CN102564878A - 硬度测试仪 - Google Patents

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Abstract

一种硬度测试仪，包括：监视器，其能够显示主画面和辅助画面；第一测试位置设置器，用于对试样设置针对首次测试的压痕形成位置；以及第二测试位置设置器，用于对所述试样设置针对再次测试的压痕形成位置。所述第二测试位置设置器基于在所述首次测试期间获得的所述试样的表面图像和设置条件来判断新压痕形成位置是否适合进行测试，并且在判断为所述新压痕形成位置不适合进行测试的情况下，再次设置与所述新压痕形成位置的坐标点不同的坐标点作为另一新压痕形成位置。

Description

硬度测试仪
技术领域
本发明涉及硬度测试仪。
背景技术
传统上，已知有如下的硬度测试仪(例如，参见日本特开2003-166923)：在该硬度测试仪中，使加载有预定载荷的压头压抵试样的表面以形成压痕，并且基于该压痕的对角线长度和所加载的载荷来评价该试样的硬度。在这种硬度测试仪中，例如，在对多个试样进行相同的测试的情况下，已知有如下的测试方法：在该测试方法中，首先，在针对第一个试样的测试期间，在该试样的预定位置处设置坐标系，并且存储用于在该坐标系中的预定点处进行测试的测试过程；以及，对于随后的试样，当设置了坐标系时，使用所存储的测试过程来重复与对第一个试样进行的测试相同的测试。
然而，如果在硬度测试中由于某种原因而获得了明显不正确的测量值等，则可能要对已进行了一次测试的试样进行再次测试。期望在与针对首次测试的条件相同的条件下进行该再次测试。因此，要求使用与上述方法相同的方法来进行测试。
然而，在硬度测试中，测试期间在试样上形成压痕。因此，当进行再次测试时，不能在该试样的同一位置处进行测试。因此，当对已进行了一次测试的试样进行再次测试时，无法照原样使用所存储的测试过程。例如，需要进行操作以手动避免以前已形成有压痕的位置。因而，存在可操作性差的问题。
发明内容
本发明的特征在于提高硬度测试仪在对已进行了一次测试的试样进行再次测试的情况下的可操作性。
本发明的一个方面是一种硬度测试仪，用于通过使加载有预定载荷的压头压抵安装在试样台上的试样的表面来在所述试样的表面上形成压痕。所述硬度测试仪包括显示器、第一测试位置设置器和第二测试位置设置器。所述显示器能够显示主画面和辅助画面，其中，所述主画面显示将因使用所述压头形成压痕的试样的表面图像，并且所述辅助画面显示辅助图像以辅助用户。在对所述试样进行首次测试的情况下，所述第一测试位置设置器对所述试样设置测试位置。在对所述试样进行再次测试的情况下，所述第二测试位置设置器对所述试样设置测试位置。所述第一测试位置设置器包括第一坐标设置器、压痕形成位置设置器、设置条件存储器和图像存储器。在将所述试样的表面图像显示在所述主画面上的情况下，所述第一坐标设置器对所述试样的表面图像设置基准坐标。在所述第一坐标设置器设置了所述基准坐标之后，所述压痕形成位置设置器设置压痕形成位置的坐标点。所述设置条件存储器存储所述压痕形成位置设置器所设置的坐标点的设置条件。所述图像存储器存储显示在所述主画面上的所述试样的表面图像。所述第二测试位置设置器包括辅助图像显示控制器、新压痕形成位置设置器和判断器。所述辅助图像显示控制器将存储在所述图像存储器中的所述试样的表面图像显示在所述辅助画面上作为辅助图像。所述新压痕形成位置设置器在用户进行了再次测试开始指示操作的情况下，基于存储在所述设置条件存储器中的设置条件来对所述辅助图像设置如下的坐标点作为新压痕形成位置：该坐标点不同于所述压痕形成位置设置器所设置的坐标点。所述判断器基于存储在所述图像存储器中的所述试样的表面图像的亮度值，判断所述新压痕形成位置设置器所设置的新压痕形成位置的坐标点是否适合进行硬度测试。在所述判断器判断为所设置的新压痕形成位置的坐标点不适合进行硬度测试的情况下，所述新压痕形成位置设置器再次设置新压痕形成位置的坐标点。
根据本发明的另一方面，在上述硬度测试仪中，所述新压痕形成位置设置器包括距离计算器和新压痕形成位置选择器。在用户进行了所述再次测试开始指示操作的情况下，所述距离计算器基于存储在所述设置条件存储器中的设置条件来计算从所述试样的边缘到所述压痕形成位置设置器所设置的坐标点的距离。所述新压痕形成位置选择器选择如下的坐标点作为所述试样上的新压痕形成位置：该坐标点相对于所述试样的边缘的距离与所述距离计算器计算出的距离相等，并且该坐标点不同于所述压痕形成位置设置器所设置的坐标点。
