材料試驗機制造技術

提供通過減低在塑性區域的試驗力的變動，能夠防止噪音的影響而得到適當的試驗結果的材料試驗機。其具有：測量在試驗片（10）上的標點間的距離的位移量的位移計（15）；測量使十字頭（13）移動的伺服電機（31）的旋轉角的位移量的測量單元；依次算出作為距離的位移量和旋轉角的位移量的比的變化率（R）的算出部（48）；以及基于該變化率（R）對伺服電機（31）進行反饋控制的反饋控制部（49），變化率（R）超過設定值時，將用于反饋控制的參數（K）的值變更為由反饋控制產生的影響力較小的值。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及材料試驗機，特別涉及一種對具有彈性區域和塑性區域的試驗片進行 試驗的材料試驗機。
技術介紹
這種材料試驗機例如具有如下的結構互相同步且旋轉自如地將一對螺桿支承在 工作臺上，且通過螺母將十字頭的兩端部支承在這些螺桿上。然后，通過利用電機的旋轉使 這一對螺桿互相同步地旋轉，使十字頭沿一對螺桿移動。在十字頭和工作臺上各自連接有 夾具。而且，構成為，在利用這一對夾具夾持試驗片的兩端的狀態下，通過使十字頭移動，對 試驗片施加負載。在這樣的材料試驗機中，通常，用于使螺桿旋轉的電動機使用的是伺服電機。而 且，例如，如在作為專利文獻I的日本特開2002-365188號公報中記載的那樣，將作用于試 驗片的試驗力或者試驗片的延長等中的、被選擇為控制量的物理量的每個時刻的檢測值反 饋到目標值，以對電動機進行控制。即，例如試驗力被選擇為控制量的情況下，通過對其檢 測值(當前值)和目標值的偏差實施PID等的運算，將與該運算結果對應的值作為旋轉角速 度指令賦予給將驅動信號供給到驅動用的電動機的伺服放大器，對電動機進行控制。更具 體地說，使偏差常數倍(微分增益)后的值、偏差的時間微分常數倍(微分增益)后的值或偏 差的時間積分常數倍(積分增益)后的值配合，決定旋轉角速度指令的大小。在將這樣的電動機作為驅動源的材料試驗機中，不對上述的比例增益、微分增益 以及積分增益進行適當地設定的話，無法進行準確跟蹤目標值的正確的材料試驗。但是，該 各增益的設定為反復嘗試地進行的情況是實際情況。因此，對特別新的種類的試驗片進行 材料試驗時，存在需要較長的時間來進行增益的設定，且需要操作者的熟練這樣的問題。在作為專利文獻2的日本特開2009-14499號公報中，揭示有具有控制機構的材料 試驗機，該控制機構使用電動機作為將負載施加到試驗片的負載機構的驅動源，通過在每 個時刻對驅動該電動機的伺服放大器賦予該電動機的旋轉角速度指令，對負載機構的動作 進行控制。在該材料試驗機中，首先，對作為控制量的作用于試驗片的試驗力或作為控制量 的試驗片的延長作為檢測值進行檢測。而且，根據該檢測值和目標值的偏差，計算出作為指 令供給至伺服放大器的旋轉角速度的大小。接著，依次算出控制量的檢測值相對于電動機 的位移量的比率，且將與上述偏差除以該被算出的比率后的值成比例的值設為應該作為指 令供給至伺服放大器的旋轉角速度的大小。根據在該日本特開2009-14499號公報所記載的材料試驗機，不存在進行控制增 益的設定時需要熟練，或者進行反復嘗試的操作而導致設定需要較長時間這樣的情況，能 夠始終進行準確的材料試驗。現有技術文獻專利文獻專利文獻1:日本特開2002-365188號公報專利文獻2:日本特開2009-14499號公報
技術實現思路
專利技術要解決的課題例如，像鋼鐵材料那樣，對具有彈性區域和塑性區域的試驗片進行拉伸試驗的情 況下，在彈性區域中，試驗片上的標點間的位移量相對于用于使一方的夾具移動的十字頭 的移動量的比例為10% 50%左右。即，對試驗片施加拉伸力時，通過把持試驗片的夾具 或用于使該夾具移動的十字頭等的負載機構整體的形變、試驗片上的標點間以外的形變 等，和十字頭的移動量進行比較，試驗片上的標點間的位移量的比例變小。相對于此，關于塑性區域，在試驗片上標點間的區域中產生局部的形變，在標點間 的區域以外的區域幾乎不產生形變，因此試驗片上的標點間的位移量相對于十字頭的移動 量的比率大致成為接近I的值。這里，在一般的彈性區域中，對試驗片的試驗力(拉伸力)與十字頭的移動量成比 例地上升，但是在塑性區域中，試驗力不產生較大的變動。另一方面，試驗力對十字頭的移 動速度的依存性較高，在試驗中變更十字頭的移動速度的話，隨著其變更，產生由試驗速度 的變更引起的試驗力的變動。如在上述的專利文獻2中記載的那樣，關于具有通過對驅動電動機的伺服放大器 在每個時刻賦予該電動機的旋轉角速度指令來控制負載機構的動作的控制機構的材料試 驗機，隨著該控制動作，產生這樣的試驗速度被變更的現象。