JPH0238838A - 試験片の測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はＬ方向、Ｃ方向及びＺ方向の試験片を用いて多
種の測定を行なう試験片の測定装置に関するものである
。

従来の技術 鋼材の試験片による機械的性質の測定には、例えばｒ値
１表面粗さ、板厚、硬さ、曲げ、引張り、シャルピー、
エリクセン等多種多様の測定がある。

この種のｉｌ定は、近年′Ｍ定星の増加に加えて、より
高精度と迅速性が要求されており、且つコスト低減のた
めの省力化が強く求められているところである。

発明が解決しようとする課題 所が、従来の試験片の測定は、各測定に応じて試験片を
用意し、且つ試験片の測定装置への供給費払出しは専ら
人手による作業であるために測定の迅速性に欠けると共
に省力化ができず、上記のニーズが達成され難いもので
あった。

本発明は３種−式の試験片を用いて多種の試験を行なう
ことにより試験片製作コストの低減を図ると共に、測定
の自動化を可能とすることにより迅速測定、省力化を容
易に可能としたものである。

課題を解決するための手段 本発明の試験片の測定装置の要旨は０次のとおりである
。

「試験片供給装置（Ａ）と、 夫々一側面に試験片挿入兼排出部を形成したＬ方向、Ｃ
方向及びＺ方向試験片のＭ−Ｆ値測定法によるｒ値測定
装置、Ｃ方向試験片の表面粗さ測定装置、並びにＺ方向
試験片の厚さ測定装置を、上記試験片挿入兼排出部を同
一側部に向けて同一高さで一列に配置し、更に一側面に
試験片挿入部を他側面に試験片排出部を形成したロック
ウェル硬さ測定装置を、上記？ｔｉ１列の後部において
試験片挿入部を上記装置列の試験片挿入兼排出部と同一
側部に向けて同一高さで一列に配置して構成した試験片
測定装置群（Ｂ）と。

上記試験片供給装置（＾）の近傍及び上記試験片測定装
置群（Ｂ）の試験片挿入兼排出部、挿入部の前面を走行
する試験片台車（Ｃ）と、 上記試験片台車（Ｃ）に搭載され試験片の把持及び開放
、試験片の挿入、排出を行なう試験片取扱い装置（Ｄ）
、 とからなる試験片の測定装置っ 作用 以下本発明の内容を詳しく説明する。

本発明者らは先ず試験片の使用本数を減じて試験片製作
コストの削減を図り、且つ測定の自動化、省力化を達成
するために種々の検討を行った。その結果、第１表に示
す如＜、Ｍ−〒値測定には３種類の試験片が必要である
が、このｒ値測定に使用済みの試験片は各種測定との選
択組合せにより他の測定に再使用し得ることが判った。

（以下余白） 第１表　　試験片の種類と測定法との組合せ即ち、Ｍ−
〒値測定には、Ｌ方向、Ｃ方向及びＺ方向（４５°）の
３Ｍ類の試験片を用いることが、表面粗さ測定にはＣ方
向試験片を用いることが、又、ロックウェル硬さ゛測定
にはＬ方向試験片を用いることが夫々ＪＩＳ等に規定さ
れているが、板厚測定はどの方向の試験片でもよく、こ
の場合にはＺ方向試験片を振りちてることができ、これ
によりｒ値測定に供した３Ｍ類の試験片の他の測定光を
選定すれば、全ての試験片の再使用が可能となるもので
ある。

しかも試験片の寸法、形状も各測定に応じて必ずしも変
える必要はなく、ｒ値測定用の寸法、形状の試験片で他
の測定も十分性なえるものである。

次に本発明において使用する測定法について述べる。

先ずＭ　−Ｆ　（Ｍｏｄｕｌ−７）Ｉ定法は、ランクフ
ォード値測定法の１つであって試験片（板厚Ｘ　ｉ０４
．８３１層Ｘ８．３５層層）を測定器に挿入し、試験片
の共振周波数よりヤング率（Ｅ値）を求め、このＥ値と
Ｅ値のＭ関を示す回帰式からＦ（ｔｉとΔｒｉｍを求め
る非破壊測定である。

表ｍ１１さ測定法は、試験片の被測定面を差動変圧式ピ
ックアップで平行に測定することにより。

ＪＩＳで規定されている３種の粗さパラメーター多び４
Ｍｉのうねりパラメーターを得る０本発明では品質的に
要求度の高いＲａ　（粗さ曲線）を主として測定するも
のである。

