JP2000162106A - Material testing machine - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、振子型のハンマを
落下させて試験片を衝撃試験する材料試験機に係り、特
に衝撃試験後におけるハンマとハンマ持ち上げ機構との
連結を円滑に行い得るようにした材料試験機に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a material testing machine for dropping a pendulum-type hammer to impact test a test piece, and more particularly to a method for smoothly connecting a hammer and a hammer lifting mechanism after an impact test. A material testing machine.
【０００２】[0002]
【関連する背景技術】材料試験の１つに振子型のハンマ
を所定の持ち上げ角度位置から落下させて該ハンマの下
垂位置に保持された試験片に衝突させ、その折断に要す
るエネルギから試験片の衝撃に対する対抗力を測定する
ものがある。この種の材料試験機は、試験片の折断に要
するエネルギの求め方の違いによりシャルピー衝撃試験
機やアイゾット衝撃試験機と称される。しかしいずれの
方式にしろハンマを所定の角度まで持ち上げ、その持ち
上げ角度位置に保持することが必要である。2. Related Background Art In one of the material tests, a pendulum-type hammer is dropped from a predetermined lifting angle position so as to collide with a test piece held at a hanging position of the hammer, and the energy required for breaking the test piece is used to cut the test piece. Some measure resistance to impact. This type of material tester is called a Charpy impact tester or an Izod impact tester due to the difference in how to find the energy required to break a test piece. However, in either case, it is necessary to raise the hammer to a predetermined angle and to hold the hammer at the lifting angle position.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで上記ハンマを
落下させて衝撃試験を実行した直後には、該ハンマは振
子の原理に従って揺動する。この為、クラッチを介して
ハンマに選択的に連結されて該ハンマを所定の持ち上げ
角度まで持ち上げる持ち上げ機構を、どのようなタイミ
ングで連結するかが問題となる。ちなみに従来ではハン
マの揺動にブレーキを掛け、ハンマが下垂した状態とな
った時点で上記クラッチを作動させているが、時間が掛
かることが否めない。Immediately after dropping the hammer and executing an impact test, the hammer swings according to the principle of a pendulum. For this reason, there is a problem of how to connect a lifting mechanism that is selectively connected to the hammer via the clutch and lifts the hammer to a predetermined lifting angle. Incidentally, in the related art, the brake is applied to the swing of the hammer, and the clutch is actuated when the hammer is in a hanging state. However, it cannot be denied that it takes time.
【０００４】この点、実用新案登録公報第２５７１４４
１号には、ハンマの揺動周期を利用して該ハンマを所定
の持ち上げ角度から落下させた後のハンマの往復動に要
する時間を計時し、ハンマが復路の終点付近に降り上が
った時点でクラッチを作動させる技術が示される。この
技術によればブレーキ機構が不要となることのみなら
ず、ハンマの再セットに要する時間を大幅に短縮するこ
とができるので、多数個の試験片を連続的に衝撃試験す
る場合等、その試験効率の向上を図ることができる。In this regard, Japanese Utility Model Registration Publication No. 257144.
No. 1 measures the time required for reciprocation of the hammer after dropping the hammer from a predetermined lifting angle using the swinging cycle of the hammer, and when the hammer descends near the end point of the return path, A technique for operating a clutch is shown. This technology not only eliminates the need for a brake mechanism, but also significantly reduces the time required to reset the hammer. Efficiency can be improved.
【０００５】しかしながら実際には、ハンマは試験片を
打撃した後の残されたエネルギにて或る角度まで降り上
がり、その後に揺動する。しかもハンマの持ち上げ角度
によって試験片に加えられる打撃エネルギが異なる上、
その落下に要する時間にも差が生じることが否めない。
これ故、ハンマの揺動周期を利用すると雖も、試験片の
打撃後に該ハンマが復路の終点に達するまでの時間に誤
差が生じることが否めず、クラッチの作動タイミングを
精度良く制御することが困難である。[0005] In practice, however, the hammer descends to a certain angle with the energy remaining after striking the test piece and then swings. Moreover, the impact energy applied to the test piece varies depending on the lifting angle of the hammer.
It cannot be denied that there is a difference in the time required for the drop.
Therefore, although the swing cycle of the hammer is used, it is undeniable that an error occurs in the time required for the hammer to reach the end point of the return path after hitting the test piece, and it is necessary to accurately control the operation timing of the clutch. Have difficulty.