根据本发明的另一方面，在上述硬度测试仪中，在所述压痕形成位置设置器将相对于所述试样的边缘的距离相等的两个点的坐标点设置为压痕形成位置的情况下，所述新压痕形成位置选择器在沿着所述试样的边缘的形状连接所述两个点的线上选择所述两个点的中点的坐标点作为新压痕形成位置。
根据本发明的另一方面，上述硬度测试仪包括用于选择自动模式和手动模式的模式选择器，在所述自动模式下，利用所述新压痕形成位置设置器来设置新压痕形成位置，在所述手动模式下，由用户任意设置新压痕形成位置。所述第二测试位置设置器还包括新压痕形成位置确定器，所述新压痕形成位置确定器用于在所述模式选择器选择了所述手动模式的情况下，响应于用户对显示在所述主画面中的所述试样的表面图像所进行的再次测试位置指定操作而确定新压痕形成位置。
根据本发明，在进行再次测试的情况下，基于存储在设置条件存储器中的设置条件，将与试样上的压痕形成位置的坐标点不同的坐标点设置为该试样上的新压痕形成位置。基于存储在图像存储器中的试样的表面图像的亮度值，判断该新压痕形成位置是否适合进行测试。在判断为该新压痕形成位置不适合进行测试的情况下，将与新压痕形成位置的坐标点不同的坐标点设置为另一新压痕形成位置。因而，自动设置了适合作为新压痕形成位置的位置，并且进行再次测试。因此，可以提高在对已进行了一次测试的试样进行再次测试的情况下的可操作性。
附图说明
在下文中，参考多个附图，利用关于本发明的典型实施方式的非限制性示例来进一步详细说明本发明，其中，在这些附图中，相同的附图标记表示相同的部分，并且：
图1是示出根据本发明的硬度测试仪的整体结构的示意图；
图2是示出图1所示的硬度测试仪的测试仪本体的示意图；
图3是示出图1所示的硬度测试仪的关键部分的结构的示意图；
图4是示出图1所示的硬度测试仪的硬度测量器的示意图；
图5是示出图1所示的硬度测试仪的控制机构的框图；
图6示出对试样进行首次测试时显示在监视器上的显示画面的示例；
图7示出对试样进行再次测试时显示在监视器上的显示画面的示例；
图8(a)～8(d)示出进行首次测试时显示在监视器的主画面中的图像的示例；
图9(a)～9(c)示出进行再次测试时显示在监视器的辅助画面中的图像的示例；
图10是用于说明使用图1所示的硬度测试仪进行的测量处理的流程图；
图11是示出图10的第一测试位置设置处理的流程图；以及
图12是示出图10的第二测试位置设置处理的流程图。
具体实施方式
这里所说明的具体示例是举例，仅用于说明性地论述本发明的实施例，并且提供这些具体示例是为了提供有助于容易地理解本发明的原理和概念方面的描述。在这方面，没有更详细地示出理解本发明所需的基本结构细节以外的结构细节，其中，参考附图来进行说明以使本领域的技术人员清楚本发明可实际实施的方式。
以下参考附图来详细说明根据本实施例的硬度测试仪。以下分别选择硬度测试仪的左右方向、前后方向和高度方向作为X方向、Y方向和Z方向。
根据本实施例的硬度测试仪100是能够对放置在试样台2上的试样S顺次形成一个或多个压痕的硬度测试仪。硬度测试仪100能够执行“第一测试位置设置处理”和“第二测试位置设置处理”，其中，该第一测试位置设置处理用于在对试样S进行第一次测试(首次测试)的情况下设置压痕形成位置(测试位置)，该第二测试位置设置处理用于在对试样S进行再次测试的情况下设置新压痕形成位置(再次测试位置)。在第一测试位置设置处理中，拍摄并且存储试样S的表面图像，同时还存储对试样S已设置的压痕形成位置的设置条件。在第二测试位置设置处理中，使用试样S的表面图像和在第一测试位置设置处理中存储的设置条件来对该试样S设置新压痕形成位置。这使得硬度测试仪100可以容易地对试样进行再次测试。
具体地，硬度测试仪100例如是显微维氏硬度测试仪，并且如图1～5所示，包括测试仪本体10、控制器6、操作器7和监视器8等。
如图2和3所示，测试仪本体10例如包括：硬度测量器1，用于进行试样S的硬度测量；试样台2，用于保持试样S；XY台3，用于使试样台2移动；AF(Z)台4，用于聚焦于试样S的表面；以及升降机构5，用于使试样台2(XY台3和AF(Z)台4)上下移动；等等。
如图4所示，硬度测量器1例如包括：照明装置11，用于对试样S的表面进行照明；CCD(电荷耦合器件)照相机12，用于拍摄试样S的表面的图像；以及转台16，其包括具有压头14a的压头轴14和物镜15，并且能够通过转动来在压头轴14和物镜15之间进行切换；等等。
照明装置11通过照射光来对试样S的表面进行照明。从照明装置11照射的光经由透镜1a、半透半反镜1d、镜1e和物镜15到达试样S的表面。