板厚測定法は、試験片をリニアゲージ方式のゲージセン
サーで１ミクロン単位で板厚が測定できる測定法である
。

更にロックウェル硬さ測定法は、主として冷延鋼板を対
象とした測定法で、一定規路の圧子を用い、先ず基準荷
重を加えたのち試験荷重を負荷し、再び基準荷重に戻し
、基準荷重時の圧痕深さと試験荷重時の圧痕深さの差か
ら硬さを求め深さ２ミクロンを１硬度とする。この測定
を１つの試験片に対して３箇所を行なうものである。

次に本発明における測定の順序について説明する。

Ｍ−Ｆ値測定は、既に説明した如＜、Ｌ方向。

Ｃ方向及びＺ方向試験片を３本用いて順次測定を行ない
ｆ値を求めるものであるから、３木の測定はタイミング
及び順序よく行なうことが必要であり、このことがらＭ
−〒測定を先ず最初に行なうことが望ましい、しかもこ
のＭ−テ測定は１本当りの測定時間が約１０秒程度と、
他の測定に比較して測定時間が短かく（板厚測定：約２
０秒１表面粗さ測定：約２分、ロックウェル硬さ測定：
約１分）、このことからもＭ−Ｆ測定を最初に行なうこ
とは測定自動化の構成が容易となるものである。

一方、ロックウェル硬さ測定は、上記の如く試験片の圧
痕による永久歪を伴なうものであり、この永久歪はＭ−
Ｙ測定時の共振周波数に影響を与えるものである。従っ
てロックウェル硬さ測定後の試験片をＭ−テ測定に供す
ることはできないものである。しかもこロックウェル硬
さ測定後の試験片は、試験片の測定装置への挿入とは反
対側へ排出することが望ましいが、挿入と反対側へ排出
された試験片を回収して他の測定に供することは、試験
片のハンドリング操作並びにその設備化が著しく煩雑と
なり、測定自動化の支障となる。

従って、ロックウェル硬さ測定は、排出された試験片を
再使用する必要のない最終段階で行なうことが望ましい
ものである。

尚、表面粗さ測定、板厚測定は、Ｍ−＝測定とロックウ
ェル硬さ測定の間において任意の順序で行えばよい、上
記表面粗さ測定は、品質保証の観点から試験片の両面に
対して行なうことが望ましい、従ってこれに対処する装
置としては、試験片把持部を１８０’回転させる機構を
付加するものである。

本発明においては、３木の試験片を１単位として取扱う
ものであり、従って試験片把持部は１木でもよいが複数
本（例えば２本）用いて効率よく試験片の取扱いを行な
うことが望ましい。

実施例 以下本発明の自動測定方法及び装置の実施例を図面に基
づき説明する。

第１図は鋼板成品からの試験片採取状況の説明図であり
、ｌは鋼板成品で、圧延方向からＬ方向試験片２、圧延
方向と直角方向からＣ方向試験片３、及び４５°方向か
らＺ方向試験片４を夫々採取する。

第２図は各試験片の寸法の一例を示したものである。

第３図は本発明装置の全体説明図で、５は基台を示して
いる０図中右からＡはターンテーブル式の試験片供給装
置、Ｂは試験片測定装置群であり、Ｃは試験片台車、Ｄ
は試験片取扱い装置である。

ターンテーブル式試験片供給装ＮＡは、円形ターンテー
ブル６上に放射状に多数のスリット７が形成してあり、
そのスυ７゛ドア中にＬ方向試験片２、Ｃ方向試験片３
．Ｚ方向試験片４の順で貯留する。このターンテーブル
６は駆動装ａ１８によって回転・停止が間欠的に行われ
る。

次に試験片測定装置群Ｂについて説明する。９はＭ−７
測定装置で、第４図にも示す如く前面に試験片２，３．
４の挿入兼排出口ｌＯが形成してあり、そして周波数カ
ウンター１１を、備えている。！２は表面粗さ測定装置
で、第５図にも示す如く前面にＣ方向試験片３の挿入兼
排出口１３を形成し、挿入された試験片３をセンサー１
４で検知後差動変正式ピックアップ１５を試験片３の表
面に接触させ、平行に移動させて表面粗さの測定を行な
うものである。この粗さ測定装置１２は、ピックアップ
の制御、データー処理などを行なう制御部１Ｂを備えて
いる。

