inputs the maximum value and the minimum value of the test force applied to the test piece 10 in reverse, or the maximum value of the test force. An obvious input error is detected when a value exceeding the maximum test force is set.

なお、これら材料試験機の電気的なチェック、および、試験条件のチェックは、試験の安全性の観点から、従来より行われているものであり、試験力変動の監視機能が無効に設定されているときでも行われる。また、試験力変動の監視機能が有効に設定されているときに、装置異常や試験条件異常が検出された場合には（ステップＳ１３、Ｓ１４）、メッセージ処理部６２において試験を開始できないことを示すメッセージを表示部３５、３６に表示させるメッセージ処理が行われ（ステップＳ１７）、試験開始前の試験力変動の監視を行うことなく、試験開始指示がキャンセルされる。そして、メッセージ処理（ステップＳ１７）の後に試験を開始するには、ステップＳ１１の手順からやり直すことになる。 In addition, the electrical check and test condition check of these material testing machines have been performed conventionally from the viewpoint of test safety, and the test force fluctuation monitoring function is disabled. Even when you are. In addition, when the test force fluctuation monitoring function is set to be effective and an apparatus abnormality or a test condition abnormality is detected (steps S13 and S14), the message processing unit 62 indicates that the test cannot be started. Message processing for displaying the message on the display units 35 and 36 is performed (step S17), and the test start instruction is canceled without monitoring the test force fluctuation before the test is started. In order to start the test after the message processing (step S17), the procedure of step S11 is repeated.

試験条件に異常がなければ（ステップＳ１４）、試験力変動の監視が試験力変動監視部７０において実行される。試験片１０を上つかみ具２１と下つかみ具２２に把持させた直後などは、試験片１０取り付け時の振動が、上つかみ具２１を介してロードセル２４によって検出される試験力の値に変動を生じさせる。この試験力の変動が、許容値を超えているか否かの判定を、下記数式（１）を用いて、試験力変動判定部７１において行う。 If there is no abnormality in the test conditions (step S14), the test force variation monitoring unit 70 executes monitoring of the test force variation. Immediately after the test piece 10 is gripped by the upper gripping tool 21 and the lower gripping tool 22, vibration at the time of mounting the test specimen 10 changes the value of the test force detected by the load cell 24 via the upper gripping tool 21. Cause it to occur. Whether or not the variation in the test force exceeds the allowable value is determined in the test force variation determination unit 71 using the following formula (1).

数式（１）において、Ｖ_ａｃｃは許容値、Ｆ_ｍａｘは所定の時間内で検出された最大試験力、Ｆ_ｍｉｎは所定の時間内で検出された最小試験力である。この試験力変動判定部７１においては、所定の時間内にロードセル２４により検出された最大試験力と最小試験力の差が、予め設定した許容値を超えているか否かの判定が行われる。そして、試験力の変動が許容値を超えており、試験を開始できない程の試験力変動ありと判定された場合には（ステップＳ１５）、メッセージ処理部６２において、試験を開始できないことを示すメッセージを表示部３５、３６に表示するメッセージ処理が行われ（ステップＳ１７）、試験開始指示がキャンセルされる。そして、メッセージ処理（ステップＳ１７）の後に、試験を開始するには、ステップＳ１１の手順からやり直すことになる。

In Equation (1), V _acc is an allowable value, F _max is a maximum test force detected within a predetermined time, and F _min is a minimum test force detected within a predetermined time. In the test force fluctuation determination unit 71, it is determined whether or not the difference between the maximum test force and the minimum test force detected by the load cell 24 within a predetermined time exceeds a preset allowable value. When it is determined that the test force fluctuation exceeds the allowable value and the test force fluctuation is so large that the test cannot be started (step S15), the message processing unit 62 indicates that the test cannot be started. Is displayed on the display units 35 and 36 (step S17), and the test start instruction is canceled. Then, to start the test after the message processing (step S17), the procedure of step S11 is repeated.

一方で、試験力の変動が許容値を超えておらず、試験を開始できない程の試験力変動がないと判定された場合には（ステップＳ１５）、制御部３３から制御回路３１に試験開始の信号が送信され、負荷機構３０が動作することにより試験が開始される（ステップＳ１６）。 On the other hand, if it is determined that the variation in test force does not exceed the allowable value and there is no variation in test force that does not allow the test to start (step S15), the control unit 33 sends a test start to the control circuit 31. A signal is transmitted, and the test is started by operating the load mechanism 30 (step S16).