【０００６】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、試験片の打撃後におけるハンマ
の復路終点位置への到達時点を正確に捉えることがで
き、ハンマを所定の持ち上げ角度まで持ち上げる持ち上
げ機構に対するハンマの連結タイミングを高精度に制御
することのできる制御機能を備えた材料試験機を提供す
ることにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to accurately grasp the arrival time of a hammer at a return end point after hitting a test piece, and to fix the hammer to a predetermined position. An object of the present invention is to provide a material testing machine having a control function capable of controlling the connection timing of a hammer with respect to a lifting mechanism that lifts to a lifting angle with high accuracy.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
べく本発明に係る材料試験機は、試験片の衝撃試験に供
せられる振子型のハンマと、このハンマ（例えばハンマ
軸）に連結機構（クラッチ）を介して選択的に連結され
て前記ハンマを所定の持ち上げ角度αまで持ち上げる持
ち上げ機構と、前記ハンマを上記所定の持ち上げ角度位
置に保持すると共に、試験開始指示を受けて上記保持を
解除することで該ハンマを落下させ、該ハンマによる前
記試験片の衝撃試験を実行させるハンマ保持機構とを具
備したものであって、特に前記ハンマの落下による衝撃
試験後の該ハンマの振り上げピーク角度βを検出する角
度検出器と、この角度検出器を介して検出されたハンマ
の振り上げピーク角度βから前記ハンマの振り戻り角度
θCLを、例えばｋ・βとして算出する演算部と、前記ハ
ンマが上記算出された振り戻り角度θCLに戻ったとき、
前記連結機構を作動させて該ハンマに前記ハンマ持ち上
げ機構を連結する制御手段とを備えたことを特徴として
いる。In order to achieve the above-mentioned object, a material testing machine according to the present invention comprises a pendulum-type hammer to be used for an impact test of a test piece, and a connecting mechanism connected to the hammer (for example, a hammer shaft). A lifting mechanism selectively connected via a (clutch) to lift the hammer to a predetermined lifting angle α, holding the hammer at the predetermined lifting angle position, and releasing the holding upon receiving a test start instruction. A hammer holding mechanism for dropping the hammer to perform an impact test of the test piece with the hammer, and in particular, a swing-up peak angle β of the hammer after the impact test by dropping the hammer. And the hammer swing-back angle θ CL from the hammer swing-up peak angle β detected through the angle detector, for example, k · β When the hammer returns to the calculated swingback angle θ CL ,
Control means for operating the connection mechanism to connect the hammer lifting mechanism to the hammer.
【０００８】本発明の好ましい態様は、請求項２に記載
するように前記角度検出器は、前記ハンマの回動軸であ
るハンマ軸に連結されたロータリエンコーダの出力変化
から前記ハンマの振り上げピーク角度βを検出する如く
構成されるものであって、前記制御手段においては、上
記振り上げピーク角度βに基づいて算出された振り戻り
角度θCLと、上記ロータリエンコーダの出力から求めら
れるハンマの現在の振り角度θとを比較して前記連結機
構の作動を制御することを特徴としている。According to a preferred aspect of the present invention, the angle detector is configured to detect a swing-up peak angle of the hammer based on a change in output of a rotary encoder connected to a hammer shaft that is a rotation shaft of the hammer. β, and the control means includes a swing-back angle θ CL calculated based on the swing-up peak angle β and a current swing of the hammer obtained from the output of the rotary encoder. The operation of the coupling mechanism is controlled by comparing the angle θ with the angle θ.
【０００９】即ち、本発明は衝撃試験後の該ハンマの振
り上げピーク角度βから、該ハンマの振り戻り終点とな
るタイミングで該ハンマを円滑に捉え得る振り戻り角度
θCLをその作動応答時間を見込んだ係数ｋを用いて、例
えばｋ・βなる演算により求め、ハンマの振り角度θが
上記振り戻り角度θCLに至ったとき、クラッチ機構を作
動させて該ハンマをその持ち上げ機構に連結するように
したことを特徴としている。That is, according to the present invention, from the peak angle β of the hammer swung up after the impact test, the swing-back angle θ CL capable of smoothly catching the hammer at the timing of the swing-back end point of the hammer is estimated by the operation response time. When the swing angle θ of the hammer reaches the swing-back angle θ CL by using the coefficient k, for example, by the calculation of k · β, the clutch mechanism is operated to connect the hammer to the lifting mechanism. It is characterized by doing.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態に係る材料試験機である、振子型のハンマを備
えた衝撃試験用材料試験機について説明する。図１はこ
の実施形態に係る材料試験機の概略的な構成図で、１は
振子型のハンマである。このハンマ１はそのハンマ軸２
に所定長のアーム部１ａを介して略コ字型のハンマブロ
ック１ｂを設けたもので、前記ハンマ軸を２を中心とし
てその周囲に回動可能に設けられている。このハンマ１
は、所定の持ち上げ角度位置から落下され、その垂下位
置に設けられた支持台（アンビル）３上に保持された試
験片Ｓにハンマブロック１ｂを衝突させることで該試験
片Ｓに打撃を加え、試験片Ｓを折断させることで、その
材料特性を衝撃試験する役割を担う。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A material testing machine according to an embodiment of the present invention, which is a material testing machine equipped with a pendulum type hammer, will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a material testing machine according to this embodiment, and 1 is a pendulum type hammer. This hammer 1 has its hammer shaft 2
And a substantially U-shaped hammer block 1b is provided via a predetermined length of arm 1a, and is provided so as to be rotatable around the hammer shaft 2 around the hammer shaft 2. This hammer 1
Is dropped from a predetermined lifting angle position, and hits the test piece S by hitting the hammer block 1b against the test piece S held on a support (anvil) 3 provided at the hanging position, By breaking the test piece S, it plays a role of performing an impact test on its material properties.