CCD照相机12拍摄安装在试样台2上的试样S的表面图像。具体地，基于从试样S的表面经由物镜15、镜1e、半透半反镜1d、镜1g和透镜1h所输入的反射光，CCD照相机12拍摄试样S的表面和通过使用压头14a在该试样S的表面上形成的压痕的图像、获得图像数据并且将该数据经由帧捕获器17输出至控制器6，其中，帧捕获器17能够同时累积和存储多个帧的图像数据。
利用响应于控制器6所输出的控制信号而被驱动的加载机构(附图中未示出)使压头轴14向着安装在试样台2上的试样S移动，并且利用预定测试力将设置在压头轴14的末端部的压头14a压抵试样S的表面。
分别配备有不同倍率的聚光透镜15a和15b的多个物镜15保持在转台16的下表面上，并且通过转台16的转动而位于试样S上方，由此使从照明装置11照射的光均匀地照射试样S的表面。
转台16被配置为在下表面上安装有压头轴14和多个物镜15，并且能够通过绕Z轴方向上的轴转动来将压头轴14和多个物镜15中的任一个切换到位于试样S上方的位置。换言之，通过在压头轴14位于试样S上方的状态下使该压头轴14下降，在该试样S的表面上形成压痕；另外，通过将物镜15位于试样S上方，可以观察所形成的压痕。
试样台2的上表面上放置有试样S。XY台3由响应于控制器6所输出的控制信号而被驱动的驱动结构(附图中未示出)所驱动，并且使试样台2在与压头14a的移动方向(Z轴方向)垂直的方向(X轴方向和Y轴方向)上移动。AF(Z)台4响应于控制器6所输出的控制信号而被驱动，并且基于CCD照相机12拍摄到的图像数据来使试样台2细微地上下移动，以聚焦于试样S的表面。升降机构5响应于控制器6所输出的控制信号而被驱动，并且通过使试样台2(XY台3和AF(Z)台4)在上下方向上移动来改变试样台2和物镜15之间的相对距离。
操作器7包括键盘71和鼠标72等，并且使得用户可以在进行硬度测试时执行输入操作。当利用操作器7进行了预定输入操作时，将与该输入操作相对应的预定操作信号输出至控制器6。
具体地，例如，当选择是在自动模式还是手动模式下进行再次测试时，操作器7作为模式选择器而工作。这里，自动模式是在再次测试期间利用(后面要说明的)新压痕形成位置设置器来自动设置新压痕形成位置的模式。手动模式是在再次测试期间由用户任意指定新压痕形成位置的模式。
当用户对显示在监视器8的(后面要说明的)主画面A1中的试样S的表面图像进行“坐标设置操作”、“压痕形成位置设置操作”、“图像读出操作”、“再次测试开始指示操作”和“再次测试位置指定操作”等时，对操作器7进行操作。
这里，坐标设置操作是第一测试位置设置处理中的如下操作：用户对显示在监视器8的主画面A1中的试样S的表面图像指定用以设置用于确定压痕形成位置的基准坐标的位置。压痕形成位置设置操作是第一测试位置设置处理中的如下操作：在对显示在监视器8的主画面A1中的试样S的表面图像设置了基准坐标之后，用户对该试样S的表面图像指定压痕形成位置。
图像读出操作是在对通过第一测试位置设置处理已进行了一次硬度测试的试样S进行再次测试的情况下，用户给出指示以读出在首次测试期间拍摄到的该试样S的表面图像的操作。再次测试开始指示操作是用户给出用以开始再次测试的指示的操作。再次测试位置指定操作是在手动进行再次测试的情况下，用户在试样S上任意指定新压痕形成位置的操作。
另外，当用户设置使用硬度测试仪100进行硬度测试时的各种条件时，也使用操作器7。这里，针对各种条件的设置例如表示针对测试条件(试样S的材料性质、由压头14a加载于试样S的测试力(N)和物镜15的倍率等的值)、测试开始点、行列数以及间距等的设置。
监视器8例如包括诸如LCD(液晶显示器)等的显示装置，并且显示使用操作器7所输入的硬度测试的设置条件、硬度测试的结果、CCD照相机12拍摄到的试样S的表面图像和形成在试样S的表面上的压痕的图像等。这使得监视器8可以用作显示器。
这里，将参考图6和7来说明显示在监视器8上的显示画面。
图6是当对试样S形成压痕时(当进行第一测试位置设置处理时)、显示在监视器8上的显示画面G1的示例。显示画面G1包括主画面A1、工具箱B2和测试过程显示区域B3等。在显示画面G1中，将CCD照相机12拍摄到的试样S的表面图像显示在主画面A1中。在CCD照相机12中安装有高倍率镜头。因此，将对试样S的一部分进行拍摄的放大图像显示在主画面A1中。在工具箱B2中，列出用于进行诸如坐标设置操作和压痕形成位置设置操作等的各种操作的各种工具。当进行坐标设置操作时，用户可以选择适当的工具，并且可以通过在主画面A1上进行点击来指定主画面A1中的任意点。当进行压痕形成位置设置操作时，用户可以选择适当的工具，并且可以通过在主画面A1上进行点击来指定主画面A1中的任意点作为压痕形成位置。在测试过程显示区域B3中，显示在首次测试期间要对试样S进行的测试过程。