上述したように、この材料試験機においては、入力部３４から入力された試験開始の指示信号を受けてから試験が開始されるまでの所定の時間内にロードセル２４により検出された試験力の変動が、試験力変動判定部７１において許容値を超えていないと判定されたときに試験を開始することから、試験開始前の治具や試験片１０の揺れに起因したノイズが試験中のロードセル２４の検出出力に重畳するのを未然に防止することができる。したがって、試験データの精度を向上させることが可能となる。 As described above, in this material testing machine, fluctuations in the test force detected by the load cell 24 within a predetermined time from when the test start instruction signal input from the input unit 34 is received until the test is started. However, since the test is started when it is determined by the test force fluctuation determination unit 71 that the allowable value is not exceeded, noise caused by the shaking of the jig or the test piece 10 before the start of the test is caused by the load cell 24 under test. It is possible to prevent the detection output from being superimposed. Therefore, it is possible to improve the accuracy of the test data.

また、この材料試験機では、設定切換部６１において、オペレータの設定選択入力に応じて、試験力変動の監視機能の有効／無効を切り換えるようにしている。このため、例えば剛性が極めて大きい棒状金属片を試験片１０として引張試験を行う場合など、試験片１０を上つかみ具２１および下つかみ具２２に把持させるときに生じた振動が、試験中の試験力データに影響を及ぼさないことが予想できる場合には、試験力変動の監視機能を無効にしておき、従来の材料試験機のように、オペレータからの試験開始の指示信号の入力の後、装置異常チェック、試験条件チェックを経て、制御部３３から制御回路３１に、試験開始の指示信号を送信し、試験を開始することもできる。 In this material testing machine, the setting switching unit 61 switches between valid / invalid of the monitoring function of the test force fluctuation according to the setting selection input by the operator. For this reason, for example, when a tensile test is performed using a rod-shaped metal piece having extremely high rigidity as the test piece 10, vibration generated when the test piece 10 is held by the upper gripping tool 21 and the lower gripping tool 22 is tested during the test. When it is expected that the force data will not be affected, the test force fluctuation monitoring function is disabled, and after inputting the test start instruction signal from the operator as in the case of a conventional material testing machine, the device A test start instruction signal may be transmitted from the control unit 33 to the control circuit 31 through the abnormality check and the test condition check to start the test.

さらに、この材料試験機では、試験開始前の所定の時間内の試験力データを記憶部６３に保存し試験力の変動量を知ることができることから、これらの所定の時間内の試験力データから得た環境ノイズ量（試験力の変動量）を、試験開始後に収集された試験中の試験力データの解析に反映させることができ、データ解析の精度を向上させることも可能である。 Furthermore, in this material testing machine, since the test force data within a predetermined time before the start of the test can be stored in the storage unit 63 and the variation amount of the test force can be known, the test force data within the predetermined time can be obtained. The obtained amount of environmental noise (variation in test force) can be reflected in the analysis of test force data collected during the test after the start of the test, and the accuracy of data analysis can be improved.

次に、この発明の他の実施形態について説明する。図４は、他の実施形態に係る制御部３３の主要な機能要素を示すブロック図である。図５は、図４に示す制御部３３の各機能要素により、試験開始前における試験力変動の監視を行うための手順を示すフローチャートである。なお、上述した実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。 Next, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a block diagram illustrating main functional elements of the control unit 33 according to another embodiment. FIG. 5 is a flowchart showing a procedure for monitoring test force fluctuations before the test is started by each functional element of the control unit 33 shown in FIG. In addition, about the structure similar to embodiment mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.

この制御部３３は、試験力監視部７０に、変動収束時間推定部７２をさらに備える。このような機能要素を備える制御部３３により試験力変動の監視を行うには、上述した実施形態と同様に、オペレータが入力部３４を操作して、試験力変動の監視機能を有効に設定し（ステップＳ２１）、試験開始の指示を入力する（ステップＳ２２）。しかる後、材料試験機の電気的なチェック、および、試験条件のチェックが行われ、装置異常または試験条件異常が検出された場合には、メッセージ処理部６２において試験を開始できないことを示すメッセージを表示部３５、３６に表示させるメッセージ処理が行われ（ステップＳ２８）、試験力変動の監視を行うことなく、試験開始指示がキャンセルされる。そして、メッセージ処理（ステップＳ２８）の後に試験を開始するには、ステップＳ２１の手順からやり直すことになる。 The control unit 33 further includes a fluctuation convergence time estimation unit 72 in the test force monitoring unit 70. In order to monitor the test force fluctuation by the control unit 33 having such a functional element, the operator operates the input unit 34 to set the test force fluctuation monitoring function to be effective as in the above-described embodiment. (Step S21) An instruction to start a test is input (Step S22). Thereafter, an electrical check of the material testing machine and a test condition check are performed, and if a device abnormality or a test condition abnormality is detected, the message processing unit 62 displays a message indicating that the test cannot be started. Message processing to be displayed on the display units 35 and 36 is performed (step S28), and the test start instruction is canceled without monitoring the test force fluctuation. In order to start the test after the message processing (step S28), the procedure from step S21 is repeated.