這里，伴隨這樣的試驗速度的變更的試驗力的變動特別地在塑性區域產生的情況 下，產生以下那樣的問題。即，變更試驗速度的話，產生試驗力的變動，在塑性區域中，試驗 中的試驗力成為大致一定值，變動較小，因此試驗速度的微小的變更引起試驗力的變動相 對更大地產生，在將試驗結果圖表化時，無法制作平滑的圖表，由此制作的是包含了噪聲的 圖表。本專利技術是為了解決上述課題而作出，其目的是提供通過減少塑性區域中的試驗力 的變動，能夠防止噪聲的影響，得到恰當的試驗結果的材料試驗機。解決課題的手段關于第I專利技術的材料試驗機，其對具有彈性區域和塑性區域的試驗片進行試驗， 該材料試驗機的特征在于，具有，把持所述試驗片的兩端的一對夾具；使所述一對夾具中 的一方的夾具移動的移動構件；對通過所述移動構件使所述一方的夾具移動時的、所述試 驗片上的標點間的距離的位移量進行測量的位移計；測量所述移動構件的移動量的移動量 測量單元；依次算出變化率R的算出單元，該變化率R為通過所述位移計測量到的距離的 位移量與通過所述移動量測量單元測量到的移動構件的移動量的比；基于所述依次被算出 的變化率R，算出用于對所述移動構件的移動量進行反饋控制的參數K的單元；以及反饋控 制部，所述反饋控制部在所述變化率R超過設定值時，將用于反饋控制的參數K的值變更 為由所述反饋控制產生的影響力小的值來進行反饋控制。關于第2專利技術的材料試驗機，其在第I專利技術的材料試驗機的基礎上具有特征所述 反饋控制部在所述變化率R超過設定值時，將用于反饋控制的參數K的值固定為規定的值 來進行所述反饋控制。關于第3專利技術的材料試驗機，其在第2專利技術的材料試驗機的基礎上具有特征所述反饋控制部在所述變化率R超過設定值時，將用于反饋控制的參數K的值固定為該時刻的 R的值和I之間的值來進行所述反饋控制。關于第4專利技術的材料試驗機，其在第2專利技術的材料試驗機的基礎上具有特征所述反饋控制部在所述變化率R超過設定值時，將用于反饋控制的參數K的值固定為該時刻的 R的值來進行所述反饋控制。關于第5專利技術的材料試驗機，其在第I專利技術的材料試驗機的基礎上具有特征所述反饋控制部在所述變化率R超過設定值時，對用于反饋控制的參數K的值進行使得該K的值的變動率成為小的值那樣的運算處理。關于第6專利技術的材料試驗機，其在第1-第5的任一專利技術的材料試驗機的基礎上具有特征所述設定值是O. 7。關于第7專利技術的材料試驗機，其在第6專利技術的材料試驗機的基礎上具有特征使所述移動構件移動的移動機構具有用于使所述移動構件移動的電動機和驅動該電動機的伺服放大器，所述移動量測量單元基于所述電動機的旋轉角的位移量來測量移動量。關于第8專利技術的材料試驗 機，其在第7專利技術的材料試驗機的基礎上具有特征將所述距離的位移量的目標值與距離的位移量的檢測值的偏差除以上述參數K后的值再乘以預先設定了的時間常數的倒數后的值設為應該對所述伺服放大器供給的旋轉角度的大小。專利技術的效果根據第I專利技術至第6專利技術的記載，基于被依次算出的變化率R，進行反饋控制，由此能夠始終進行適當的材料試驗。此時，通過減少塑性區域中的試驗力的變動，能夠防止噪聲的影響，得到恰當的試驗結果。根據第7專利技術以及第8專利技術的記載，在將本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】1.一種材料試驗機，其對具有彈性區域和塑性區域的試驗片進行試驗，該材料試驗機的特征在于，具有， 把持所述試驗片的兩端的一對夾具； 使所述一對夾具中的一方的夾具移動的移動構件； 對通過所述移動構件使所述一方的夾具移動時的、所述試驗片上的標點間的距離的位移量進行測量的位移計； 測量所述移動構件的移動量的移動量測量單元； 依次算出變化率R的算出單元，該變化率R為通過所述位移計測量到的距離的位移量與通過所述移動量測量單元測量到的移動構件的移動量的比； 基于所述依次被算出的變化率R，算出用于對所述移動構件的移動量進行反饋控制的參數K的單元；以及反饋控制部， 所述反饋控制部在所述變化率R超過設定值時，將用于反饋控制的參數K的值變更為由所述反饋控制產生的影響力小的值來進行反饋控制。2.根據權利要求1所述的材料試驗機，其特征在于，所述反饋控制部在所述變化率R超過設定值時，將用于反饋控制的參數K的值固定為規定的值來進行所述反饋控制。3.根據權利要求2所述的材料試驗機，其特征在于，所述反饋控制部在所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：河野俊幸，
申請(專利權)人：株式會社島津制作所，
類型：
國別省市：