图7是当对试样S进行再次测试时(当进行第二测试位置设置处理时)、显示在监视器8上的显示画面G2的示例。显示画面G2包括主画面A1、辅助画面A2、测试过程显示区域B3和测试结果显示区域B4等。在显示画面G2中，要进行再次测试的试样(已形成有压痕的试样)S的表面图像是由CCD照相机12拍摄的，并且在主画面A1中进行显示。在辅助画面A2中，显示在首次测试期间拍摄到的试样S的表面图像作为辅助图像。辅助画面A2是在进行第二测试位置设置处理时使用的显示在监视器8上的画面，并且在用户进行图像读出操作的情况下显示在首次测试期间拍摄到的试样S的表面图像。在测试过程显示区域B3中，列出基于试样S在首次测试期间的压痕形成所准备的测试过程。在测试结果显示区域B4中，显示诸如测试力、压痕大小和硬度等的测试结果。
如图5所示，控制器6包括CPU(中央处理单元)61、RAM(随机存取存储器)62和存储器63等，并且通过执行存储在存储器63中的预定程序来进行用于进行预定硬度测试的操作控制等。
CPU 61读出存储在存储器63中的处理程序，在RAM 62中展开该程序并且执行该程序，由此控制整个硬度测试仪100。
RAM 62在其程序存储区域中展开CPU 61要执行的处理程序等，并且将输入数据和执行该处理程序时生成的处理结果等存储在数据存储区域中。
存储器63例如包括用于存储程序和数据等的记录介质(附图未示出)。该记录介质包括半导体存储器等。存储器63存储用于使CPU 61控制整个硬度测试仪100的各种数据、各种处理程序和通过执行这些程序进行处理得到的数据等。
更具体地，存储器63例如存储主图像显示控制程序63a、第一坐标设置程序63b、压痕形成位置设置程序63c、设置条件存储器63d、图像存储器63e、辅助图像显示控制程序63f、距离计算程序63g、新压痕形成位置选择程序63h、判断程序63i、新压痕形成位置确定程序63j和压痕形成程序63k等。
主图像显示控制程序63a是使CPU 61将C CD照相机12拍摄到的试样S的表面图像显示在主画面A1中的程序。这里，CPU 61在对试样S进行首次测试的情况下(在进行第一测试位置设置处理的情况下)，在监视器8上显示显示画面G1。当拍摄到试样S的图像时，CPU 61将该试样S的表面图像显示在主画面A1中。此时，CPU 61将试样S的表面图像作为初始图像存储在图像存储器63e中。此外，CPU 61在对试样S进行再次测试的情况下(在进行第二测试位置设置处理的情况下)，在监视器8上显示显示画面G2。当拍摄到要进行再次测试的试样S的图像时，CPU 61将该要进行再次测试的试样S的表面图像显示在主画面A1中。通过执行这种主图像显示控制程序63a，CPU 61用作主图像显示控制器。
第一坐标设置程序63b是在将试样S的表面图像显示在主画面A1中的情况下、使CPU 61对该试样S的表面图像设置基准坐标的程序。这里，如图8(a)～8(d)所示，说明了以下的情况作为例子：对弧状的试样S等间距地设置法线，并且在各个法线上的多个位置(这里为三个位置)处形成压痕。
首先，当将试样S的表面图像显示在主画面A1中时，如图8(a)所示，CPU 61使用CCD照相机12和自主绘等值线功能来获得试样S的边缘的轮廓。接着，如图8(b)所示，作为坐标设置操作，当用户使用工具箱B2中的预定工具在该显示图像中点击试样S的边缘上的任意位置时，CPU 61设置沿着根据该点击位置的法线方向的基准线L1。这里，CPU 61通过使用点击位置作为基准点P0(0，0)来设置在基准线L上沿着法线方向的X轴并且设置沿着试样S的边缘的形状的Y轴，从而设置基准坐标。接着，如图8(c)所示，CPU 61根据点击位置(基准点P0)，沿着试样S的边缘按预设间距设置预定数量的沿着法线方向的基准线。图8(c)是设置了两条基准线L2和L3的例子。此时，CPU 61使用主图像显示控制程序63a来将基准点P0、基准线L1～L3和基准坐标叠加显示在试样S的表面图像上，并且将该图像存储在图像存储器63e中。
在本实施例中，作为例子，说明了响应于用户所进行的坐标设置操作来设置基准点P0、基准线L1～L3和基准坐标的结构。然而，还可以利用在获得了试样S的边缘的轮廓之后、CPU 61根据预设条件来自动设置这三者的结构。
通过执行这种第一坐标设置程序63b，CPU 61用作第一坐标设置器。