装置異常と試験条件異常のどちらもが検出されなかった場合には（ステップＳ２３、Ｓ２４）、試験力変動監視部７０における試験力変動の監視が行われる。まず、試験力変動判定部７１において、上述した数式（１）を用いた試験力変動の判定が行われる。ここで、試験力の変動が許容値を超えておらず、試験力の変動はないと判定された場合には（ステップＳ２５）、制御部３３から制御回路３１に試験開始の信号が送信され、負荷機構３０が動作することにより試験が開始される（ステップＳ２９）。 When neither the apparatus abnormality nor the test condition abnormality is detected (steps S23 and S24), the test force fluctuation monitoring unit 70 monitors the test force fluctuation. First, in the test force fluctuation determination unit 71, the test force fluctuation is determined using the above-described equation (1). Here, when it is determined that the variation in the test force does not exceed the allowable value and there is no variation in the test force (step S25), a test start signal is transmitted from the control unit 33 to the control circuit 31, The test is started by operating the load mechanism 30 (step S29).

一方で、試験開始前の試験力の変動が許容値を超えており、試験力の変動ありと判定された場合には（ステップＳ２５）、変動収束時間推定部７２において変動が許容値を下回るまでに要する時間を推定する（ステップＳ２６）。なお、試験力の変動ありと判定されたときに、すぐには試験を開始できないことを示すメッセージを表示部３５、３６に表示させるメッセージ処理を行ってもよい。このとき、試験開始指示は、キャンセルされない。 On the other hand, when the fluctuation of the test force before the start of the test exceeds the allowable value and it is determined that there is a fluctuation of the test force (step S25), the fluctuation convergence time estimation unit 72 until the fluctuation falls below the allowable value. Is estimated (step S26). Note that, when it is determined that there is a change in the test force, message processing may be performed in which a message indicating that the test cannot be started immediately is displayed on the display units 35 and 36. At this time, the test start instruction is not canceled.

この変動収束時間推定部７２では、記憶部６３に保存された所定の時間分の試験力データを用いて、試験力の変動が収束するまでの時間が推定される。これは、試験片１０を上つかみ具２１および下つかみ具２２などの治具により材料試験機に配設するときに生じる振動の多くが、時間の経過にともなって振動波形の振幅が小さくなる減衰振動であるため、所定の時間内における振動の減衰量を基に、試験力の変動が許容値を下回るまでの時間を求めることができることを利用している。 The fluctuation convergence time estimation unit 72 uses the test force data for a predetermined time stored in the storage unit 63 to estimate the time until the fluctuation of the test force converges. This is because most of the vibrations that occur when the test piece 10 is arranged on the material testing machine with jigs such as the upper gripping tool 21 and the lower gripping tool 22 are attenuated so that the amplitude of the vibration waveform decreases with time. Since it is vibration, the fact that the time until the fluctuation of the test force falls below the allowable value can be obtained based on the amount of vibration attenuation within a predetermined time.

しかる後、推定時間が経過するのを待って（ステップＳ２７）、制御部３３から制御回路３１に試験開始の信号が送信され、負荷機構３０が動作することにより試験が開始される（ステップＳ２９）。 Thereafter, after the estimated time elapses (step S27), a test start signal is transmitted from the control unit 33 to the control circuit 31, and the load mechanism 30 operates to start the test (step S29). .

上述したように、この材料試験機においては、制御部３３に変動収束時間推定部７２を備え、試験力変動判定部７１において、試験力の変動が許容値を超えていると判定されても（ステップＳ２５）、所定の時間内に収集された試験力データから試験力の変動が許容値よりも小さくなるまでの時間を推定し、推定した時間後に試験を開始することから、オペレータが試験開始の入力操作からやり直す状況を少なくし、試験作業を効率化することが可能となる。 As described above, in this material testing machine, the control unit 33 includes the fluctuation convergence time estimation unit 72, and the test force fluctuation determination unit 71 determines that the fluctuation of the test force exceeds the allowable value ( Step S25), the time until the fluctuation of the test force becomes smaller than the allowable value is estimated from the test force data collected within a predetermined time, and the test is started after the estimated time. It is possible to reduce the situation of starting from the input operation and to improve the efficiency of the test work.

