JP6659333B2 - Hardness tester and hardness test method - Google Patents
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Description
本発明は、硬さ試験機及び硬さ試験方法に関する。 The present invention relates to a hardness tester and a hardness test method.
従来、圧子を用いて試料の表面に試験力を負荷し、くぼみを形成させることによって試料の硬さを測定する硬さ試験機が知られている(例えば、特許文献1参照)。
上記の硬さ試験機において、硬さ試験を実施する際には、パラメータの設定が必要である。設定されるパラメータは、例えば、試験力の保持時間、圧子の接近速度、試験力の負荷開始から所定の試験力に到達するまでの時間等である。これらのパラメータの設定値は、例えば、ISO、JIS、ASTMなどの様々な規格によって予め定められている。硬さ試験機においては、指定の規格に準拠できるように、それぞれの設定を個別に変更できる機能が実装されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a hardness tester that measures the hardness of a sample by applying a test force to the surface of the sample using an indenter to form a depression (for example, see Patent Document 1).
In the above hardness tester, when performing a hardness test, it is necessary to set parameters. The parameters to be set are, for example, the holding time of the test force, the approach speed of the indenter, and the time from when the load of the test force starts until the predetermined test force is reached. The setting values of these parameters are determined in advance by various standards such as ISO, JIS, and ASTM. The hardness tester is equipped with a function for individually changing each setting so as to comply with a specified standard.
しかしながら、パラメータの設定は、適用させる試験方法の規格や他の試験条件の変更に伴い、変更しなければならないことがある。この場合、規格の順守や作業効率を考慮すると、パラメータの設定変更をその都度行う必要があるため、わずらわしいという問題がある。
また、パラメータの設定変更を的確に行うためには、各規格を熟知している必要がある。従って、例えば、1台の試験機で異なる複数の硬さ試験(ビッカース、ブリネル、ロックウェルなど)の実行が可能な硬さ試験機において、各試験方法と各規格との組み合わせによるパラメータの設定を的確に行うには、硬さ試験に相当に習熟した作業者でなければ難しいという問題がある。
However, parameter settings may need to be changed in accordance with changes in the standards of test methods to be applied and other test conditions. In this case, there is a problem that it is troublesome because it is necessary to change the parameter setting each time in consideration of compliance with standards and work efficiency.
In addition, in order to accurately change parameter settings, it is necessary to be familiar with each standard. Therefore, for example, in a hardness tester capable of executing a plurality of different hardness tests (Vickers, Brinell, Rockwell, etc.) with one tester, parameter setting by a combination of each test method and each standard is performed. There is a problem that it is difficult to perform the test accurately unless a worker who is considerably proficient in the hardness test.
本発明は、試験方法の規格を熟知しなくとも試験方法の規格を順守することが可能であり、且つ作業効率を向上することが可能な硬さ試験機及び硬さ試験方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a hardness tester and a hardness test method capable of complying with the test method standards without being familiar with the test method standards and improving the working efficiency. Aim.
請求項1に記載の発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、
試料の表面に圧子により所定の試験力を負荷してくぼみを形成させ、当該くぼみの寸法を計測することにより、又は当該くぼみ形成時の圧子の押し込み深さを計測することにより、試料の硬さを測定する硬さ試験機において、
試験方法の適用規格又は使用条件と、所定の試験条件の設定と、を対応付けて記憶する記憶手段と、
作業者により選択された前記適用規格又は前記使用条件に基づいて、前記記憶手段から前記所定の試験条件を取得して設定する設定手段と、
前記設定手段により設定された所定の試験条件に基づいて硬さ試験を実行し、試料の硬さを測定する測定手段と、
前記作業者により選択された前記適用規格又は前記使用条件及び前記設定手段により設定された所定の試験条件を表示手段に表示させる表示制御手段と、
を備え、
前記表示制御手段は、前記作業者による最後の操作から所定時間経過後に、前記適用規格又は前記使用条件の設定を変更することなく前記硬さ試験が開始される場合には、前記適用規格又は前記使用条件の設定を前記表示手段に表示させることを特徴とする。
The invention described in
By applying a predetermined test force with an indenter to the surface of the sample to form a depression and measuring the size of the depression, or measuring the indentation depth of the indenter when forming the depression, the hardness of the sample is measured. In a hardness tester that measures
Storage means for storing the application standard or use condition of the test method and the setting of the predetermined test condition in association with each other,
Setting means for acquiring and setting the predetermined test condition from the storage means, based on the applied standard or the use condition selected by an operator,
Measuring means for performing a hardness test based on predetermined test conditions set by the setting means, and measuring the hardness of the sample,
Display control means for displaying on the display means the applicable standard selected by the worker or the use condition and the predetermined test condition set by the setting means,
Equipped with a,
The display control means, after a lapse of a predetermined time from the last operation by the operator, when the hardness test is started without changing the setting of the applicable standard or the use condition, the applied standard or the to display the setting conditions of use on the display unit, characterized in Rukoto.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の硬さ試験機において、
作業者の試験に対する所定の要望を実現する試験モードを有し、
前記記憶手段は、前記試験モードと、前記所定の試験条件の設定と、を対応付けて記憶し、
前記設定手段は、作業者により選択された前記適用規格又は前記使用条件に加え、当該作業者により選択された試験モードに基づいて、前記所定の試験条件を設定することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the hardness tester according to the first aspect ,
A test mode for realizing a predetermined request for a test of an operator,
The storage unit stores the test mode and the setting of the predetermined test condition in association with each other,
The setting means sets the predetermined test condition based on the test mode selected by the worker in addition to the applicable standard or the use condition selected by the worker.
請求項3に記載の発明は、
試料の表面に圧子により所定の試験力を負荷してくぼみを形成させ、当該くぼみの寸法を計測することにより、又は当該くぼみ形成時の圧子の押し込み深さを計測することにより、試料の硬さを測定する硬さ試験機の硬さ試験方法において、
作業者により選択された試験方法の適用規格又は使用条件に基づいて所定の試験条件を設定する設定工程と、
前記設定工程で設定された所定の試験条件に基づいて硬さ試験を実行し、試料の硬さを測定する測定工程と、
前記作業者により選択された前記適用規格又は前記使用条件及び前記設定工程で設定された所定の試験条件を表示手段に表示させる表示制御工程と、
を含み、
前記表示制御工程は、前記作業者による最後の操作から所定時間経過後に、前記適用規格又は前記使用条件の設定を変更することなく前記硬さ試験が開始される場合には、前記適用規格又は前記使用条件の設定を前記表示手段に表示させることを特徴とする。
The invention according to
By applying a predetermined test force with an indenter to the surface of the sample to form a depression and measuring the size of the depression, or measuring the indentation depth of the indenter when forming the depression, the hardness of the sample is measured. In a hardness test method of a hardness tester for measuring
A setting step of setting predetermined test conditions based on application standards or use conditions of a test method selected by an operator,
Performing a hardness test based on the predetermined test conditions set in the setting step, a measurement step of measuring the hardness of the sample,
A display control step of displaying on the display means the applied standard or the use condition selected by the worker and the predetermined test condition set in the setting step,
Only including,
The display control step, after a lapse of a predetermined time from the last operation by the operator, if the hardness test is started without changing the setting of the applicable standard or the use condition, the applied standard or the The setting of the use condition is displayed on the display means .