１７は板厚測定装置で、第６図にも示す如く前面にＺ方
向試験片４の挿入兼排出口１８を形成し、試験片４はガ
イド１８に沿って挿入され、−点支持台２０に支持され
たのち、測定子２１を試験片４上に接触させ、ゲージセ
ンサー２２により、板厚の測定を行なうものである。尚
、２３は板厚測定の制御を行なう制御部である。

最後に２４はロックウェル硬さ測定装置で、第７．８図
にも示す如く前面に、Ｌ方向試験片２の挿入口２５を形
成し、反対側には第８図に示す如く排出口２Ｂを形成し
て、この排出口２Ｂの下部にはスクラップ箱２７が置い
である。試験片２が保持台６７に挿入されると、ハンド
２８が試験片２の先端を掴み、ハンド２８を支持してい
るスライダー２９（第３図サーボモーター２８′　によ
り駆動）がレール３０に沿って所定距離進んで停止し、
圧子３１が降下すると試験片２はアンビル３２上に支持
され、この状態で圧子３１により基準苛重−試験荷重−
基準荷重をかける。この測定を試験片２の長さ方向に３
箇所行ない、測定径試験片２はスクラップ箱２７中へ排
出されるものである。尚、図中３３はロックウェル硬さ
測定の制御部を示している。

上記各ＩＩｔＷ１の挿入兼排出口１０．１３．１８及び
挿入口２５は全て同一面を向いており、かつ同一高さに
位置決めされている。

次に、試験片台車Ｃ及びこれに搭載されている試験片取
扱い装置りを第３図により説明する。

３４は、ターンテーブル式試験片供給装置Ａ、各測定装
置の挿入兼排出口１Ｏ１１３，１Ｂ及び挿入口２５の前
面を走行する走行台で、一対の歯車３５．３６（一方が
駆動系）に懸渡された歯形付きエンドレスベルト３７に
結合されて走行する様になっている。３８は走行台３４
上に設けた支持板で、この支持板３８によ、て左右２本
のハンド３８．４０及び２木のエヤーシリンダー４１．
４２が支持されている。そしてハンド３８とエヤーシリ
ンダー４１、及びハンド４０とエヤーシリンダー４２が
夫々連結板４３．４４により連結され、エヤーシリンダ
ー４１．４２の作動によりハンド３８．４０が前後進す
る。ハンド３３．４０の先端には試験片把持装置４５．
４５゛が設けてあり、この装置４５．４５°は第４図に
示す如く２枚の爪４８．４７を支持しているクランプ４
８をエヤーシリンダー４８により作動して爪４８．４７
を開閉する様構成されている。

一方のハンド４０には反転ギヤ一対５０が結合されてい
て、ハンド４０が１８０°回転する様になっている。こ
れは試験片の両面の表面粗さを測定する場合に使用する
ためのものである。

第３図において５１は、板厚測定装置ｉ１７の前面下部
に設δしたスクラップ箱で１表面粗さ測定後の試験片及
び板厚測定後の試験片をこのスクラップ箱５１へ投入回
収する。

第３図において５２は試験片自動測定制御盤で。

初期設定等の入力は操作盤５３の操作より行われる。５
４はデーターロガで、本装置により得られたデーターの
処理、上位プロコンとの情報交換並びに各測定値のプリ
ントアウト等を行なうものである。

次に本実施例装置による自動測定動作を第９図に基づき
説明する。

第９図において上向き実線矢印は右ハンド４０による挿
入、上向き点線矢印は左ハンド３８による挿入、下向き
実線矢印は右ハンド４０による取出し又は排出、下向き
点線矢印は左ハンド３８による取出し又は排出を示して
いる。