【００１１】しかして前記ハンマ軸２には、前記ハンマ
１の振り角度を示す直読式のアナログ目盛装置４と共
に、その角度を計測するためのパルスエンコーダ５が連
結されている。また前記ハンマ軸２は、ツースクラッチ
６ａおよび多板クラッチ６ｂからなるクラッチ機構（ク
ラッチ）６を介して、ハンマ持ち上げ機構７に選択的に
連結されるようになっている。このハンマ持ち上げ機構
７は、ハンマ駆動モータ７ａと、このハンマ駆動モータ
７ａにより駆動されるギヤ機構７ｂとからなり、前記ク
ラッチ機構６を介してハンマ軸２に大きな回転力を与え
て前記ハンマ１（ハンマブロック１ｂ）を所定の持ち上
げ角度αまで持ち上げる役割を担う。このようなハンマ
持ち上げ機構７および前記クラッチ機構６の作動は、後
述する制御装置８によりそれぞれ制御される。The hammer shaft 2 is connected to a direct-reading analog scale device 4 for indicating the swing angle of the hammer 1 and a pulse encoder 5 for measuring the angle. The hammer shaft 2 is selectively connected to a hammer lifting mechanism 7 via a clutch mechanism (clutch) 6 including a tooth clutch 6a and a multi-plate clutch 6b. The hammer lifting mechanism 7 includes a hammer driving motor 7a and a gear mechanism 7b driven by the hammer driving motor 7a. The hammer lifting mechanism 7 applies a large rotational force to the hammer shaft 2 via the clutch mechanism 6 to generate the hammer 1 ( It serves to raise the hammer block 1b) to a predetermined lifting angle α. The operations of the hammer lifting mechanism 7 and the clutch mechanism 6 are controlled by a control device 8 described later.
【００１２】尚、前記ハンマ１の所定の持ち上げ角度位
置には、そのアーム部１ａに設けられた爪１ｃに係合し
て該ハンマ１をその持ち上げ角度位置に保持するフック
機構（保持機構）９が設けられている。このフック機構
９は、前記制御装置８から与えられる試験開始指令を受
けて作動するソレノイド９ａにより駆動され、前記爪１
ｃとの係合を解除して前記ハンマ１を落下させる、つま
りハンマ１による試験片Ｓの衝撃試験を開始させる役割
をも担う。At a predetermined lifting angle position of the hammer 1, a hook mechanism (holding mechanism) 9 which engages with a claw 1c provided on the arm portion 1a to hold the hammer 1 at the lifting angle position. Is provided. The hook mechanism 9 is driven by a solenoid 9a that operates in response to a test start command given from the control device 8, and
The hammer 1 is dropped by releasing the engagement with the c, that is, the hammer 1 starts a shock test of the test piece S.
【００１３】また前記ハンマ１の所定の持ち上げ角度位
置には、ハンマ１の落下経路内に位置付けられて該ハン
マ１の落下自体を阻止する安全ピン機構１０が設けられ
ている。この安全ピン機構１０は、前記制御装置８の制
御の下で選択的に駆動されるソレノイド１０ａにより上
記ハンマ１の落下経路内から退避移動される。この安全
ピン機構１０の退避によって前述した衝撃試験の開始が
許可される。At a predetermined lifting angle position of the hammer 1, there is provided a safety pin mechanism 10 which is positioned in the fall path of the hammer 1 and prevents the hammer 1 from falling. The safety pin mechanism 10 is retracted from the fall path of the hammer 1 by a solenoid 10a selectively driven under the control of the control device 8. The retreat of the safety pin mechanism 10 permits the start of the above-described impact test.