本発明によれば、試験方法の規格を熟知しなくとも試験方法の規格を順守することが可能であり、且つ作業効率を向上することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is possible to observe the standard of a test method, without knowing the standard of a test method, and to improve work efficiency.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施形態に係る硬さ試験機1は、圧子5を交換可能な構成であり、所望する試験に対応する圧子5を取り付けることにより、ビッカース硬さ試験やロックウェル硬さ試験などの複数の硬さ試験を1台で実施可能な硬さ試験機である。
硬さ試験機1は、図1〜図3に示すように、各構成部材が配設される試験機本体2と、試験機本体2に回動自在に支持される荷重アーム3と、荷重アーム3に作用力(試験力)を付与し荷重アームを作動させるアーム作動部4と、荷重アーム3の下方の試験機本体2に回転自在に備えられたターレット8と、ターレット8に取り付けられ、先端部に圧子5を備える圧子軸6と、ターレット8に取り付けられた対物レンズ7と、ターレット8に対向配置され、試料Sが載置される試料台9と、試料台9上の試料Sに形成されたくぼみを撮像する撮像部10と、制御部100と、操作部110と、表示部120と、等を備えて構成されている。なお、硬さ試験機1では、図3に示す制御部100により、各部の動作制御が行われる。
The
As shown in FIGS. 1 to 3, a
荷重アーム3は、アーム本体31と、アーム本体31の一端部31aを試験機本体2に軸支する回動軸32と、を備えて構成されている。
アーム本体31の他端側は、第1の他端部31bと第2の他端部31cとの二股に分岐している。第1の他端部31bは、可撓性を有する板ばね状に形成されている。
アーム本体31の下面側には、アーム本体31の下面と試験機本体2との間にコイルばね33aにより弾性支持される荷重軸33が備えられている。
また、アーム本体31には、荷重アーム3(アーム本体31)が作動した際の、第1の他端部31bと第2の他端部31cとの開き量を検出するアーム変位検出部34が備えられている。
The
The other end of the
On the lower surface side of the arm
Further, the
アーム本体31は、一端部31aが回動軸32により試験機本体2に回動自在に軸支されるとともに、第1の他端部31bに荷重アーム3を作動させる試験力としての作用力を発生させるアーム作動部4が接続されている。そして、アーム本体31は、そのアーム作動部4の動作に伴い、回動軸32を中心とした回動を行う。アーム本体31は、この下方への回動に伴い、荷重軸33を下方へと押圧し移動させる。そして、荷重軸33は、アーム本体31(荷重アーム3)の駆動、動作を圧子軸6に伝達する(図1参照)。
The arm
アーム変位検出部34は、例えば、所定の間隔の目盛が刻まれたスケールと、スケールの目盛を光学的に読み取るリニアエンコーダと、を備えて構成されている。アーム変位検出部34は、圧子軸6等を介して圧子5を試料Sに押し込む際の第1の他端部31bと第2の他端部31cとの開き量(ばね変位量)を検出し、検出した開き量に基づくアーム変位信号を制御部100に出力する。なお、この開き量は、圧子5が試料Sを押し込む押圧力(試験力)又は試料Sに加わる荷重に対応するようになっている。
The
アーム作動部4は、サーボモータ41と、ボールネジ43と、サーボモータ41のモータ軸41aとボールネジ43のネジ軸43aとに掛け渡されるタイミングベルト42と、ボールネジ43に保持される固定治具44と、等を備えて構成されている。なお、アーム作動部4は、固定治具44の板ばね44aがアーム本体31の第1の他端部31bに固定されることにより荷重アーム3に接続されている。
The
サーボモータ41は、制御部100から入力された駆動制御信号に基づいて駆動する。サーボモータ41のモータ軸41aは、サーボモータ41の駆動により回転する。モータ軸41aの駆動力は、タイミングベルト42を介してボールネジ43のネジ軸43aに伝達され、ボールネジ43を回転させる。固定治具44は、ボールネジ43の回転駆動により上下に移動する。
このように、アーム作動部4は、サーボモータ41の駆動に基づいて固定治具44を上下動させ、固定治具44と接続しているアーム本体31の第1の他端部31bにその駆動(駆動力)を伝達させて、アーム本体31(荷重アーム3)を回動させる。なお、板ばね44aは、アーム作動部4が荷重アーム3を動作させる際、撓むようになっている。
The
As described above, the
試料台9は、試料Sが載置される試料ステージ91と、試料ステージ91の下面に設けられたステージ昇降部92と、等を備えて構成されている。
ステージ昇降部92は、ねじ部92aを備え、ねじ部92aを回転させることにより、試料ステージ91を試験機本体2に対して上下に移動可能としている。
The
The stage elevating / lowering
ターレット8は、ターレット本体81と、ターレット本体81を試験機本体2に回転自在に軸支する回転軸82と、等を備えて構成されている。
ターレット本体81には、圧子軸6と、対物レンズ7と、圧子軸6の変位量を検出する圧子軸変位検出部20と、が備えられている。なお、圧子軸6は、圧子軸保持部61を介してターレット本体81に備えられている。
ターレット本体81は、回転軸82を中心として回転することにより、圧子軸6や対物レンズ7の配置を切り替えることができる。
The
The turret
The
圧子軸保持部61は、縦保持部材61aと、縦保持部材61aから横方向に延出する板ばね61b、61bと、を備えて構成されている。圧子軸6は、圧子軸保持部61の板ばね61b、61bに弾性支持され、試料ステージ91の試料Sの載置面、特に、試料ステージ91に載置された試料の表面(上面)に対して垂直に備えられている。
圧子軸6の下端部には、圧子5が交換可能に備えられている。例えば、ビッカース硬さ試験を実施する場合には、圧子5として、ビッカース用の四角錐圧子(対面角が136±0.5°)を使用する。また、ロックウェル硬さ試験を実施する場合には、圧子5として、ロックウェル用の先端角120°のダイヤモンド円錐圧子又は球圧子(例えば直径が1/16インチ、1/8インチ、1/4インチ、1/2インチのもの)を使用する。
硬さ試験機1は、図1に示すように、ターレット8(ターレット本体81)を回転させ、圧子軸6を荷重軸33に対応する配置に切り替えることにより、荷重アーム3の回動に伴い荷重軸33が下方へ移動する動作の作用力を、圧子軸6に伝達することができる。これにより、硬さ試験機1は、圧子5を試料Sに押し当てて押し込むことが可能となる。
The indenter
At the lower end of the
As shown in FIG. 1, the
対物レンズ7は、撮像部10の顕微鏡部11に付随するレンズ部である。硬さ試験機1は、図2に示すように、ターレット8(ターレット本体81)を回転させ、対物レンズ7を撮像部10に対応する配置に切り替えることで、撮像部10による試料Sの撮像が可能となる。
The
圧子軸変位検出部20は、例えば、所定の間隔の目盛が刻まれたスケールと、スケールの目盛を光学的に読み取るリニアエンコーダと、を備えて構成されている。圧子軸変位検出部20は、圧子軸6が試料Sにくぼみを形成する際に移動した変位量(即ち、試料Sに圧子5が押し込まれた侵入量、くぼみの深さ)を検出し、検出した変位量に基づく圧子軸変位信号を制御部100に出力する。
The indenter axis
撮像部10は、顕微鏡部11と、顕微鏡部11に取り付けられたCCDカメラ10aと、試料Sの観察位置を照らす照明装置(図示省略)と、等を備えて構成され、試料Sの表面に形成されたくぼみの撮像を行う。そして、撮像部10(CCDカメラ10a)は、撮像したくぼみの画像データを制御部100に出力する。
The
制御部100は、図3に示すように、CPU101と、RAM102と、記憶部103と、を備えて構成され、記憶部103に記憶された所定のプログラムが実行されることにより、所定の硬さ試験を行うための動作制御等を行う機能を有する。
As shown in FIG. 3, the
CPU101は、記憶部103に格納された処理プログラム等を読み出して、RAM102に展開して実行することにより、硬さ試験機1全体の制御を行う。
RAM102は、CPU101により実行された処理プログラム等を、RAM102内のプログラム格納領域に展開するとともに、入力データや上記処理プログラムが実行される際に生じる処理結果等をデータ格納領域に格納する。
記憶部103は、例えば、プログラムやデータ等を記憶する記録媒体(図示省略)を有しており、この記録媒体は、半導体メモリ等で構成されている。また、記憶部103は、CPU101が硬さ試験機1全体を制御する機能を実現させるための各種データ、各種処理プログラム、これらプログラムの実行により処理されたデータ等を記憶する。
また、記憶部103は、試験方法の規格(ISO、JIS、ASTM等)と、所定の試験条件であるパラメータ(試験力の保持時間、圧子の接近速度、硬さ読取までの時間等)の設定と、の対応関係を管理するための設定用データを記憶する。即ち、記憶部103は、本発明の記憶手段として機能する。
The
The
The
The
例えば、CPU101は、アーム変位検出部34から入力されたアーム変位信号と予め設定された設定アーム変位データとの比較を行う。そして、CPU101は、所定の試験力(荷重)で圧子5を試料Sに作用させるように荷重アーム3を回動させるため、アーム作動部4(サーボモータ41)の駆動を制御する駆動制御信号をサーボモータ41に出力する。
For example, the
また、CPU101は、圧子軸変位検出部20から入力された圧子軸変位信号に基づいて、試料Sの硬さを算出する。即ち、CPU101は、試料Sに圧子5が押し込まれた侵入量(くぼみの深さ)から試料Sの硬さを測定する、例えば、ロックウェル硬さ試験に基づいて、試料Sの硬さを算出する。
In addition, the
また、CPU101は、撮像部10から入力されたくぼみの画像データに所定の画像処理を施すなどして解析し、くぼみの大きさを自動計測し、所定の特徴点間の距離の検出を行う。
また、CPU101は、検出したくぼみの所定の特徴点間の距離に基づいて、試料Sの硬さを算出する。即ち、CPU101は、試料Sに圧子5が押し込まれて形成されたくぼみの大きさ(所定の特徴点間の距離)から試料Sの硬さを測定する、例えば、ビッカース硬さ試験に基づいて、試料Sの硬さを算出する。
Further, the
Further, the
上記のように、本実施形態に係る硬さ試験機1は、所定の荷重で圧子5を試料Sに押し付ける際に圧子5が試料Sに押し込まれて侵入する深さ(圧子5が試料Sに形成するくぼみの深さ)に基づく硬さ試験(例えば、ロックウェル硬さ試験)と、所定の荷重で圧子5を試料Sに押し付けて形成したくぼみの大きさ(例えば、くぼみの所定の特徴点間の長さ)に基づく硬さ試験(例えば、ビッカース硬さ試験)と、をともに行うことができる。
As described above, when the
操作部110は、キーボード、マウス等のポインティングデバイスなどを備え、硬さ試験を行う際の作業者(オペレータ)による入力操作を受け付ける。そして、操作部110は、作業者による所定の入力操作を受け付けると、その入力操作に応じた所定の操作信号を生成して、制御部100へと出力する。
The
表示部(表示手段)120は、例えば、LCDなどの表示装置により構成されている。表示部120は、操作部110において入力された硬さ試験の設定条件、硬さ試験の結果及びCCDカメラ10aが撮像した試料Sの表面や試料Sの表面に形成されるくぼみの画像等を表示する。
また、表示部120は、作業者により設定された適用規格(ISO、JIS、ASTM等)や、適用規格に対応するパラメータ(試験力の保持時間、圧子の接近速度、硬さ読取までの時間等)などを表示する。
The display unit (display unit) 120 is configured by a display device such as an LCD, for example. The
In addition, the
次に、本実施形態に係る硬さ試験機1における硬さ試験を行う際の動作について、従来の硬さ試験機における硬さ試験を行う際の動作と比較しつつ、説明する。従来の硬さ試験機の構成は、本実施形態に係る硬さ試験機1の構成と比べ、記憶部103に、試験方法の規格と所定の試験条件であるパラメータの設定との対応関係を管理するための設定用データを記憶していない点でのみ異なっている。従って、従来の硬さ試験機の構成については、説明の簡略化のため、実施形態と同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
Next, the operation of the
まず、従来の硬さ試験機における第1の硬さ試験を行う際の動作について説明する。なお、従来の硬さ試験機は、第1の硬さ試験を行うに際し、圧子5の接近速度を「60μm/s」及び「150μm/s」の2段階で設定することが可能である。また、試験力の保持時間は、1s単位で任意に設定することが可能である。第1の硬さ試験では、作業1、作業2及び作業3が連続的に実施される。
First, the operation of performing a first hardness test in a conventional hardness tester will be described. Note that the conventional hardness tester can set the approach speed of the
作業1は、JIS規格によるビッカース硬さ試験であり、9.807N(HV0.1)の試験力で実施される。また、試料数は10枚であり、1枚につき3点の試験が実施される。以下、従来の硬さ試験機における第1の硬さ試験の作業1について、図4のフローチャートを参照して説明する。
まず、作業者は、試験方法としてビッカース試験が設定されているか否かを判定する(ステップS101)。
作業者は、ビッカース試験が設定されていると判定した場合(ステップS101:YES)、ステップS103へと移行する。
一方、作業者は、ビッカース試験が設定されていないと判定した場合(ステップS101:NO)、試験方法の設定をビッカース試験に変更し(ステップS102)、ステップS103へと移行する。
First, the worker determines whether or not the Vickers test is set as a test method (Step S101).