压痕形成位置设置程序63c是在通过执行第一坐标设置程序63b设置了基准坐标之后、使CPU 61设置压痕形成位置的坐标点的程序。如图8(d)所示，当对主画面A1中的试样S的表面图像设置了基准坐标时，作为压痕形成位置设置操作，用户使用工具箱B2中的预定工具点击基准线L1上的任意位置。图8(d)是以下的例子：作为压痕形成位置设置操作，用户指定三个点P1、P2和P3。当进行了该操作时，CPU 61使用基准坐标来计算点击位置的坐标点，并且将该坐标点设置为压痕形成位置。接着，CPU 61计算相对于试样S的边缘的距离与在基准线L1上设置的压痕形成位置相对于试样S的边缘的距离相等的位置的坐标点，并且在基准线L2和L3上设置这些坐标点作为压痕形成位置的坐标点。图8(d)是以下的例子：根据压痕形成位置设置操作，CPU 61在基准线L2和L3上分别设置了P4～P6和P7～P9。当通过执行这种压痕形成位置设置程序63c设置了压痕形成位置的坐标点时，CPU 61执行(后面要说明的)压痕形成程序63k以在试样S上形成压痕。
在本实施例中，作为例子，说明了响应于用户所进行的压痕形成位置设置操作来设置压痕形成位置的坐标点的结构。然而，还可以利用在设置了X轴和Y轴之后、CPU 61根据预设条件来自动设置压痕形成位置的坐标点的结构。
通过执行这种压痕形成位置设置程序63c，CPU 61用作压痕形成位置设置器。
作为设置条件存储方式，设置条件存储器63d存储利用压痕形成位置设置程序63c所设置的坐标点的设置条件。该设置条件是表示针对何种形状而形成压痕以及如何形成这种压痕的条件。例如，这里，存储以下的设置条件：对于使用自主绘等值线功能所获得的弧状的试样S的边缘，在按等间距排列的三条法线(三条基准线L1～L3)上分别形成三个压痕(P1～P3、P4～P6和P7～P9)。
作为图像存储方式，图像存储器63e存储显示在主画面A1中的各种图像。具体地，图像存储器63e存储试样S的表面图像(初始图像)。此外，图像存储器63e存储如下的图像，其中，该图像将通过坐标设置操作所指定的位置和所设置的基准坐标叠加显示在试样S的初始图像上。此外，图像存储器63e存储通过首次测试而形成有压痕的试样S的表面图像。
辅助图像显示控制程序63f是使CPU 61将存储在图像存储器63e中的试样S的表面图像显示在辅助画面A2中作为辅助图像的程序。具体地，在对试样S进行再次测试的情况下(在进行第二测试位置设置处理的情况下)，用户执行图像读出操作。响应于这种操作，CPU 61将存储在图像存储器63e中的首次测试的试样S的表面图像显示在辅助画面A2中作为辅助图像。在这种情况下，作为辅助图像，期望显示如下的图像，其中，该图像将基准点P0、基准线L1～L3以及X轴和Y轴(基准坐标)等分别叠加显示在试样S的初始图像上。通过执行这种辅助图像显示控制程序63f，CPU 61用作辅助图像显示控制器。
距离计算程序63g是在用户进行再次测试开始指示操作的情况下、使CPU 61基于存储在设置条件存储器63d中的设置条件来计算坐标点相对于试样S的边缘的距离的程序，其中，该坐标点是通过执行压痕形成位置设置程序63c所设置的。具体地，当用户在将辅助图像显示在辅助画面A2中的状态下进行再次测试开始指示操作时，CPU 61基于存储在设置条件存储器63d中的坐标点的设置条件，计算从试样S的边缘到各压痕的距离(深度)。在本实施例中，如图9(a)所示，P1、P4和P7的深度相同。此外，P2、P5和P8的深度相同；并且P3、P6和P9的深度相同。通过执行这种距离计算程序63g，CPU 61用作距离计算器。
新压痕形成位置选择程序63h是使CPU 61选择如下的坐标点作为试样S上的新压痕形成位置的程序，其中，该坐标点相对于试样S的边缘的距离与通过执行距离计算程序63g计算出的距离相等，并且该坐标点不同于通过执行压痕形成位置设置程序63c所设置的坐标点。具体地，例如，如图9(a)所示，在已设置了相对于试样S的边缘的距离相等的两个以上的坐标点作为压痕形成位置的情况下，CPU 61在沿着试样S的边缘的形状连接相邻的两个点的线(图9(a)～9(c)中的假想线K1～K3)上，选择位于这两个点正中间的点的坐标点作为新压痕形成位置。例如，如图9(b)所示，选择P1和P4这两个点的中点P11以及P4和P7这两个点的中点P14等作为新压痕形成位置。此外，如图9(c)所示，选择P2和P5这两个点的中点P12、P3和P6这两个点的中点P13、P5和P8这两个点的中点P15以及P6和P9这两个点的中点P16等作为新压痕形成位置。这样，选择受到在首次测试期间形成的压痕影响最小的位置作为新压痕形成位置。