【００１４】更にハンマ１の所定の持ち上げ角度位置の
近傍には、ハンマ１の持ち上げ角度を検出して前記ハン
マ持ち上げ機構７によるハンマ１の持ち上げ駆動を制御
する為の減速検出器１１と停止検出器１２とが設けられ
ている。この減速検出器１１により、前記ハンマ１が所
定の持ち上げ角度αの直前まで持ち上げられたことが検
出されたとき、前記制御装置８の指令の下で前記ハンマ
持ち上げ機構７によるハンマ１の持ち上げ速度が減速制
御される。そして停止検出器１２により上記持ち上げ角
度αまで持ち上げられたことが検出されると、前記制御
装置８の指令の下で前記ハンマ持ち上げ機構７によるハ
ンマ１の持ち上げが停止制御される。Further, near the predetermined lifting angle position of the hammer 1, a deceleration detector 11 and a stop detector for detecting the lifting angle of the hammer 1 and controlling the driving of lifting the hammer 1 by the hammer lifting mechanism 7. 12 are provided. When the deceleration detector 11 detects that the hammer 1 has been lifted to just before the predetermined lifting angle α, the lifting speed of the hammer 1 by the hammer lifting mechanism 7 is changed under the command of the control device 8. Deceleration control is performed. When the stop detector 12 detects that the hammer 1 has been lifted to the above-mentioned lifting angle α, the lifting of the hammer 1 by the hammer lifting mechanism 7 is controlled to stop under a command from the control device 8.
【００１５】さて基本的には上述した如く構成される材
料試験機において、この発明に係る材料試験機が特徴と
しているところは、前記制御装置８が角度検出器１３を
作動させ、前記パルスエンコーダ５の出力から前記ハン
マ１の落下による衝撃試験後の該ハンマ１の振り上げピ
ーク角度βを検出している点にある。この振り上げピー
ク角度βの検出は、前記ソレノイド９ａを駆動してフッ
ク機構９によるハンマ１の係止を解除し、所定の持ち上
げ角度位置からハンマ１を落下させる試験開始指令（ス
タート）後のパルスエンコーダ５の出力変化を監視し、
ハンマ１の振り上げ角度の最大（ピーク）値を求めるこ
とによりなされる。The material testing machine basically constructed as described above is characterized in that the material testing machine according to the present invention is characterized in that the control device 8 activates the angle detector 13 and the pulse encoder 5 Is that the swing-up peak angle β of the hammer 1 after the impact test due to the drop of the hammer 1 is detected from the output of FIG. The detection of the swing-up peak angle β is performed by driving the solenoid 9a to release the lock of the hammer 1 by the hook mechanism 9 and dropping the hammer 1 from a predetermined lifting angle position. Monitor the output change of 5,
This is performed by obtaining the maximum (peak) value of the swing angle of the hammer 1.
【００１６】しかして制御装置８は、上記角度検出器１
３により検出される振り上げ角度のピーク値βを入力
し、この振り上げ角度βに基づいて後述するようにハン
マ１の振り戻りの角度θCLを算出する機能を備える。こ
の振り戻りの角度θCLは、前述したクラッチ機構６を作
動させて前記ハンマ軸２をハンマ持ち上げ機構７に連結
するタイミングを規定するもので、クラッチ機構６の作
動に要する遅れ時間を考慮した係数ｋを用いて、例えば
θCL＝ｋ・βとして計算される。ちなみにクラッチ機構
６が、その作動指令を受けて時間遅れなく定格パワーに
励磁されるならば、θCL≒｜β｜として求めることがで
きるが、実際にはその励磁力が定格に達するまでの時間
遅れが否めず、ハンマ１に加わる慣性力により滑り現象
が発生する。そこで上述した如く振り上げ角度βに係数
ｋ（例えばｋ＝０.７〜０.８）を乗じることで、ハンマ
１が持ち上がり側の戻り角βに達する直前の角度θCLを
求めている。Thus, the control device 8 controls the angle detector 1
3 has a function of inputting the peak value β of the swinging angle detected by the controller 3 and calculating the swingback angle θ CL of the hammer 1 based on the swinging angle β as described later. The swingback angle θ CL defines the timing at which the above-described clutch mechanism 6 is operated to connect the hammer shaft 2 to the hammer lifting mechanism 7, and is a coefficient in consideration of the delay time required for the operation of the clutch mechanism 6. Using k, for example, it is calculated as θ CL = k · β. By the way, if the clutch mechanism 6 is excited to the rated power without time delay upon receiving the operation command, it can be obtained as θ CL ≒ | β |, but actually, the time until the exciting force reaches the rated power is obtained. The delay is inevitable, and a slip phenomenon occurs due to the inertial force applied to the hammer 1. Thus, by multiplying the swing angle β by the coefficient k (for example, k = 0.7 to 0.8) as described above, the angle θ CL immediately before the hammer 1 reaches the return angle β on the lifting side is obtained.