When determining that the Vickers test is set (step S101: YES), the worker shifts to step S103.
On the other hand, when determining that the Vickers test is not set (step S101: NO), the operator changes the setting of the test method to the Vickers test (step S102) and shifts to step S103.
次に、作業者は、試験力が9.807N(HV0.1)に設定されているか否かを判定する(ステップS103)。
作業者は、9.807N(HV0.1)に設定されていると判定した場合(ステップS103:YES)、ステップS105へと移行する。
一方、作業者は、9.807N(HV0.1)に設定されていないと判定した場合(ステップS103:NO)、試験力の設定を9.807N(HV0.1)に変更し(ステップS104)、ステップS105へと移行する。
Next, the operator determines whether or not the test force is set to 9.807 N (HV 0.1) (step S103).
If it is determined that the setting is 9.807 N (HV 0.1) (step S103: YES), the worker proceeds to step S105.
On the other hand, if the operator determines that 9.807 N (HV0.1) has not been set (step S103: NO), the operator changes the test force setting to 9.807N (HV0.1) (step S104). Then, the process proceeds to step S105.
次に、作業者は、圧子5の接近速度が60μm/sに設定されているか否かを判定する(ステップS105)。ここで、圧子5の接近速度が「60μm/s」に設定されているか否かを判定するのは、試験力が9.807N(HV0.1)の場合、JIS規格では15〜70μm/sであり(図5参照)、この範囲内で設定可能な圧子5の接近速度は「60μm/s」のみであるからである。
作業者は、60μm/sに設定されていると判定した場合(ステップS105:YES)、ステップS107へと移行する。
一方、作業者は、60μm/sに設定されていないと判定した場合(ステップS105:NO)、圧子5の接近速度の設定を60μm/sに変更し(ステップS106)、ステップS107へと移行する。
Next, the worker determines whether or not the approach speed of the
If the operator determines that the speed is set to 60 μm / s (step S105: YES), the process proceeds to step S107.
On the other hand, if the operator determines that the speed is not set to 60 μm / s (step S105: NO), the operator changes the setting of the approach speed of the
次に、作業者は、試験力の保持時間が10sに設定されているか否かを判定する(ステップS107)。ここで、試験力の保持時間が「10s」に設定されているか否かを判定するのは、JIS規格では10〜15sであり、試験効率を考慮すると「10s」が最良の条件であるからである。
作業者は、10sに設定されていると判定した場合(ステップS107:YES)、ステップS109へと移行する。
一方、作業者は、10sに設定されていないと判定した場合(ステップS107:NO)、試験力の保持時間の設定を10sに変更し(ステップS108)、ステップS109へと移行する。
Next, the worker determines whether or not the holding time of the test force is set to 10 s (Step S107). Here, it is determined whether or not the holding time of the test force is set to “10 s” because it is 10 to 15 s in the JIS standard, and “10 s” is the best condition in consideration of the test efficiency. is there.
If the operator determines that the time is set to 10 s (step S107: YES), the process proceeds to step S109.
On the other hand, if the operator determines that the setting is not set to 10 s (step S107: NO), the operator changes the setting of the test force holding time to 10 s (step S108), and proceeds to step S109.
次に、作業者は、所定の操作を行うことにより、ビッカース硬さ試験を実施する(ステップS109)。
具体的には、まず、作業者は、圧子軸6にビッカース硬さ試験用の圧子5を取り付ける。次いで、作業者は、ターレット8を回転させ、圧子軸6の配置を、硬さ試験におけるくぼみ形成のための配置、即ち、荷重軸33に対応する配置に切り替える(図1参照)。そして、作業者は、試料台9の試料ステージ91に試料Sを載置し、試料ステージ91を所定の高さ、位置に調整する。
次に、作業者は、操作部110での操作入力により、アーム作動部4を駆動させ、荷重アーム3を下方へと回動させる。荷重軸33は、荷重アーム3の下方への回動に伴いアーム本体31により押圧されて下方へと移動するとともに、当接する圧子軸6を下方へと移動させる。そして、圧子軸6は、先端に取り付けられた圧子5を試料Sに押し込み、くぼみを形成させる。
次に、作業者は、ターレット8を回転させ、対物レンズ7の配置を、硬さ試験におけるくぼみ観察のための配置、即ち、撮像部10に対応する配置に切り替える(図2参照)。そして、撮像部10は、試料Sに形成されたくぼみを撮像し、撮像したくぼみの画像データを制御部100に出力する。制御部100のCPU101は、入力された画像データを解析し、ビッカース硬さ試験用の圧子5により形成された略四角形のくぼみの対角線の長さを算出する。そして、CPU101は、算出した対角線の長さに基づいてビッカース硬さを算出し、算出した結果(測定値)を表示部120に表示させる。
以上により、ビッカース硬さ試験を実施することができる。
Next, the worker performs a Vickers hardness test by performing a predetermined operation (step S109).
Specifically, first, the worker attaches the
Next, the operator drives the
Next, the operator rotates the
As described above, the Vickers hardness test can be performed.
次に、従来の硬さ試験機における第1の硬さ試験の作業2について、図6のフローチャートを参照して説明する。作業2は、作業1と比べ、硬さ試験が98.07N(HV1)の試験力で実施される点が異なっている。
Next,
ステップS201及びステップS202の処理は、従来の硬さ試験機における第1の硬さ試験の作業1について示す図4のステップS101及びステップS102の処理と同様であるため、説明を省略する。
The processes in steps S201 and S202 are the same as the processes in steps S101 and S102 in FIG. 4 showing the
次に、作業者は、試験力が98.07N(HV1)に設定されているか否かを判定する(ステップS203)。
作業者は、98.07N(HV1)に設定されていると判定した場合(ステップS203:YES)、ステップS205へと移行する。
一方、作業者は、98.07N(HV1)に設定されていないと判定した場合(ステップS203:NO)、試験力の設定を98.07N(HV1)に変更し(ステップS204)、ステップS205へと移行する。
Next, the worker determines whether or not the test force is set to 98.07 N (HV1) (Step S203).
If the operator determines that the value is set to 98.07 N (HV1) (step S203: YES), the process proceeds to step S205.
On the other hand, when the operator determines that 98.07 N (HV1) is not set (step S203: NO), the operator changes the test force setting to 98.07N (HV1) (step S204), and proceeds to step S205. And migrate.
次に、作業者は、圧子5の接近速度が150μm/sに設定されているか否かを判定する(ステップS205)。ここで、圧子5の接近速度が「150μm/s」に設定されているか否かを判定するのは、試験力が98.07N(HV1)の場合、JIS規格では200μm/s(0.2mm/s)未満であり(図5参照)、試験効率を考慮すると「60μm/s」よりも「150μm/s」の方が好ましい条件であるからである。なお、作業1では60μm/sに設定されているため、設定の変更を行わないことも可能であるが、やはり試験効率を考慮すると設定を変更した方が好ましい。
作業者は、150μm/sに設定されていると判定した場合(ステップS205:YES)、ステップS207へと移行する。
一方、作業者は、150μm/sに設定されていないと判定した場合(ステップS205:NO)、圧子5の接近速度の設定を150μm/sに変更し(ステップS206)、ステップS207へと移行する。
Next, the worker determines whether or not the approach speed of the
If the operator determines that the speed is set to 150 μm / s (step S205: YES), the process proceeds to step S207.