此外，新压痕形成位置选择程序63h是在通过执行(后面要说明的)判断程序63i将所设置的新压痕形成位置的坐标点判断为不适合进行硬度测试的情况下，使CPU 61再次设置新压痕形成位置的坐标点的程序。例如，在将P1和P4这两个点的中点P11的坐标点判断为不适合进行硬度测试的情况下，CPU 61在假想线K1上再次设置除P1和P4这两个点之间的中点P11以外的点作为新压痕形成位置。
通过执行这种新压痕形成位置选择程序63h，CPU 61用作新压痕形成位置选择器。
判断程序63i是使CPU 61基于存储在图像存储器63e中的试样S的表面图像的亮度值，判断通过执行距离计算程序63g和新压痕形成位置选择程序63h所设置的新压痕形成位置的坐标点是否适合进行硬度测试的程序。具体地，当通过执行新压痕形成位置选择程序63h选择了新压痕形成位置时，CPU 61使用存储在图像存储器63e中的首次测试的试样S的表面图像来计算该新压痕形成位置的亮度值。在计算出的亮度值小于预定值的情况下，CPU 61判断为该新压痕形成位置不适合进行硬度测试。在通过执行判断程序63i判断为该新压痕形成位置适合进行硬度测试的情况下，CPU 61执行(后面要说明的)压痕形成程序63k以在试样S的该新压痕形成位置处形成压痕。通过执行这种判断程序63i，CPU 61用作判断器。
新压痕形成位置确定程序63j是在选择了手动模式的情况下，使CPU 61响应于用户所进行的再次测试位置指定操作而针对显示在主画面A1中的试样S的表面图像确定新压痕形成位置的程序。具体地，当进行再次测试时，如果用户选择了手动模式，则CPU 61在不执行距离计算程序63g的情况下，等待用户对主画面A1进行的再次测试位置指定操作。当进行了再次测试位置指定操作时，作为响应，CPU 61将所指定的位置设置为新压痕形成位置。通过执行这种新压痕形成位置确定程序63j，CPU 61用作新压痕形成位置确定器。
压痕形成程序63k是使CPU 61使用压头14a来在试样S上形成压痕的程序。具体地，在首次测试期间，CPU 61在通过执行压痕形成位置设置程序63c设置了压痕形成位置的坐标点的情况下，对试样S形成压痕。此时，CPU 61将形成有压痕的试样S的表面图像存储在图像存储器63e中。此外，在再次测试期间，在通过执行判断程序63i判断为适合进行硬度测试的情况下，以及在手动模式下通过执行新压痕形成位置确定程序63j确定了压痕形成位置的情况下，CPU 61对试样S形成压痕。通过执行这种压痕形成程序63k，CPU 61用作压痕形成器。
第一坐标设置程序63b、压痕形成位置设置程序63c、设置条件存储器63d和图像存储器63e等构成第一测试位置设置器，其中，在对试样S进行首次测试的情况下，该第一测试位置设置器对该试样S设置压痕形成位置。距离计算程序63g和新压痕形成位置选择程序63h等构成新压痕形成位置设置器。在用户进行了再次测试开始指示操作的情况下，该新压痕形成位置设置器基于存储在设置条件存储器63d中的设置条件来对显示在辅助画面A2中的辅助图像设置如下的坐标点作为新压痕形成位置，其中，该坐标点不同于通过执行压痕形成位置设置程序63c所设置的坐标点。辅助图像显示控制程序63f、新压痕形成位置设置器和判断程序63i等构成第二测试位置设置器，其中，在对试样S进行再次测试的情况下，该第二测试位置设置器对该试样S设置压痕形成位置。
接着，将使用图10～12所示的流程图来说明硬度测试仪100的测量处理。如图10所示，硬度测试仪100的测量处理包括：第一测试位置设置处理(步骤S10)，用于在首次测试期间对试样S设置压痕形成位置；以及第二测试位置设置处理(步骤S20)，用于在再次测试期间对该试样S设置新压痕形成位置。
图11是示出第一测试位置设置处理的流程图。首先，在步骤S11中，CPU 61使用CCD照相机12来拍摄试样S的表面图像。接着，在步骤S12中，CPU 61将试样S的表面图像显示在监视器8的主画面A1中。将该试样S的表面图像(初始图像)存储在图像存储器63e中。接着，在步骤S13中，用户对试样S的表面图像进行坐标设置操作。将通过该坐标设置操作所设置的位置叠加显示在试样S的表面图像上，并且将该图像存储在图像存储器63e中。接着，在步骤S14中，CPU 61对试样S的表面图像设置基准坐标。将所设置的基准坐标叠加显示在试样S的表面图像上，并且将该图像存储在图像存储器63e中。接着，在步骤S15中，用户对试样S的表面图像进行压痕形成位置设置操作。接着，在步骤S16中，CPU 61使用所设置的基准坐标来设置压痕形成位置的坐标点。接着，在步骤S17中，CPU 61在所设置的坐标点处形成压痕。将表面形成有压痕的表面图像存储在图像存储器63e中。