■で左ハンド３９により円形ターンテーブル６上のＬ方
向試験片２を把んでＭ−テ測定装置９まで走行して挿入
し、開放して測定。

■で表面粗さ測定装置１２まで走行し１表面粗さ側定装
ａＥ１２より前ロットのＣ方向試験片３を右ハンド４０
により排出。

■でスクラップ箱５１まで走行し、測定後のＣ方向試験
片３をスクラップ箱５１内へ投入。

■で元へ戻る。

■で左ハンド３９により円形ターンテーブル６上のＣ方
向試験片３を把んでＭ−Ｆ測定装置９まで走行。

■でＭ−Ｆ測定装置９より右ハンド４０でＬ方向試験片
２を排出し、左ハンド３９のＣ方向試験片３を挿入し開
放して測定。

■でロックウェル硬さ側定装Ｒ２４まで走行し、右ハン
ド４０のＬ方向試験片２を挿入し開放して測定（測定後
、後面のスクラップ箱２７へ自動投入）。

■で元へ戻る。

■で左ハンド３９により円形ターンテーブル６上のＺ方
向試験片４を把んでＭ−？測定装置９まで走行。

［株］でＭ−〒測定装置９より右ハンド４０でＣ方向試
験片３を排出し、左ハンド３８のＺ方向試験片４を挿入
して開放し測定。

■で表面粗さ測定装置１２まで走行し、右ノ＼ンド４０
のＣ方向試験片３を挿入して開放し測定。

りでＭ−Ｆ測定装置９へ走行。

０でＭ−ＦＵ定装こ９より右ハンド４０でＺ方向試験片
４を排出し、板厚測定装置１７へ走行してＺ方向試験片
４を挿入して開放し測定。

妙で表面粗さ測定装置１２へ走行。

砂で表面粗さ測定装置１２より右ハンド４０でＣ方向試
験片３を排出し反転後回挿入し開放して測定。

６◆で板厚測定装置１７へ走行し、右ハンド４０でＺ方
向試験片４を排出。

ゆでスクラップ７ＰＪ５１まで走行し５測定後のＺ方向
試験片４をスクラップ箱５１内へ投入。

０元へ戻る。

以上１０ツトの測定所要時間は約３分である。

発明の効果 本発明の実施例は上記のとおりであり、次記の如き作用
効果を奏するものである。

（１）Ｌ方向、Ｃ方向及びＺ方向の３種の試験片を使用
して最初にＭ−〒測定法によるｒ値測定を行ない、この
ｒ値測定済みの試験片による後続測定法を選択すること
により、３種−式の試験片により多種の測定が可能とな
り、試験片の製作コストの低減を図ることができる。

（２）各測定装置への試験片挿入口、試験片挿入兼排出
口を側面に形成し、これを同一側部に向けて同一高さで
一列に各装置を配置したことにより、その前面を走行す
る試験片台車に搭載した試験片取扱い装置によって容易
に試験片を各測定装置へ挿入、排出することが可能とな
り複数測定の自動化が達成できるものである。

（３）その結果、測定の迅速化、高精度化、省力化が図
られ、試験片の測定作業に大きく寄与したものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示したもので、第１図は試験片
採取状況の説明図、第２図は試験片の寸法の一例を示す
説明図、第３図は本発明装置の全体説明図、第４〜８図
は各測定装置の要部説明図、第９図は自動測定動作の説
明図である。 Ａ・・・試験片供給装置、Ｂ・・・試験片測定装置群、
Ｃ・・Φ試験片台車、Ｄ・・・試験片取扱い装置、２・
・・Ｌ方向試験片、３・・・Ｃ方向試験片、４・・・Ｚ
方向試験片、６・・・円形ターンテーブル、９ｅｅｅＭ
−Ｆａ定装置、　　１２・・・表面粗さ測定装置、１７
φ＃壷板厚測定装置、２４・・・ロックウェル硬さ測定
装置、２７．５１・−・スクラップ箱、３ｆ１．４Ｑ−
・・試験片ハンド。 ￥１図 ７］ 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、試験片供給装置（Ａ）と、 夫々一側面に試験片挿入兼排出部を形成したＬ方向、Ｃ
   方向及びＺ方向試験片のＭ−＠ｒ＠値測定法によるｒ値
   測定装置、Ｃ方向試験片の表面粗さ測定装置、並びにＺ
   方向試験片の厚さ測定装置を、上記試験片挿入兼排出部
   を同一側部に向けて同一高さで一列に配置し、更に一側
   面に試験片挿入部を他側面に試験片排出部を形成したロ
   ックウェル硬さ測定装置を、上記装置列の後部において
   試験片挿入部を上記装置列の試験片挿入兼排出部と同一
   側部に向けて同一高さで一列に配置して構成した試験片
   測定装置群（Ｂ）と、 上記試験片供給装置（Ａ）の近傍及び上記試験片測定装
   置群（Ｂ）の試験片挿入兼排出部、挿入部の前面を走行
   する試験片台車（Ｃ）と、 上記試験片台車（Ｃ）に搭載され試験片の把持及び開放
   、試験片の挿入、排出を行なう試験片取扱い装置（Ｄ）
   、 とからなる試験片の測定装置。