On the other hand, if the operator determines that the speed is not set to 150 μm / s (step S205: NO), the operator changes the setting of the approach speed of the
次のステップS207〜ステップS209の処理は、図4のステップS107〜ステップS109の処理と同様であるため、説明を省略する。 The processing of the following steps S207 to S209 is the same as the processing of steps S107 to S109 in FIG.
次に、従来の硬さ試験機における第1の硬さ試験の作業3について、図7のフローチャートを参照して説明する。作業3は、作業2と比べ、ASTM規格によるビッカース硬さ試験が実施される点が異なっている。
Next,
ステップS301〜ステップS304の処理は、従来の硬さ試験機における第1の硬さ試験の作業2について示す図6のステップS201〜ステップS204の処理と同様であるため、説明を省略する。
The processing of steps S301 to S304 is the same as the processing of steps S201 to S204 in FIG. 6 showing the first
次に、作業者は、圧子5の接近速度が60μm/sに設定されているか否かを判定する(ステップS305)。ここで、圧子5の接近速度が「60μm/s」に設定されているか否かを判定するのは、試験力が98.07N(HV1)の場合、ASTM規格では15〜70μm/sであり(図5参照)、この範囲内で設定可能な圧子5の接近速度は「60μm/s」のみであるからである。また、作業2では150μm/sに設定されており、設定の変更を行わないと規格を逸脱してしまうため、設定の確認を確実に行わせる必要があるからである。さらに、圧子5の接近速度は、一般的な試験条件としては出現しないパラメータであり、規格を熟知していないと認識できないものであるため、作業者が見落としがちである点に留意する必要があるからである。
作業者は、60μm/sに設定されていると判定した場合(ステップS305:YES)、ステップS307へと移行する。
一方、作業者は、60μm/sに設定されていないと判定した場合(ステップS305:NO)、圧子5の接近速度の設定を60μm/sに変更し(ステップS306)、ステップS307へと移行する。
Next, the worker determines whether or not the approach speed of the
If the operator determines that the speed is set to 60 μm / s (step S305: YES), the process proceeds to step S307.
On the other hand, if the operator determines that the speed is not set to 60 μm / s (step S305: NO), the operator changes the setting of the approach speed of the
次に、作業者は、試験力の保持時間が10sに設定されているか否かを判定する(ステップS307)。ここで、試験力の保持時間が「10s」に設定されているか否かを判定するのは、ASTM規格ではJIS規格と同様10〜15sであり、試験効率を考慮すると「10s」が最良の条件であるからである。
作業者は、10sに設定されていると判定した場合(ステップS307:YES)、ステップS309へと移行する。
一方、作業者は、10sに設定されていないと判定した場合(ステップS307:NO)、試験力の保持時間の設定を10sに変更し(ステップS308)、ステップS309へと移行する。
Next, the worker determines whether or not the test force holding time is set to 10 s (step S307). Here, it is determined whether or not the holding time of the test force is set to “10 s” in the ASTM standard, which is 10 to 15 s as in the JIS standard, and “10 s” is the best condition in consideration of the test efficiency. Because it is.
If the operator determines that the time is set to 10 s (step S307: YES), the process proceeds to step S309.
On the other hand, when the operator determines that the test force is not set to 10 s (step S307: NO), the operator changes the setting of the test force holding time to 10 s (step S308), and proceeds to step S309.
次のステップS309の処理は、図6のステップS209の処理と同様であるため、説明を省略する。 The processing in the next step S309 is the same as the processing in step S209 in FIG.
次に、本実施形態に係る硬さ試験機1における第1の硬さ試験を行う際の動作について説明する。なお、本実施形態に係る硬さ試験機1は、第1の硬さ試験を行うに際し、圧子5の接近速度を「60μm/s」及び「150μm/s」の2段階で設定することが可能である。また、試験力の保持時間は、1s単位で任意に設定することが可能である。また、本実施形態に係る硬さ試験機1では、規格毎に、対応するパラメータの設定が予め登録され、設定用データとして記憶部103に記憶されている。第1の硬さ試験では、作業1、作業2及び作業3が連続的に実施される。以下、本実施形態に係る硬さ試験機1における第1の硬さ試験の作業1について、図8のフローチャートを参照して説明する。
Next, an operation of performing a first hardness test in the
ステップS401〜ステップS404の処理は、従来の硬さ試験機における第1の硬さ試験の作業1について示す図4のステップS101〜ステップS104の処理と同様であるため、説明を省略する。
The processing in steps S401 to S404 is the same as the processing in steps S101 to S104 in FIG. 4 for the first
次に、作業者は、適用規格がJIS規格に設定されているか否かを判定する(ステップS405)。
作業者は、JIS規格に設定されていると判定した場合(ステップS405:YES)、ステップS407へと移行する。圧子5の接近速度及び試験力の保持時間は、作業者が適用規格の設定をJIS規格に変更した際に、CPU101の制御により、記憶部103に記憶されている設定用データに基づいて自動的に設定される。具体的には、圧子5の接近速度は60μm/sに設定され、試験力の保持時間は10sに設定される。即ち、CPU101は、作業者により選択された適用規格に基づいて所定の試験条件(パラメータ)を設定する本発明の設定手段として機能する。なお、CPU101は、作業者により選択された適用規格に基づいてパラメータを設定する際、当該適用規格及び当該パラメータを表示部120に表示させるようにしてもよい。この場合、CPU101は、本発明の表示制御手段として機能する。
一方、作業者は、JIS規格に設定されていないと判定した場合(ステップS405:NO)、適用規格の設定をJIS規格に変更し(ステップS406)、ステップS407へと移行する。
Next, the worker determines whether or not the applicable standard is set to the JIS standard (step S405).
If it is determined that the operator is set to the JIS standard (step S405: YES), the process proceeds to step S407. The approach speed of the
On the other hand, if the operator determines that the setting is not set to the JIS standard (step S405: NO), the operator changes the setting of the applied standard to the JIS standard (step S406), and shifts to step S407.
次に、作業者は、図4のステップS109の処理と同様、所定の操作を行うことにより、ビッカース硬さ試験を実施する(ステップS407)。CPU101は、作業者による操作に基づいて、設定された所定の試験条件(パラメータ)に基づいて硬さ試験を実行し、試料Sの硬さを測定する。即ち、CPU101は、本発明の測定手段として機能する。
Next, the operator performs a Vickers hardness test by performing a predetermined operation in the same manner as in the process of step S109 in FIG. 4 (step S407). The
次に、本実施形態に係る硬さ試験機1における第1の硬さ試験の作業2について、図9のフローチャートを参照して説明する。作業2は、作業1と比べ、硬さ試験が98.07N(HV1)の試験力で実施される点が異なっている。
Next,
ステップS501〜ステップS504の処理は、従来の硬さ試験機における第1の硬さ試験の作業2について示す図6のステップS201〜ステップS204の処理と同様であるため、説明を省略する。
The processing in steps S501 to S504 is the same as the processing in steps S201 to S204 in FIG. 6 for the first
次に、作業者は、適用規格がJIS規格に設定されているか否かを判定する(ステップS505)。
作業者は、JIS規格に設定されていると判定した場合(ステップS505:YES)、ステップS507へと移行する。圧子5の接近速度及び試験力の保持時間は、作業者が適用規格の設定をJIS規格に変更した際に、CPU101の制御により、記憶部103に記憶されている設定用データに基づいて自動的に設定される。具体的には、圧子5の接近速度は150μm/sに設定され、試験力の保持時間は10sに設定される。
一方、作業者は、JIS規格に設定されていないと判定した場合(ステップS505:NO)、適用規格の設定をJIS規格に変更し(ステップS506)、ステップS507へと移行する。
Next, the worker determines whether or not the applied standard is set to the JIS standard (step S505).
If it is determined that the JIS standard is set (step S505: YES), the worker moves to step S507. The approach speed of the
On the other hand, if the operator determines that the setting is not set to the JIS standard (step S505: NO), the operator changes the setting of the applied standard to the JIS standard (step S506), and shifts to step S507.
次のステップS507の処理は、図6のステップ209の処理と同様であるため、説明を省略する。 The processing in the next step S507 is the same as the processing in step 209 in FIG.
次に、本実施形態に係る硬さ試験機1における第1の硬さ試験の作業3について、図10のフローチャートを参照して説明する。作業3は、作業2と比べ、ASTM規格によるビッカース硬さ試験が実施される点が異なっている。
Next,
ステップS601〜ステップS604の処理は、従来の硬さ試験機における第1の硬さ試験の作業3について示す図7のステップS301〜ステップS304の処理と同様であるため、説明を省略する。
The processing of Steps S601 to S604 is the same as the processing of Steps S301 to S304 in FIG. 7 showing the first
次に、作業者は、適用規格がASTM規格に設定されているか否かを判定する(ステップS605)。
作業者は、ASTM規格に設定されていると判定した場合(ステップS605:YES)、ステップS607へと移行する。圧子5の接近速度及び試験力の保持時間は、作業者が適用規格の設定をASTM規格に変更した際に、CPU101の制御により、記憶部103に記憶されている設定用データに基づいて自動的に設定される。具体的には、圧子5の接近速度は60μm/sに設定され、試験力の保持時間は10sに設定される。
一方、作業者は、ASTM規格に設定されていないと判定した場合(ステップS605:NO)、適用規格の設定をASTM規格に変更し(ステップS606)、ステップS607へと移行する。
Next, the worker determines whether the applicable standard is set to the ASTM standard (step S605).