图12是示出第二测试位置设置处理的流程图。首先，在步骤S21中，CPU 61将要进行再次测试的试样S的表面图像显示在监视器8的主画面A1上。接着，在步骤S22中，响应于用户所进行的图像读出操作，CPU 61将首次测试期间拍摄到的试样S的表面图像显示在监视器8的辅助画面A2中。接着，在步骤S23中，用户进行再次测试开始指示操作。接着，在步骤S24中，CPU 61判断是否在自动模式下进行新压痕形成位置的设置。在判断为在自动模式下进行新压痕形成位置的设置的情况下(步骤S24中为“是”)，在下一步骤S25中，CPU 61基于存储在设置条件存储器63d中的设置条件来设置新压痕形成位置。接着，在步骤S26中，CPU 61判断所设置的新压痕形成位置是否适合进行硬度测试。在判断为所设置的新压痕形成位置适合进行硬度测试的情况下(步骤S26中为“是”)，该处理进入以下所述的步骤S29。另一方面，在判断为所设置的新压痕形成位置不适合进行硬度测试的情况下(步骤S26中为“否”)，在下一步骤S27中，CPU 61进行新压痕形成位置的再次设置，并且使该处理返回至步骤S26并重复后续步骤。在步骤S24中，在判断为不是在自动模式下进行新压痕形成位置的设置的情况下(步骤S24中为“否”)，在下一步骤S28中，CPU 61根据用户所进行的再次测试位置指定操作来确定新压痕形成位置。接着，在步骤S29中，CPU 61形成压痕。将表面形成有压痕的表面图像存储在图像存储器63e中。
如上所述，根据本实施例的硬度测试仪100，在进行再次测试的情况下，基于存储在设置条件存储器63d中的设置条件，CPU 61设置与试样S上的压痕形成位置的坐标点不同的坐标点作为该试样S上的新压痕形成位置；以及，基于存储在图像存储器63e中的试样S的表面图像的亮度值，CPU 61判断该新压痕形成位置是否适合进行测试。在判断为该新压痕形成位置不适合进行测试的情况下，CPU 61再次设置与该新压痕形成位置的坐标点不同的坐标点作为另一新压痕形成位置。因而，自动设置了适合作为新压痕形成位置的位置，并且进行再次测试。因此，可以提高在对已进行了一次测试的试样S进行再次测试的情况下的可操作性。
此外，根据本实施例的硬度测试仪100，在用户进行再次测试开始指示操作的情况下，基于存储在设置条件存储器63d中的设置条件来计算试样S的边缘与首次测试期间被设置为压痕形成位置的坐标点之间的距离。选择如下的坐标点作为新压痕形成位置，其中，该坐标点相对于试样S的边缘的距离与该计算出的距离相等，并且该坐标点不同于首次测试期间设置的坐标点。因而，可以在相对于试样S的边缘的距离不变的情况下，在与首次测试的点不同的点处进行再次测试。因此，即使在进行再次测试的情况下，也可以良好地进行基于相对于试样S的边缘的距离(深度)的硬度分布评价。
此外，根据本实施例的硬度测试仪100，在将相对于试样S的边缘的距离相等的两个坐标点设置为压痕形成位置的情况下，选择沿着试样S的边缘的形状连接这两个点的线上、位于这两个点正中间的点的坐标点作为新压痕形成位置。因此，选择受到首次测试影响最小的位置作为新压痕形成位置。
此外，根据本实施例的硬度测试仪100，可以在自动模式和手动模式之间进行切换。在手动模式下对试样S进行再次测试的情况下，当用户对显示在主画面A1中的试样S的表面图像进行再次测试位置指定操作时，响应于该操作而设置新压痕形成位置。因此，可以根据试样S来切换为自动模式或手动模式。在手动模式下，用户可以从视觉上指定任意点作为新压痕形成位置。因此，可以根据试样S来选择优选的方法，并且可以实现良好的可操作性。
本发明不限于以上实施例，并且可以在不背离本发明的精神的范围内进行适当修改。例如，在再次测试期间，还可以将通过执行距离计算程序63g计算出的假想线K1～K3叠加显示在辅助画面A2所显示的试样S的表面图像上。在这种情况下，可以在手动模式下实现对用户的更加良好的可操作性。
此外，在以上实施例中，说明了以下的情况作为例子：在弧状的试样S上的等间距的多条法线上形成多个压痕，并且在再次测试时在相邻的法线之间形成压痕。然而，试样S的形状不限于此。此外，压痕形成位置和压痕的数量也不限于此。例如，本发明还可应用于试样的边缘的形状为直线状的情况。此外，在所形成的压痕的数量为1的情况下，可以将新压痕形成位置设置成至少相距了预设距离。此外，用于设置X轴和Y轴的方法也不限于以上实施例。
注意，仅是为了解释目的而提供前述实施例，并且前述实施例决不应被解读为限制本发明。尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但要理解这里所使用的词语是说明性和示例性的，而不是限制性的。在不背离本发明在特征方面的范围和精神的情况下，如目前所陈述和所修改的，可以在所附权利要求书的范围内进行改变。尽管这里已经参考特定结构、材料和实施例说明了本发明，但本发明不限于这里所公开的具体示例；相反，本发明延伸至诸如属于所附权利要求书的范围内的功能上等同的所有结构、方法和用途。