次に、この実施形態の変形例について説明する。上述した実施形態では、試験力変動判定部７１において、試験力の変動が許容値を超えていると判定された場合に、変動収束時間推定部７２において推定された時間が経過した後に、試験を開始するようにしている。しかし、変動収束時間推定部７２において推定された時間が経過した後に、再度、試験力変動判定部７１において、推定時間経過後も試験を開始できない程の試験力の変動があるか否かの判定を行い、試験力の変動が許容値を下回っていることを確認してから、試験を開始するようにしてもよい。 Next, a modification of this embodiment will be described. In the embodiment described above, when the test force fluctuation determination unit 71 determines that the fluctuation of the test force exceeds the allowable value, the test is performed after the time estimated by the fluctuation convergence time estimation unit 72 has elapsed. I'm trying to get started. However, after the time estimated by the variation convergence time estimation unit 72 has elapsed, the test force variation determination unit 71 again determines whether there is a variation in test force that prevents the test from starting even after the estimated time has elapsed. The test may be started after confirming that the fluctuation of the test force is below the allowable value.

また、変動収束時間推定部７２において推定された時間が、一定の時間（例えば１０分）を超える長い時間であった場合には、試験開始指示をキャンセルするようにしてもよいし、そのまま一定の時間経過後に試験を開始するようにしてもよい。一定の時間経過後に試験を開始するようにしたときには、記憶部６３に保存した試験開始前の試験力データから求めた試験力の変動量を、環境ノイズ量として、試験開始後に収集された試験力データの解析時のノイズ除去処理に反映させて、データ解析の精度を向上させることも可能である。 In addition, when the time estimated by the fluctuation convergence time estimation unit 72 is a long time exceeding a certain time (for example, 10 minutes), the test start instruction may be canceled, You may make it start a test after progress. When the test is started after a lapse of a certain time, the test force collected after the test is started, using the variation amount of the test force obtained from the test force data stored in the storage unit 63 before starting the test as the environmental noise amount. It is also possible to improve the accuracy of data analysis by reflecting it in noise removal processing during data analysis.

１０試験片
１８テーブル
１９支柱
２１上つかみ具
２２下つかみ具
２３クロスヘッド
２４ロードセル
３１制御回路
３３制御部
３４入力部
３５表示部
３６表示部
６１設定切換部
６２メッセージ処理部
６３記憶部
７０試験力変動監視部
７１試験力変動判定部
７２変動収束時間推定部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Test piece 18 Table 19 Support | pillar 21 Upper gripper 22 Lower gripper 23 Crosshead 24 Load cell 31 Control circuit 33 Control part 34 Input part 35 Display part 36 Display part 61 Setting switching part 62 Message processing part 63 Memory | storage part 70 Test force fluctuation | variation Monitoring unit 71 Test force variation determination unit 72 Variation convergence time estimation unit

Claims

A load mechanism for applying a load to the test piece, a test force detecting means for detecting a test force acting on the test piece, a control device having a display means and an input means, and for a test piece arranged by a jig A material testing machine that gives a test force by tension or compression,
The controller is
Variation of the test force test force detected by the detection means to the load mechanism is within a predetermined time before the start moving until the receiving instruction signals inputted test start from the input means or we test is started Is provided with a test force fluctuation monitoring means having a test force fluctuation judgment unit for judging whether or not an allowable value at which a test can be started is exceeded.
The material testing machine, wherein the test force variation determination unit starts the test when it is determined that the variation in the test force does not exceed the allowable value.

The material testing machine according to claim 1,
The control device includes a material testing machine including a message processing unit that displays an error message on the display unit when the test force variation determination unit determines that the variation in the test force exceeds the allowable value. .

In the material testing machine according to claim 1 or 2,
The test force fluctuation monitoring means until the test force fluctuation becomes smaller than the allowable value when the test force fluctuation determination unit determines that the test force fluctuation exceeds the allowable value. A fluctuation convergence time estimation unit for estimating the time of
The said control apparatus is a material testing machine which starts a test after the time which the said fluctuation | variation convergence time estimation part estimated.

The material testing machine according to claim 1,
The said control apparatus is a material testing machine provided with the setting switching part which switches whether the operation | movement of the said test force fluctuation | variation monitoring means is validated.