If the operator determines that the data is set to the ASTM standard (step S605: YES), the process proceeds to step S607. The approach speed of the
On the other hand, if the operator determines that the setting is not set to the ASTM standard (step S605: NO), the operator changes the setting of the applied standard to the ASTM standard (step S606), and shifts to step S607.
次のステップS607の処理は、図7のステップS309の処理と同様であるため、説明を省略する。 The processing in the next step S607 is the same as the processing in step S309 in FIG.
以上のように、本実施形態に係る硬さ試験機1によれば、作業1〜作業3のいずれにおいても、圧子5の接近速度及び試験力の保持時間について作業者による設定作業を不要とすることができる。従って、試験方法の規格を熟知しなくとも試験方法の規格を順守することが可能であり、且つ作業効率を向上することができる。
As described above, according to the
次に、従来の硬さ試験機における第2の硬さ試験を行う際の動作について説明する。なお、従来の硬さ試験機は、第2の硬さ試験を行うに際し、試験力の保持時間を1s単位で任意に設定することが可能である。また、試験力の除荷後、硬さ読取までの時間は、1s単位で任意に設定することが可能である。第2の硬さ試験では、作業4及び作業5が連続的に実施される。
Next, an operation of performing a second hardness test in a conventional hardness tester will be described. The conventional hardness tester can arbitrarily set the holding time of the test force in units of 1 s when performing the second hardness test. Further, the time from the unloading of the test force to the reading of the hardness can be arbitrarily set in units of 1 s. In the second hardness test,
作業4は、JIS Z 2245規格によるロックウェル硬さ試験であり、スケールとしてHRC(ダイヤモンド圧子を使用して150kgfの試験力を負荷するパターン)を使用する。また、試料Sとして焼入れした金属を使用する。また、試料数は10枚であり、1枚につき3点の試験が実施される。以下、従来の硬さ試験機における第2の硬さ試験の作業4について、図11のフローチャートを参照して説明する。
まず、作業者は、試験方法としてロックウェル試験が設定されているか否かを判定する(ステップS701)。
作業者は、ロックウェル試験が設定されていると判定した場合(ステップS701:YES)、ステップS703へと移行する。
一方、作業者は、ロックウェル試験が設定されていないと判定した場合(ステップS701:NO)、試験方法の設定をロックウェル試験に変更し(ステップS702)、ステップS703へと移行する。
First, the operator determines whether the Rockwell test is set as a test method (Step S701).
When determining that the Rockwell test is set (step S701: YES), the worker shifts to step S703.
On the other hand, when determining that the Rockwell test has not been set (step S701: NO), the operator changes the test method setting to the Rockwell test (step S702), and proceeds to step S703.
次に、作業者は、圧子5としてダイヤモンド圧子が取り付けられているか否かを判定する(ステップS703)。
作業者は、ダイヤモンド圧子が取り付けられていると判定した場合(ステップS703:YES)、ステップS705へと移行する。
一方、作業者は、ダイヤモンド圧子が取り付けられていないと判定した場合(ステップS703:NO)、圧子5をダイヤモンド圧子に交換し(ステップS704)、ステップS705へと移行する。
Next, the worker determines whether or not a diamond indenter is attached as the indenter 5 (Step S703).
When the operator determines that the diamond indenter is attached (step S703: YES), the process proceeds to step S705.
On the other hand, if the operator determines that the diamond indenter is not attached (step S703: NO), the operator replaces the
次に、作業者は、スケールとしてHRC(試験力が150kgf)が設定されているか否かを判定する(ステップS705)。
作業者は、HRCが設定されていると判定した場合(ステップS705:YES)、ステップS707へと移行する。
一方、作業者は、HRCが設定されていないと判定した場合(ステップS705:NO)、スケールの設定をHRCに変更し(ステップS706)、ステップS707へと移行する。
Next, the worker determines whether or not HRC (test force is 150 kgf) is set as a scale (step S705).
When determining that the HRC is set (step S705: YES), the worker moves to step S707.
On the other hand, if the operator determines that the HRC is not set (step S705: NO), the operator changes the scale setting to the HRC (step S706), and proceeds to step S707.
次に、作業者は、試験力の保持時間が4sに設定されているか否かを判定する(ステップS707)。ここで、試験力の保持時間が「4s」に設定されているか否かを判定するのは、試料Sとして金属を使用する場合、JIS規格では4±2sであり、試験の確実性を考慮すると中間値の「4s」が最良の条件であるからである。
作業者は、4sに設定されていると判定した場合(ステップS707:YES)、ステップS709へと移行する。
一方、作業者は、4sに設定されていないと判定した場合(ステップS707:NO)、試験力の保持時間の設定を4sに変更し(ステップS708)、ステップS709へと移行する。
Next, the worker determines whether or not the test force holding time is set to 4 s (step S707). Here, it is determined whether or not the holding time of the test force is set to “4 s” when the metal is used as the sample S, which is 4 ± 2 s according to the JIS standard. This is because the intermediate value “4s” is the best condition.
If the operator determines that the time is set to 4 s (step S707: YES), the process proceeds to step S709.
On the other hand, if the operator determines that the test force is not set to 4 s (step S707: NO), the operator changes the setting of the test force holding time to 4 s (step S708), and proceeds to step S709.
次に、作業者は、硬さ読取までの時間が2sに設定されているか否かを判定する(ステップS709)。ここで、硬さ読取までの時間が「2s」に設定されているか否かを判定するのは、試料Sとして金属を使用する場合、硬さ読取までの時間に関し特に規定はないため、慣例的に「2s」が適当な条件であるからである。
作業者は、2sに設定されていると判定した場合(ステップS709:YES)、ステップS711へと移行する。
一方、作業者は、2sに設定されていないと判定した場合(ステップS709:NO)、硬さ読取までの時間の設定を2sに変更し(ステップS710)、ステップS711へと移行する。
Next, the worker determines whether or not the time until hardness reading is set to 2 s (step S709). Here, it is customary to determine whether or not the time until the hardness reading is set to “2 s” because there is no particular limitation on the time until the hardness reading when a metal is used as the sample S. This is because “2s” is an appropriate condition.
If the operator determines that 2 s is set (step S709: YES), the worker moves to step S711.
On the other hand, if the operator determines that the time is not set to 2 s (step S709: NO), the worker changes the setting of the time until the hardness is read to 2 s (step S710), and proceeds to step S711.
次に、作業者は、所定の操作を行うことにより、ロックウェル硬さ試験を実施する(ステップS711)。
具体的には、まず、作業者は、ターレット8を回転させ、圧子軸6の配置を、硬さ試験におけるくぼみ形成のための配置、即ち、荷重軸33に対応する配置に切り替える(図1参照)。そして、作業者は、試料台9の試料ステージ91に試料Sを載置し、試料ステージ91を所定の高さ、位置に調整する。
次に、作業者は、操作部110での操作入力により、アーム作動部4を駆動させ、荷重アーム3を下方へと回動させる。荷重軸33は、荷重アーム3の下方への回動に伴いアーム本体31により押圧されて下方へと移動するとともに、当接する圧子軸6を下方へと移動させる。そして、圧子軸6は、先端に取り付けられた圧子5を試料Sに押し込み、くぼみを形成させる。
なお、CPU101は、圧子5が試料Sにくぼみを形成する際、アーム変位検出部34が検出した開き量(ばね変位量)に関するアーム変位信号に基づいて、アーム作動部4の駆動を制御して荷重アーム3を回動させる。これにより、硬さ試験機1は、所定の試験力で圧子5を試料Sに押し込むことができる。
次に、圧子軸変位検出部20は、圧子5が試料Sにくぼみを形成している際の圧子軸6の移動量、変位量を検出し、検出した変位量に基づく圧子軸変位信号を制御部100に出力する。制御部100のCPU101は、入力された圧子軸変位信号に基づいてロックウェル硬さを算出し、算出した結果(測定値)を表示部120に表示させる。
以上により、ロックウェル硬さ試験を行うことができる。
Next, the operator performs a Rockwell hardness test by performing a predetermined operation (step S711).
Specifically, first, the operator rotates the
Next, the operator drives the
When the
Next, the indenter shaft
As described above, a Rockwell hardness test can be performed.
次に、従来の硬さ試験機における第2の硬さ試験の作業5について説明する。
作業5は、JIS K7202−2規格によるプラスチックのロックウェル硬さ試験であり、スケールとしてHRR(直径1/2インチの球圧子を使用して60kgfの試験力を負荷するパターン)を使用する。また、試料Sとしてプラスチックを使用する。また、試料数は3枚であり、1枚につき3点の試験が実施される。以下、従来の硬さ試験機における第2の硬さ試験の作業5について、図12のフローチャートを参照して説明する。
Next,
ステップS801及びステップS802の処理は、従来の硬さ試験機における第2の硬さ試験の作業4について示す図11のステップS701及びステップS702の処理と同様であるため、説明を省略する。
The processing in steps S801 and S802 is the same as the processing in steps S701 and S702 in FIG. 11 for the second
次に、作業者は、圧子5として直径1/2インチの球圧子が取り付けられているか否かを判定する(ステップS803)。
作業者は、直径1/2インチの球圧子が取り付けられていると判定した場合(ステップS803:YES)、ステップS805へと移行する。
一方、作業者は、直径1/2インチの球圧子が取り付けられていないと判定した場合(ステップS803:NO)、圧子5を直径1/2インチの球圧子に交換し(ステップS804)、ステップS805へと移行する。
Next, the worker determines whether or not a ball indenter having a diameter of 1/2 inch is attached as the indenter 5 (step S803).