【００１７】制御装置８は、このようにして算出したハ
ンマ１の振り戻りの角度θCL（＝ｋ・β）と、前記パル
スエンコーダ５の出力として逐次求められるハンマ１の
現在の振り角度θとを比較し、該ハンマ１が上記振り戻
りの角度θCLに達したとき、前述したクラッチ機構６を
作動させてハンマ軸２をハンマ持ち上げ機構７に連結す
ると共に、該ハンマ持ち上げ機構７を作動させ、ハンマ
軸２のハンマ持ち上げ機構７への円滑な連結を実現する
ものとなっている。The controller 8 calculates the swing-back angle θ CL (= k · β) of the hammer 1 calculated in this way and the current swing angle θ of the hammer 1 which is sequentially obtained as the output of the pulse encoder 5. When the hammer 1 reaches the swingback angle θ CL , the above-described clutch mechanism 6 is operated to connect the hammer shaft 2 to the hammer lifting mechanism 7, and the hammer lifting mechanism 7 is operated. Thus, the smooth connection of the hammer shaft 2 to the hammer lifting mechanism 7 is realized.
【００１８】即ち、その概念を図２に模式的に示すよう
に、所定の持ち上げ角度αの位置から落下させたハンマ
１が、その垂下点（試験片Ｓに対する打撃点）を通過し
た後（打撃後）、その慣性力によって振り上がるハンマ
１が到達する振り上げ角度βを検出する。そしてこの振
り上げ角度βに基づいて、該ハンマ１の振り戻りの角度
θCLを［ｋ・β］として求め、この振り戻りの角度位置
に前記ハンマ１が到達したとき、前記クラッチ機構６を
作動させて該ハンマ１（ハンマ軸２）をハンマ持ち上げ
機構７に連結するものとなっている。その後、ハンマ持
ち上げ機構７の作動の下で、該ハンマ１を所定の持ち上
げ角度位置まで持ち上げることで、その試験開始位置に
速やかに復帰させるものとなっている。That is, as schematically shown in FIG. 2, the hammer 1 dropped from a position at a predetermined lifting angle α passes through its hanging point (a point of impact on the test piece S) (stroke). Later), the swing angle β at which the hammer 1 swinging by the inertia force reaches is detected. Then, based on the swing-up angle β, the swing-back angle θ CL of the hammer 1 is determined as [k · β], and when the hammer 1 reaches the swing-back angular position, the clutch mechanism 6 is operated. Thus, the hammer 1 (hammer shaft 2) is connected to the hammer lifting mechanism 7. Thereafter, under the operation of the hammer lifting mechanism 7, the hammer 1 is lifted to a predetermined lifting angle position, thereby quickly returning to the test start position.
【００１９】このような制御を実行する制御装置８につ
いて更に詳しく説明すると、該制御装置８は図３に示す
手順に従って衝撃試験後におけるクラッチ機構６の作動
タイミング、つまりハンマ１（ハンマ軸２）とハンマ持
ち上げ機構７との連結タイミングを制御する。即ち、制
御装置８からの試験開始指令の下で所定の持ち上げ角度
位置（スタート点）からのハンマ１の落下が開始される
と、制御装置８は前記パルスエンコーダ５の出力から前
記角度検出器１３を介してハンマ１の振り上げピーク角
度βが検出されるか否かを逐次監視する［ステップＳ
１］。尚、振り上げピーク角βの検出は、ハンマ１がそ
の垂下点（打撃点）に達した後（打撃後）の該ハンマ１
の垂下点からの最大振り角度を求めることにより行われ
る。そして振り上げピーク角度βが検出されたとき、こ
の振り上げピーク角度βに従って該ハンマ１の振り戻り
の角度θCLを、所定の係数ｋを用いて（θCL＝ｋ・β）
として算出する［ステップＳ２］。The control device 8 for executing such control will be described in more detail. The control device 8 operates the clutch mechanism 6 after the impact test according to the procedure shown in FIG. The connection timing with the hammer lifting mechanism 7 is controlled. That is, when the hammer 1 starts falling from a predetermined lifting angle position (start point) under a test start command from the control device 8, the control device 8 outputs the angle detector 13 from the output of the pulse encoder 5. It is sequentially monitored whether or not the swinging-up peak angle β of the hammer 1 is detected through [Step S]
1]. The swing-up peak angle β is detected by detecting the hammer 1 after the hammer 1 has reached its drooping point (hitting point) (after hitting).
By determining the maximum swing angle from the hanging point of When the swing-up peak angle β is detected, the swingback angle θ CL of the hammer 1 is calculated using the predetermined coefficient k according to the swing-up peak angle β (θ CL = k · β).