本发明不限于上述实施例，并且可以在不背离本发明的范围的情况下进行各种改变和修改。

Claims (6)

1.一种硬度测试仪，用于通过使加载有预定载荷的压头压抵安装在试样台上的试样的表面来在所述试样的表面上形成压痕，所述硬度测试仪包括：
显示器，用于显示主画面和辅助画面，其中，所述主画面用于显示将通过所述压头形成压痕的试样的表面图像，并且所述辅助画面用于显示辅助图像以辅助用户；
第一测试位置设置器，用于当对所述试样进行首次测试时，对所述试样设置测试位置；以及
第二测试位置设置器，用于当对所述试样进行再次测试时，对所述试样设置测试位置，
其中，所述第一测试位置设置器包括：
第一坐标设置器，用于当将所述试样的表面图像显示在所述主画面上时，对所述试样的表面图像设置基准坐标；
压痕形成位置设置器，用于在所述第一坐标设置器设置了所述基准坐标之后，设置压痕形成位置的坐标点；
设置条件存储器，用于存储所述压痕形成位置设置器所设置的坐标点的设置条件；以及
图像存储器，用于存储显示在所述主画面上的所述试样的表面图像，
所述第二测试位置设置器包括：
辅助图像显示控制器，用于将存储在所述图像存储器中的所述试样的表面图像显示在所述辅助画面上作为所述辅助图像；
新压痕形成位置设置器，用于当用户进行了再次测试开始指示操作时，基于存储在所述设置条件存储器中的设置条件来对所述辅助图像设置如下的坐标点作为新压痕形成位置：该坐标点不同于所述压痕形成位置设置器所设置的坐标点；以及
判断器，用于基于存储在所述图像存储器中的所述试样的表面图像的亮度值，来判断所述新压痕形成位置设置器所设置的新压痕形成位置的坐标点是否适合进行硬度测试，
其中，当所述判断器判断为所设置的新压痕形成位置的坐标点不适合进行硬度测试时，所述新压痕形成位置设置器再次设置新压痕形成位置的坐标点。
2.根据权利要求1所述的硬度测试仪，其特征在于，所述新压痕形成位置设置器包括：
距离计算器，用于在用户进行了所述再次测试开始指示操作的情况下，基于存储在所述设置条件存储器中的设置条件来计算从所述试样的边缘到所述压痕形成位置设置器所设置的坐标点的距离；以及
新压痕形成位置选择器，用于选择如下的坐标点作为新压痕形成位置：该坐标点相对于所述试样的边缘的距离与所述距离计算器计算出的距离相等，并且该坐标点不同于所述压痕形成位置设置器设置的坐标点。
3.根据权利要求2所述的硬度测试仪，其特征在于，当所述压痕形成位置设置器将相对于所述试样的边缘的距离相等的两个点的坐标点设置为压痕形成位置时，所述新压痕形成位置选择器在沿着所述试样的边缘的形状连接所述两个点的线上选择所述两个点的中点的坐标点作为新压痕形成位置。
4.根据权利要求1所述的硬度测试仪，其特征在于，还包括用于选择自动模式和手动模式的模式选择器，在所述自动模式下，利用所述新压痕形成位置设置器来设置新压痕形成位置，而在所述手动模式下，由用户来设置新压痕形成位置，
其中，所述第二测试位置设置器还包括新压痕形成位置确定器，所述新压痕形成位置确定器用于当所述模式选择器选择了所述手动模式时，响应于用户对显示在所述主画面上的所述试样的表面图像所进行的再次测试位置指定操作而确定新压痕形成位置。
5.根据权利要求2所述的硬度测试仪，其特征在于，还包括用于选择自动模式和手动模式的模式选择器，在所述自动模式下，利用所述新压痕形成位置设置器来设置新压痕形成位置，而在所述手动模式下，由用户来设置新压痕形成位置，
其中，所述第二测试位置设置器还包括新压痕形成位置确定器，所述新压痕形成位置确定器用于当所述模式选择器选择了所述手动模式时，响应于用户对显示在所述主画面上的所述试样的表面图像所进行的再次测试位置指定操作而确定新压痕形成位置。
6.根据权利要求3所述的硬度测试仪，其特征在于，还包括用于选择自动模式和手动模式的模式选择器，在所述自动模式下，利用所述新压痕形成位置设置器来设置新压痕形成位置，而在所述手动模式下，由用户来设置新压痕形成位置，
其中，所述第二测试位置设置器还包括新压痕形成位置确定器，所述新压痕形成位置确定器用于当所述模式选择器选择了所述手动模式时，响应于用户对显示在所述主画面上的所述试样的表面图像所进行的再次测试位置指定操作而确定新压痕形成位置。
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