If the operator determines that the ball indenter having a diameter of 1/2 inch is attached (step S803: YES), the process proceeds to step S805.
On the other hand, when the operator determines that the ball indenter having a diameter of 1/2 inch is not attached (step S803: NO), the operator replaces the
次に、作業者は、スケールとしてHRR(試験力が60kgf)が設定されているか否かを判定する(ステップS805)。
作業者は、HRRが設定されていると判定した場合(ステップS805:YES)、ステップS807へと移行する。
一方、作業者は、HRRが設定されていないと判定した場合(ステップS805:NO)、スケールの設定をHRRに変更し(ステップS806)、ステップS807へと移行する。
Next, the worker determines whether or not HRR (test force is 60 kgf) is set as a scale (step S805).
If it is determined that the HRR is set (step S805: YES), the worker moves to step S807.
On the other hand, if the operator determines that the HRR has not been set (step S805: NO), the operator changes the scale setting to HRR (step S806), and proceeds to step S807.
次に、作業者は、試験力の保持時間が15sに設定されているか否かを判定する(ステップS807)。ここで、試験力の保持時間が「15s」に設定されているか否かを判定するのは、試料Sとしてプラスチックを使用する場合、JIS規格では15sであるからである。
作業者は、15sに設定されていると判定した場合(ステップS807:YES)、ステップS809へと移行する。
一方、作業者は、15sに設定されていないと判定した場合(ステップS807:NO)、試験力の保持時間の設定を15sに変更し(ステップS808)、ステップS809へと移行する。
Next, the worker determines whether or not the test force holding time is set to 15 s (step S807). Here, it is determined whether or not the holding time of the test force is set to “15 s” because, when plastic is used as the sample S, it is 15 s in the JIS standard.
If the operator determines that the time is set to 15 s (step S807: YES), the process proceeds to step S809.
On the other hand, if the operator determines that the test force is not set to 15 s (step S807: NO), the operator changes the setting of the test force holding time to 15 s (step S808), and proceeds to step S809.
次に、作業者は、硬さ読取までの時間が15sに設定されているか否かを判定する(ステップS809)。ここで、硬さ読取までの時間が「15s」に設定されているか否かを判定するのは、試料Sとしてプラスチックを使用する場合、JIS規格では15sであるからである。
作業者は、15sに設定されていると判定した場合(ステップS809:YES)、ステップS811へと移行する。
一方、作業者は、15sに設定されていないと判定した場合(ステップS809:NO)、硬さ読取までの時間の設定を15sに変更し(ステップS810)、ステップS811へと移行する。
Next, the worker determines whether or not the time until hardness reading is set to 15 s (step S809). Here, it is determined whether or not the time until the hardness reading is set to “15 s” because, when plastic is used as the sample S, it is 15 s in the JIS standard.
If the operator determines that the time is set to 15 s (step S809: YES), the process proceeds to step S811.
On the other hand, if the operator determines that the setting is not set to 15 s (step S809: NO), the operator changes the setting of the time until the hardness is read to 15 s (step S810), and proceeds to step S811.
次のステップS811の処理は、図11のステップS711の処理と同様であるため、説明を省略する。 The processing in the next step S811 is the same as the processing in step S711 in FIG. 11, and a description thereof will be omitted.
次に、本実施形態に係る硬さ試験機1における第2の硬さ試験を行う際の動作について説明する。なお、本実施形態に係る硬さ試験機1は、第2の硬さ試験を行うに際し、試験力の保持時間を1s単位で任意に設定することが可能である。また、試験力の除荷後、硬さ読取までの時間は、1s単位で任意に設定することが可能である。また、本実施形態に係る硬さ試験機1では、規格毎に、対応するパラメータの設定が予め登録され、設定用データとして記憶部103に記憶されている。第2の硬さ試験では、作業4及び作業5が連続的に実施される。以下、本実施形態に係る硬さ試験機1における第2の硬さ試験の作業4について、図13のフローチャートを参照して説明する。
Next, an operation of performing the second hardness test in the
ステップS901〜ステップS906の処理は、従来の硬さ試験機における第2の硬さ試験の作業4について示す図11のステップS701〜ステップS706の処理と同様であるため、説明を省略する。
The processing in steps S901 to S906 is the same as the processing in steps S701 to S706 in FIG. 11 for the second
次に、作業者は、適用規格がJIS Z 2245規格に設定されているか否かを判定する(ステップS907)。
作業者は、JIS Z 2245規格に設定されていると判定した場合(ステップS907:YES)、ステップS909へと移行する。試験力の保持時間及び硬さ読取までの時間は、作業者が適用規格の設定をJIS Z 2245規格に変更した際に、CPU101の制御により、記憶部103に記憶されている設定用データに基づいて自動的に設定される。具体的には、試験力の保持時間は4sに設定され、硬さ読取までの時間は2sに設定される。
一方、作業者は、JIS Z 2245規格に設定されていないと判定した場合(ステップS907:NO)、適用規格の設定をJIS Z 2245規格に変更し(ステップS908)、ステップS909へと移行する。
Next, the worker determines whether or not the applicable standard is set to the JIS Z 2245 standard (step S907).
If the operator determines that it is set to the JIS Z 2245 standard (step S907: YES), the process proceeds to step S909. The holding time of the test force and the time until the hardness reading are based on the setting data stored in the
On the other hand, if the operator determines that the setting is not set to the JIS Z 2245 standard (step S907: NO), the operator changes the setting of the applied standard to the JIS Z 2245 standard (step S908), and shifts to step S909.
次のステップS909の処理は、図11のステップS711の処理と同様であるため、説明を省略する。 The processing in the next step S909 is the same as the processing in step S711 in FIG.
次に、本実施形態に係る硬さ試験機1における第2の硬さ試験の作業5について、図14のフローチャートを参照して説明する。
Next,
ステップS1001〜ステップS1006の処理は、従来の硬さ試験機における第2の硬さ試験の作業5について示す図12のステップS801〜ステップS806の処理と同様であるため、説明を省略する。
The processing of Steps S1001 to S1006 is the same as the processing of Steps S801 to S806 in FIG. 12 showing the second
次に、作業者は、適用規格がJIS K7202−2規格に設定されているか否かを判定する(ステップS1007)。
作業者は、JIS K7202−2規格に設定されていると判定した場合(ステップS1007:YES)、ステップS1009へと移行する。試験力の保持時間及び硬さ読取までの時間は、作業者が適用規格の設定をJIS K7202−2規格に変更した際に、CPU101の制御により、記憶部103に記憶されている設定用データに基づいて自動的に設定される。具体的には、試験力の保持時間は15sに設定され、硬さ読取までの時間は15sに設定される。
一方、作業者は、JIS K7202−2規格に設定されていないと判定した場合(ステップS1007:NO)、適用規格の設定をJIS K7202−2規格に変更し(ステップS1008)、ステップS1009へと移行する。
Next, the worker determines whether the applied standard is set to the JIS K7202-2 standard (step S1007).
If the operator determines that it is set to the JIS K7202-2 standard (step S1007: YES), the worker moves to step S1009. The holding time of the test force and the time until the hardness reading are set to the setting data stored in the
On the other hand, if the operator determines that the setting is not set to the JIS K7202-2 standard (step S1007: NO), the operator changes the setting of the applied standard to the JIS K7202-2 standard (step S1008), and shifts to step S1009. I do.
次のステップS1009の処理は、図12のステップS811の処理と同様であるため、説明を省略する。 The processing in the next step S1009 is the same as the processing in step S811 in FIG. 12, and a description thereof will be omitted.
以上のように、本実施形態に係る硬さ試験機1によれば、作業4及び作業5のいずれにおいても、試験力の保持時間及び硬さ読取までの時間について作業者による設定作業を不要とすることができる。従って、試験方法の規格を熟知しなくとも試験方法の規格を順守することが可能であり、且つ作業効率を向上することができる。
As described above, according to the
以上のように、本実施形態に係る硬さ試験機1は、試験方法の適用規格と、所定の試験条件の設定と、を対応付けて記憶する記憶手段(記憶部103)と、作業者により選択された適用規格に基づいて、記憶手段から所定の試験条件を取得して設定する設定手段(制御部100)と、設定手段により設定された所定の試験条件に基づいて硬さ試験を実行し、試料Sの硬さを測定する測定手段(制御部100)と、を備える。
従って、本実施形態に係る硬さ試験機1によれば、作業者が所望の規格を選択するだけで自動的に規格に即したパラメータが設定されるので、試験方法の規格を熟知しなくとも試験方法の規格を順守することができるとともに、作業効率を向上することができる。
As described above, the
Therefore, according to the
また、本実施形態に係る硬さ試験機1によれば、作業者により選択された適用規格及び設定手段により設定された所定の試験条件を表示手段(表示部120)に表示させる表示制御手段(制御部100)を備える。
従って、本実施形態に係る硬さ試験機1によれば、設定されている規格や当該規格に対応する所定の試験条件の設定を作業者に視認させることができるので、規格の選択を誤っていないか確認させることができ、硬さ試験の正確性を確保することができる。
Further, according to the
Therefore, according to the
以上、本発明に係る実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。 As described above, the present invention has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be changed without departing from the gist of the invention.