[Step S2].
【００２０】しかる後、上記の如く算出されたハンマ１
の振り戻りの角度θCLが、垂下位置である試験片Ｓの打
撃点を越えた前方側の振り上がり側であるか、或いは上
記打撃点を超えて振り戻った手前側の持ち上げ側である
かを判定する［ステップＳ３］。この判定は、前記クラ
ッチ機構６における励磁の応答が部品劣化等に起因して
遅くなったような場合には、打撃点よりも手前の振り上
げ側においてその振り戻り角度θCLを検出する必要が生
じ、前述した係数ｋが負の値として設定されることを考
慮して行われる。Thereafter, the hammer 1 calculated as described above is used.
Is the swing-back angle θ CL of the test piece S, which is the hanging position, on the front swinging side beyond the hitting point, or on the near-side lifting side swinging back beyond the hitting point? Is determined [Step S3]. In this determination, when the response of the excitation in the clutch mechanism 6 is delayed due to component deterioration or the like, it is necessary to detect the swingback angle θ CL on the swinging up side before the impact point. , In which the coefficient k is set as a negative value.
【００２１】しかして前記係数ｋが正の場合には、前述
した如く計算される振り戻りの角度θCLは打撃点の手前
側である持ち上げ側の角度として求められるので、この
場合には前記パルスエンコーダ５の出力からハンマ１が
打撃点（垂下点）を通過して持ち上げ側に戻ったか否か
を判定する［ステップＳ４］。そして打撃点を通過した
ならば、次に前記パルスエンコーダ５の出力からハンマ
１の現在の振り上げ角度θを検出し［ステップＳ５］、
検出された現在の振り上げ角度θが前述した如く計算さ
れた振り戻りの角度θCLに到達したか否かを逐次判定す
る［ステップＳ６］。この判定は、現在の振り上げ角度
θの絶対値と、振り戻りの角度θCLの絶対値とを比較す
ることによって行われる。そしてハンマ１が上記振り戻
りの角度θCLに到達したことが検出されたとき、前記ク
ラッチ機構６を作動させて該ハンマ１（ハンマ軸２）を
ハンマ持ち上げ機構７に連結する［ステップＳ７］。こ
の状態で前記ハンマ持ち上げ機構７が駆動されてハンマ
１の持ち上げが行われることになる。In the case where the coefficient k is positive, the return angle θ CL calculated as described above is obtained as an angle on the lifting side which is on the near side of the impact point. It is determined from the output of the encoder 5 whether or not the hammer 1 has passed the hitting point (hanging point) and has returned to the lifting side [Step S4]. After passing the hit point, the current swing angle θ of the hammer 1 is detected from the output of the pulse encoder 5 [Step S5],
It is sequentially determined whether or not the detected current swing-up angle θ has reached the swing-back angle θ CL calculated as described above (step S6). This determination is made by comparing the current absolute value of the swing-up angle θ with the absolute value of the swing-back angle θ CL . When it is detected that the hammer 1 has reached the swingback angle θ CL , the clutch mechanism 6 is operated to connect the hammer 1 (hammer shaft 2) to the hammer lifting mechanism 7 [Step S7]. In this state, the hammer lifting mechanism 7 is driven to lift the hammer 1.
【００２２】これに対して前記係数ｋが負の場合には、
前述した如く計算される振り戻りの角度θCLは打撃点を
通過した前方側である振り上げ側の角度として求められ
るので、前記パルスエンコーダ５の出力からハンマ１の
現在の振り上げ角度θを直接的に検出する［ステップＳ
８］。そして検出された現在の振り上げ角度θが前述し
た如く計算された振り戻りの角度θCLより小さくなった
も到達したか否かを逐次判定する［ステップＳ９］。こ
の判定も現在の振り上げ角度θの絶対値と、振り戻りの
角度θCLの絶対値とを比較することによって行われる。
そして上記の如く計算により求められた振り戻りの角度
θCLを下回った時点で前記クラッチ機構６を作動させて
該ハンマ１（ハンマ軸２）をハンマ持ち上げ機構７に連
結する［ステップＳ７］。On the other hand, when the coefficient k is negative,
Since the swing-back angle θ CL calculated as described above is obtained as an angle of the swing-up side that is the front side that has passed through the hit point, the current swing-up angle θ of the hammer 1 is directly obtained from the output of the pulse encoder 5. Detect [Step S
8]. Then, it is sequentially determined whether or not the detected current swing-up angle θ is smaller than the swing-back angle θ CL calculated as described above but has reached (step S9). This determination is also made by comparing the current absolute value of the swing-up angle θ with the absolute value of the swing-back angle θ CL .
Then, when the angle falls below the swingback angle θ CL obtained by the above calculation, the clutch mechanism 6 is operated to connect the hammer 1 (hammer shaft 2) to the hammer lifting mechanism 7 [Step S7].
【００２３】かくして上述した如くハンマ１の角度θ
と、振り上げピーク角度βから求められる振り戻りの角
度θCLとに従ってクラッチ機構６を作動させて該ハンマ
１（ハンマ軸２）をハンマ持ち上げ機構７に連結する制
御機能（制御装置８）を備えた材料試験機によれば、ハ
ンマ１による試験片Ｓの衝撃試験を実行した後（試験片
Ｓを打撃した後）、該ハンマ１がその打撃点の手前側に
振り上がって略停止した状態にある時、クラッチ機構６
を速やかに作動させて該ハンマ１をハンマ持ち上げ機構
７に連結することができる。しかもハンマ１の落下開始
位置を規定する持ち上げ角度αに拘わることなく、ハン
マ１をその持ち上げ機構７に連結するタイミングを精度
良く制御し、ハンマ１がほぼ停止した状態でクラッチ機
構６を確実に作動させることができる。また上述した如
く係数ｋを用いてハンマ１の振り戻り角度θCLを検出
し、その検出タイミングでクラッチ機構６を作動させて
いるので、ハンマ１に加わる慣性力が零［０］となるタ
イミングでクラッチ機構６を定格励磁状態とすることが
でき、従って滑り等の不具合を招来することなしにハン
マ１をその持ち上げ機構７に円滑に連結することが可能
となる。しかもクラッチ機構６に余分な負担を掛けるこ
とがなく、衝撃試験後のハンマ１の持ち上げを効率的に
行うことが可能となる。Thus, as described above, the angle θ of the hammer 1
And a control function (control device 8) for operating the clutch mechanism 6 to connect the hammer 1 (hammer shaft 2) to the hammer lifting mechanism 7 in accordance with the swing-back angle θ CL obtained from the swing-up peak angle β. According to the material testing machine, after the impact test of the test piece S by the hammer 1 is performed (after the test piece S is hit), the hammer 1 is swung up to a position closer to the hit point and is in a substantially stopped state. Time, clutch mechanism 6
Can be quickly operated to connect the hammer 1 to the hammer lifting mechanism 7. In addition, the timing at which the hammer 1 is connected to the lifting mechanism 7 is accurately controlled, regardless of the lifting angle α that defines the drop starting position of the hammer 1, and the clutch mechanism 6 is reliably operated with the hammer 1 almost stopped. Can be done. Further, as described above, the swingback angle θ CL of the hammer 1 is detected using the coefficient k, and the clutch mechanism 6 is operated at the detection timing, so that the inertia force applied to the hammer 1 becomes zero [0]. The clutch mechanism 6 can be set to the rated excitation state, so that the hammer 1 can be smoothly connected to the lifting mechanism 7 without causing a trouble such as slippage. Moreover, it is possible to efficiently lift the hammer 1 after the impact test without imposing an extra burden on the clutch mechanism 6.
【００２４】特にハンマ１の振り上げピーク角度βを検
出し、この振り上げピーク角度βに基づいて計算される
振り戻り角度θCL（＝ｋ・β）に従ってハンマ１の連結
タイミングを制御するだけでよいので、その制御が簡単
であり、ハンマ１の揺動周期に基づいて時間計測する場
合に比較して、制御誤差が小さく、処理負担も少ない等
の効果が奏せられる。In particular, it is only necessary to detect the swing-up peak angle β of the hammer 1 and control the connection timing of the hammer 1 in accordance with the swing-back angle θ CL (= k · β) calculated based on the swing-up peak angle β. In addition, the control is simple, and effects such as a small control error and a small processing load are obtained as compared with the case where the time is measured based on the swing cycle of the hammer 1.