(変形例1)
例えば、上記実施形態では、ビッカース硬さ試験やロックウェル硬さ試験などの複数の硬さ試験を1台で実施可能な硬さ試験機1を例示して説明しているが、これに限定されるものではない。例えば、図15及び図16には、変形例1として、ビッカース硬さ試験機である硬さ試験機200が示されている。なお、説明の簡略化のため、実施形態と同様の構成(制御部100)については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。また、以下の説明において、図15におけるX方向を左右方向とし、Y方向を前後方向とし、Z方向を上下方向とする。また、X−Y面を水平面とする。
(Modification 1)
For example, in the above-described embodiment, the
硬さ試験機200は、例えば、圧子214aの平面形状が矩形状に形成されたビッカース硬さ試験機である。硬さ試験機200は、図15及び図16に示すように、試験機本体210と、操作部207と、表示部208と、制御部100と、を備えて構成されている。
The
試験機本体210は、図16に示すように、試料Sの硬さ測定を行う硬さ測定部201と、試料Sを載置する試料台202と、試料台202を移動させるXYステージ203と、試料Sの表面に焦点を合わせるためのAFステージ204と、試料台202(XYステージ203、AFステージ204)を昇降する昇降機構部205と、を備えて構成されている。
As shown in FIG. 16, the tester
硬さ測定部201は、試料Sの表面を照明する照明装置(図示省略)と、試料Sの表面を撮像するCCDカメラ(図示省略)と、圧子214aを備える圧子軸214と対物レンズ215を備え、回転することにより圧子軸214と対物レンズ215との切り替えが可能なターレット216と、を備えて構成されている。
The
圧子軸214は、制御部100が出力する制御信号に応じて駆動される負荷機構部(図示省略)により試料台202に載置された試料Sに向けて移動し、先端部に備えた圧子214aを試料Sの表面に所定の試験力で押し付ける。本実施形態では、圧子214aとして、ビッカース用の四角錐圧子(対面角が136±0.5°)を使用する。
The
対物レンズ215は、それぞれ異なる倍率からなる集光レンズであって、ターレット216の下面に複数保持されている。対物レンズ215は、ターレット216の回転により試料Sの上方に配置されることで、照明装置から照射される光を一様に試料Sの表面に照射させる。
The
ターレット216は、下面に圧子軸214と複数の対物レンズ215を取り付け可能に構成される。ターレット216は、Z軸方向を中心に回転することにより、圧子軸214及び複数の対物レンズ215の中の何れか一つを試料Sの上方に配置可能なように構成されている。即ち、圧子軸214を試料Sの上方に配置することで試料Sの表面にくぼみを形成することができ、対物レンズ215を試料Sの上方に配置することで形成されたくぼみを観察することができるようになっている。
The
試料台202は、上面に載置される試料Sを、試料固定部202aで固定する。
XYステージ203は、制御部100が出力する制御信号に応じて駆動する駆動機構部(図示省略)により駆動され、試料台202を圧子214aの移動方向(Z方向)に垂直な方向(X,Y方向)に移動させる。
AFステージ204は、制御部100が出力する制御信号に応じて駆動され、CCDカメラが撮像した画像データに基づき試料台202を微細に昇降させることで、試料Sの表面に焦点を合わせる。
昇降機構部205は、ユーザにより手動で駆動され、試料台202(XYステージ203、AFステージ204)をZ方向に移動させることで、試料台202と対物レンズ215との間の相対距離を変化させる。なお、昇降機構部205は、AFステージ204を含んで一体化された構成とすることも可能である。AFステージ204と昇降機構部205とが一体化された構成の場合、AFステージ204及び昇降機構部205は、制御部100が出力する制御信号に応じて駆動される。
また、AFステージ204及び昇降機構部205を備えない構成とすることも可能である。この場合、硬さ測定部201をZ方向に上下動可能に構成するとよい。即ち、硬さ測定部201のZ方向の上下動により、試料台202と対物レンズ215との間の相対距離を変化させて、試料Sの表面に焦点を合わせるオートフォーカス機能を実現することができる。
The
The
The
The
In addition, a configuration without the
操作部207は、キーボード271と、マウス272と、を備えて構成され、硬さ試験を行う際のユーザによる入力操作を受け付ける。そして、操作部207は、ユーザによる所定の入力操作を受け付けると、その入力操作に応じた所定の操作信号を生成して、制御部100へと出力する。
The
表示部208は、例えば、LCDなどの表示装置により構成されている。表示部208は、操作部207において入力された硬さ試験の設定条件、硬さ試験の結果、及びCCDカメラが撮像した試料Sの表面や試料Sの表面に形成されるくぼみの画像等を表示する。
The
変形例1に係る硬さ試験機200は、試料Sの表面の各試験位置に圧子214aにより所定の試験力を負荷してくぼみを形成させ、当該くぼみの寸法を計測することにより試料Sの硬さを測定する(ビッカース硬さ試験)。
The
なお、変形例1に係る硬さ試験機200における第1の硬さ試験を行う際の動作は、実施形態に係る硬さ試験機1における第1の硬さ試験の作業1〜作業3について示す図8〜図10の処理と同様であるので説明を省略する。但し、第1の硬さ試験の各作業(作業1〜作業3)における試験方法の設定に係る処理(ステップS401、ステップS402、ステップS501、ステップS502、ステップS601及びステップS602)は、省略することも可能である。
In addition, the operation | movement at the time of performing the 1st hardness test in the
(変形例2)
また、図17には、変形例2として、ロックウェル硬さ試験機である硬さ試験機300が示されている。なお、説明の簡略化のため、実施形態及び変形例1と同様の構成については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
(Modification 2)
FIG. 17 shows, as
硬さ試験機300は、図17に示すように、試験機本体310と、操作部207と、表示部208と、制御部100と、を備えて構成されている。
As shown in FIG. 17, the
試験機本体310は、試料Sの硬さ測定を行う硬さ測定部301と、試料Sを載置する試料台302と、試料台302を移動させるXYステージ303と、試料台302(XYステージ303)を昇降する昇降機構部305と、を備えて構成されている。
The tester
硬さ測定部301は、試料Sの表面を撮像する撮像部312と、圧子314aを備える圧子軸314と、を備えて構成されている。
The
撮像部312は、圧子軸314から左右方向(X方向)にオフセットされた位置に配置されている。圧子軸314の中心と撮像部312の中心とのオフセット量は、予め定められている。撮像部312は、試料Sの表面を照明する照明装置と、試料Sの表面を撮像して画像データを取得するCCDカメラと、底面部に配置され、試料Sの表面で反射した光を透過する対物レンズと、対物レンズを透過した光をCCDカメラに導く光学系と、等を備えて構成されている。撮像部312は、取得した試料Sの表面の画像データを制御部100に出力する。
The
圧子軸314は、制御部100が出力する制御信号に応じて駆動される負荷機構部(図示省略)により試料台302に載置された試料Sに向けて移動し、先端部に備えた圧子314aを試料Sの表面に所定の試験力で押し付ける。変形例2では、圧子314aとして、ロックウェル用の先端角120°のダイヤモンド円錐圧子又は球圧子(例えば直径が1/16インチ、1/8インチ、1/4インチ、1/2インチのもの)を使用する。
The
試料台302は、上面に載置される試料Sを載置する。
XYステージ303は、制御部100が出力する制御信号に応じて駆動する駆動機構部(図示省略)により駆動され、試料台302を圧子314aの移動方向(Z方向)に垂直な方向(X,Y方向)に移動させる。XYステージ303は、圧子軸314の中心と撮像部312の中心とのオフセット量を考慮したストロークを有している。
昇降機構部305は、ユーザにより手動で駆動され、試料台302(XYステージ303)をZ方向に移動させることで、試料台302と撮像部312の対物レンズとの間の相対距離を変化させる。
なお、撮像部312が撮像した画像データに基づき試料台302を微細に昇降させることで、試料Sの表面に焦点を合わせるAFステージを備える構成としてもよい。また、昇降機構部305を、AFステージを含んで一体化された構成とすることも可能である。AFステージと昇降機構部305とが一体化された構成の場合、AFステージ及び昇降機構部305は、制御部100が出力する制御信号に応じて駆動される。
また、昇降機構部305を備えない構成とすることも可能である。この場合、硬さ測定部301をZ方向に上下動可能に構成するとよい。即ち、硬さ測定部301のZ方向の上下動により、試料台302と撮像部312の対物レンズとの間の相対距離を変化させて、試料Sの表面に焦点を合わせるオートフォーカス機能を実現することができる。
The
The
The elevating
Note that the
Further, a configuration without the
変形例2に係る硬さ試験機300は、まず、圧子314aにより試料S表面に初試験力を加え、次に、初試験力に追加試験力を足した本試験力を加え、再び初試験力に戻すことで計測される、前後2回の初試験力を負荷した際の圧子314aの押込み深さの差に基づいて、試料Sの硬さを測定する(ロックウェル硬さ試験)。
The
なお、変形例2に係る硬さ試験機300における第2の硬さ試験を行う際の動作は、実施形態に係る硬さ試験機1における第2の硬さ試験の作業4及び作業5について示す図13及び図14の処理と同様であるので説明を省略する。但し、第2の硬さ試験の各作業(作業4及び作業5)における試験方法の設定に係る処理(ステップS901、ステップS902、ステップS1001及びステップS1002)は、省略することも可能である。
In addition, the operation | movement at the time of performing the 2nd hardness test in the
(その他の変形例)
例えば、上記実施形態では、作業者が試験方法の規格を選択することで、規格に対応するパラメータを設定するようにしているが、これに限定されるものではない。例えば、試験方法の規格の代わりに、作業者が独自に定めた使用条件を選択可能に構成することで、当該使用条件に対応するパラメータを設定するようにしてもよい。
ここで、使用条件には、例えば、試験方法の規格に対し更にその範囲内で上限値や下限値を設ける作業者独自の設定や、試験方法の規格に定められていない試験条件(パラメータ)の設定等が含まれる。作業者は、使用条件毎に、対応するパラメータの設定を予め登録し、設定用データとして記憶部103に記憶しておくことで、試験方法の規格と同様、使用条件を選択することが可能となる。
(Other modifications)
For example, in the above embodiment, the operator selects the standard of the test method to set the parameter corresponding to the standard. However, the present invention is not limited to this. For example, instead of the standard of the test method, a configuration may be adopted in which an operator can select a use condition uniquely defined by the operator, and a parameter corresponding to the use condition may be set.