【００２５】尚、本発明は上述した実施形態に限定され
るものではない。例えばハンマ１の振り上げピーク角度
βや、その振り上げ角度θを光学的手法を用いて計測す
ることも勿論可能である。また試験条件によってハンマ
１のアーム長を可変する場合にも、前述した制御ロジッ
クをそのまま適用することができる。またクラッチ機構
６やハンマ持ち上げ機構７の構成も、その仕様に応じて
種々変形可能であり、要はその要旨を逸脱しない範囲で
種々変形して実施することができる。The present invention is not limited to the above embodiment. For example, it is of course possible to measure the swing-up peak angle β of the hammer 1 and the swing-up angle θ by using an optical method. Also, when the arm length of the hammer 1 is varied according to the test conditions, the above-described control logic can be applied as it is. Also, the configurations of the clutch mechanism 6 and the hammer lifting mechanism 7 can be variously modified in accordance with the specifications thereof. In other words, various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
【００２６】[0026]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ハ
ンマの振り上げ角度に拘わりなく、衝撃試験後における
ハンマ持ち上げ機構に対するハンマの連結タイミングを
高精度に制御することができ、その連結を確実化して連
結機構等の簡素化を図り、また多数の試験片を繰り返し
衝撃試験する場合であっても、その試験効率の向上を図
り得る等の実用上絶大なる効果が奏せられる。As described above, according to the present invention, the connection timing of the hammer to the hammer lifting mechanism after the impact test can be controlled with high accuracy regardless of the swing angle of the hammer. Therefore, even in the case where a large number of test pieces are repeatedly subjected to an impact test, a practically significant effect such as an improvement in test efficiency can be achieved.
【図１】本発明の一実施形態に係る材料試験機の概略的
な構成を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a material testing machine according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１に示す材料試験機におけるハンマの動き
と、その振り角度との関係を模式的に示す図。FIG. 2 is a diagram schematically showing the relationship between the movement of a hammer and the swing angle in the material testing machine shown in FIG.
【図３】図１に示す材料試験機におけるハンマの持ち上
げ機構に対する連結制御手順の例を示す図。FIG. 3 is a diagram showing an example of a connection control procedure for a hammer lifting mechanism in the material testing machine shown in FIG. 1;
１ ハンマ（振子式） ２ ハンマ軸 ５ パルスエンコーダ ６ クラッチ機構 ７ ハンマ持ち上げ機構 ８ 制御装置 ９ フック機構（保持機構） １３ 角度検出器 Reference Signs List 1 hammer (pendulum type) 2 hammer shaft 5 pulse encoder 6 clutch mechanism 7 hammer lifting mechanism 8 control device 9 hook mechanism (holding mechanism) 13 angle detector
Claims (2)
ハンマと、 このハンマに連結機構を介して選択的に連結されて該ハ
ンマを所定の持ち上げ角度まで持ち上げる持ち上げ機構
と、 前記ハンマを上記所定の持ち上げ角度位置に保持すると
共に、試験開始指示を受けて上記保持を解除して該ハン
マを落下させるハンマ保持機構と、 前記ハンマの落下による衝撃試験後の該ハンマの振り上
げピーク角度を検出する角度検出器と、 検出された振り上げピーク角度から前記ハンマの振り戻
り角度を算出する演算部と、 前記ハンマが上記算出された振り戻り角度に戻ったと
き、前記連結機構を作動させて該ハンマに前記ハンマ持
ち上げ機構を連結する制御手段とを具備したことを特徴
とする材料試験機。1. A pendulum-type hammer to be subjected to an impact test of a test piece, a lifting mechanism selectively connected to the hammer via a connecting mechanism to lift the hammer to a predetermined lifting angle, A hammer holding mechanism that holds the predetermined lifting angle position, releases the holding in response to a test start instruction, and drops the hammer, and detects a swing-up peak angle of the hammer after an impact test due to the hammer falling. An angle detector that calculates the hammer swing-back angle from the detected swing-up peak angle; and, when the hammer returns to the calculated swing-back angle, activates the coupling mechanism to operate the hammer. And a control means for connecting the hammer lifting mechanism to the material testing machine.
たロータリエンコーダの出力変化から前記ハンマの振り
上げピーク角度を検出するものであって、 前記制御手段は、算出された振り戻り角度と上記ロータ
リエンコーダの出力とを比較して前記連結機構の作動を
制御することを特徴とする請求項１に記載の材料試験
機。2. The angle detector detects a swing-up peak angle of the hammer from a change in output of a rotary encoder connected to a hammer shaft. The material testing machine according to claim 1, wherein the operation of the connection mechanism is controlled by comparing an output of a rotary encoder.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34003698A JP2000162106A (en) | 1998-11-30 | 1998-11-30 | Material testing machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34003698A JP2000162106A (en) | 1998-11-30 | 1998-11-30 | Material testing machine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000162106A true JP2000162106A (en) | 2000-06-16 |
Family
ID=18333134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34003698A Pending JP2000162106A (en) | 1998-11-30 | 1998-11-30 | Material testing machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000162106A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1998
- 1998-11-30 JP JP34003698A patent/JP2000162106A/en active Pending
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| JP2021047149A (en) * | 2019-09-20 | 2021-03-25 | 株式会社東洋精機製作所 | Control method of striking test device, and striking test device |
| JP7285747B2 (en) | 2019-09-20 | 2023-06-02 | 株式会社東洋精機製作所 | Control method for percussion-type test device and percussion-type test device |
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