Here, the use conditions include, for example, an operator's own setting for setting an upper limit and a lower limit within the range with respect to the test method standard, and test conditions (parameters) not defined in the test method standard. Settings etc. are included. By registering the setting of the corresponding parameter in advance for each use condition and storing it in the
また、試験方法の規格の選択に加え、作業者の試験に対する所定の要望を試験モードとしてモード化し、この試験モードを選択可能にするようにしてもよい。即ち、例えば、試験時間の短縮を可能とする高速モードや、試験の精度や確実性を重視する高精度モード等を選択可能とするようにしてもよい。例えば、作業者が高速モードを選択した場合、試験方法の規格に対応するパラメータの設定のうち最も試験時間を短縮可能とする設定値が自動的に設定される。また、作業者が高精度モードを選択した場合、試験方法の規格に対応するパラメータの設定のうち最も精度や確実性を向上できる設定値が自動的に設定される。なお、作業者は、試験モード毎に、対応するパラメータの設定を予め登録し、記憶部103に記憶しておく。
上記のように、作業者により選択された試験モードに基づいてパラメータを設定することで、より作業者の要望に叶った条件で硬さ試験を行うことができるので、硬さ試験に対する作業者の要望を実現することができる。
Further, in addition to the selection of the standard of the test method, a predetermined request of the operator for the test may be set as a test mode to make the test mode selectable. That is, for example, a high-speed mode in which the test time can be shortened, a high-accuracy mode in which the accuracy and reliability of the test are emphasized, and the like may be selectable. For example, when the operator selects the high-speed mode, among the parameter settings corresponding to the standard of the test method, a setting value that can minimize the test time is automatically set. When the operator selects the high-accuracy mode, a setting value that can improve accuracy and certainty among parameter settings corresponding to the test method standard is automatically set. Note that the operator registers in advance the settings of the corresponding parameters for each test mode and stores them in the
As described above, by setting the parameters based on the test mode selected by the worker, the hardness test can be performed under conditions that more meet the needs of the worker. The request can be fulfilled.
また、例えば、作業者が硬さ試験機1を最後に操作してから所定時間経過した後に、試験方法の規格の設定を変更することなく硬さ試験を開始する場合には、試験方法の規格や対応するパラメータの設定を表示部120に表示させたり音声出力部(図示省略)から音声出力させたりする等、作業者に設定内容の確認を促す処理を行うようにしてもよい。
これにより、複数の作業者が1台の硬さ試験機1を共有している状況で試験間隔が空いた場合に、第三者による設定変更等に基づく設定ミスを抑制することができる。
Further, for example, when the hardness test is started without changing the setting of the test method standard after a predetermined time has elapsed since the last operation of the
Thereby, when a plurality of workers share one
なお、試験方法の規格を表示部120に表示させる場合、作業者が認識し易くなるように、規格名を他の表現(例えば、「ビッカース試験1」、「プラスチック用」など)に変更して表示させるようにしてもよい。
When the standard of the test method is displayed on the
また、複数の試料Sに対して連続的に硬さ試験を実施する際に、最も効率的に試験が行えるように、各硬さ試験におけるパラメータの設定を制御するようにしてもよい。即ち、パラメータの設定作業がなるだけ少なくなるように、パラメータの設定値を制御したり、硬さ試験の順序を変更したりする制御を行うようにしてもよい。 When a hardness test is continuously performed on a plurality of samples S, the setting of parameters in each hardness test may be controlled so that the test can be performed most efficiently. That is, control may be performed such that parameter setting values are controlled or the order of the hardness test is changed so that the parameter setting operation is reduced as much as possible.
その他、硬さ試験機を構成する各装置の細部構成及び各装置の細部動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。 In addition, the detailed configuration of each device constituting the hardness tester and the detailed operation of each device can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
1、200、300 硬さ試験機
2、210、310 試験機本体
3 荷重アーム
4 アーム作動部
5、214a、314a 圧子
6、214、314 圧子軸
7、215 対物レンズ
8、216 ターレット
9、202、302 試料台
10、312 撮像部
20 圧子軸変位検出部
100 制御部
101 CPU(設定手段、測定手段、表示制御手段)
102 RAM
103 記憶部(記憶手段)
110、207 操作部
120、208 表示部(表示手段)
201、301 硬さ測定部
203、303 XYステージ
204 AFステージ
205、305 昇降機構部
S 試料
1, 200, 300
102 RAM
103 storage unit (storage means)
110, 207
201, 301
Claims (3)
試験方法の適用規格又は使用条件と、所定の試験条件の設定と、を対応付けて記憶する記憶手段と、
作業者により選択された前記適用規格又は前記使用条件に基づいて、前記記憶手段から前記所定の試験条件を取得して設定する設定手段と、
前記設定手段により設定された所定の試験条件に基づいて硬さ試験を実行し、試料の硬さを測定する測定手段と、
前記作業者により選択された前記適用規格又は前記使用条件及び前記設定手段により設定された所定の試験条件を表示手段に表示させる表示制御手段と、
を備え、
前記表示制御手段は、前記作業者による最後の操作から所定時間経過後に、前記適用規格又は前記使用条件の設定を変更することなく前記硬さ試験が開始される場合には、前記適用規格又は前記使用条件の設定を前記表示手段に表示させることを特徴とする硬さ試験機。 By applying a predetermined test force with an indenter to the surface of the sample to form a depression and measuring the size of the depression, or measuring the indentation depth of the indenter when forming the depression, the hardness of the sample is measured. In a hardness tester that measures
Storage means for storing the application standard or use condition of the test method and the setting of the predetermined test condition in association with each other,
Setting means for acquiring and setting the predetermined test condition from the storage means, based on the applied standard or the use condition selected by an operator,
Measuring means for performing a hardness test based on predetermined test conditions set by the setting means, and measuring the hardness of the sample,
Display control means for displaying on the display means the applicable standard selected by the worker or the use condition and the predetermined test condition set by the setting means,
Equipped with a,
The display control means, after a lapse of a predetermined time from the last operation by the operator, when the hardness test is started without changing the setting of the applicable standard or the use condition, the applied standard or the hardness tester, characterized in Rukoto to display the set of operating conditions on the display means.
前記記憶手段は、前記試験モードと、前記所定の試験条件の設定と、を対応付けて記憶し、
前記設定手段は、作業者により選択された前記適用規格又は前記使用条件に加え、当該作業者により選択された試験モードに基づいて、前記所定の試験条件を設定することを特徴とする請求項1に記載の硬さ試験機。 A test mode for realizing a predetermined request for a test of an operator,
The storage unit stores the test mode and the setting of the predetermined test condition in association with each other,
The setting means, in addition to the applicable standards or the use conditions are selected by the operator, according to claim 1, based on the test mode selected by the operator, and sets the predetermined test conditions hardness testing machine according to.
作業者により選択された試験方法の適用規格又は使用条件に基づいて所定の試験条件を設定する設定工程と、
前記設定工程で設定された所定の試験条件に基づいて硬さ試験を実行し、試料の硬さを測定する測定工程と、
前記作業者により選択された前記適用規格又は前記使用条件及び前記設定工程で設定された所定の試験条件を表示手段に表示させる表示制御工程と、
を含み、
前記表示制御工程は、前記作業者による最後の操作から所定時間経過後に、前記適用規格又は前記使用条件の設定を変更することなく前記硬さ試験が開始される場合には、前記適用規格又は前記使用条件の設定を前記表示手段に表示させることを特徴とする硬さ試験方法。 By applying a predetermined test force with an indenter to the surface of the sample to form a depression and measuring the size of the depression, or measuring the indentation depth of the indenter when forming the depression, the hardness of the sample is measured. In a hardness test method of a hardness tester for measuring
A setting step of setting predetermined test conditions based on application standards or use conditions of a test method selected by an operator,
Performing a hardness test based on the predetermined test conditions set in the setting step, a measurement step of measuring the hardness of the sample,
A display control step of displaying on the display means the applied standard or the use condition selected by the worker and the predetermined test condition set in the setting step,
Only including,
The display control step, after a lapse of a predetermined time from the last operation by the operator, if the hardness test is started without changing the setting of the applicable standard or the use condition, the applied standard or the A hardness test method , wherein setting of use conditions is displayed on the display means .
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