JP2001074623A - 試験装置制御方法および試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多軸試験プログラムの容量を小さくするとと
もに、多軸試験を容易に実行できるようにする。 【解決手段】 各軸に対応するアクチュエータに対応し
てコントローラが設けられている。単軸試験を行うとき
は、ホストコンピュータ１５において、まず、システム
設定処理を行い、使用する軸ＡあるいはＢに対応するコ
ントローラ１１あるいは２１のシステム構成を設定する
システムパラメータを対応するコントローラに設定して
から、単軸試験プログラムを実行させる。多軸試験を行
うときは、使用する軸ＡおよびＢに対応するコントロー
ラ１１および２１中のシステム部１４およびお２４に既
に設定されているシステムパラメータをホストコンピュ
ータ１５に読み出し、この読み出したシステムパラメー
タを結合して多軸試験プログラムを実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＤＤＣ（Direct D
igital Control）方式の試験装置およびその制御方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、材料試験機などにおける制御方式
として、ＤＤＣシステムが使用されている。このＤＤＣ
システムにおいては、各アクチュエータと１対１に対応
したデジタルコントローラが設けられ、ホストコンピュ
ータとこのデジタルコントローラとにより試験の制御が
行われる。このようなＤＤＣシステムでは、前記コント
ローラ側のシステムが、ホストコンピュータのソフトウ
エアによる指令により構成される。すなわち、旧来のア
ナログシステムにおいては配線によってシステムが構成
されていたのに対し、デジタル化されたことにより従来
の配線部分がソフトウエアで構成できるようになり、ソ
フトウエアの指令により配線（ハードウエア）の変更無
しに種々のコントローラを構成することができる。した
がって、試験の開始時にコントローラとして動作できる
ように、その構成をソフトウエアにより定義（同定）す
るようになされている。例えば、コントローラ中にＲＡ
Ｍを設け、このＲＡＭ中に外部（ホストコンピュータ）
からのパラメータ（配線などに相当）を書き込むことに
より、コントローラを目的に合わせた機能を有するもの
に同定することが行われている。

【０００３】図３は、このようなＤＤＣシステムを使用
した従来の試験装置の構成例を示すブロック図である。
この図において、１はコントローラ、２は図示しない試
験片に加力するアクチュエータ、３は試験片に加えられ
る荷重や試験片の変位を検出するセンサ、５はホストコ
ンピュータである。ここで、コントローラ１は、例えば
マイクロコンピュータにより構成されており、演算処理
部、プログラムやデータを記録したＲＯＭ、ワークエリ
アなどとして使用されるＲＡＭを有している。また、こ
のＲＡＭ中には、前述したシステムの構成を同定する構
成情報（システムパラメータ）を格納するための領域で
あるシステム部４が確保されている。

【０００４】操作監視装置として機能するホストコンピ
ュータ５は、実行すべき試験の試験プログラムにしたが
って前記コントローラ１に対してアクチュエータ２の制
御モード、目標値などを設定する設定データを出力す
る。前記コントローラ１は、前記アクチュエータ２によ
り試験片に加えられる荷重や変位が設定された目標値と
なるように前記センサ３からの出力と目標値との偏差を
求め、該偏差がゼロとなるように前記アクチュエータ２
に対する制御信号を出力する。

【０００５】このような試験装置において試験を実行す
る際のホストコンピュータ５における処理について、図
４のフローチャートを参照して説明する。操作者により
実行すべき試験が選択され、その試験の処理が開始され
ると、まず、ステップＳ１において、選択された試験の
試験プログラムがホストコンピュータ５の外部記憶装置
などから読み出されるとともに、各種の初期設定処理が
実行される。そして、ステップＳ２に進み、システム設
定処理と試験実行のいずれが選択されるのを待つ。

【０００６】試験開始直後は、通常、システム設定処理
が選択される。このシステム設定処理は、前述したコン
トローラの同定を行う処理であり、試験に使用するアク
チュエータに対応するコントローラのシステム構成（各
アンプのレンジ、較正テーブルの較正情報、各基板の役
割の割り付け、油圧ユニットの機能の定義、センサの駆
動電圧、キャリア値など）についての同定を行う。すな
わち、まずステップＳ３に進み、そのコントローラのデ
フォルトのシステムパラメータを画面上に表示し、操作
者が変更したい個所を選択して、所望の値に変更する。
そして、操作者による設定処理が終了した後、ステップ
Ｓ４に進み、この編集されたシステムパラメータをコン
トローラ１に通信ライン１６を介して送出し、コントロ
ーラ１の前述したシステム部４中に書き込む。これによ
り、コントローラ１は、操作者により設定されたシステ
ム構成のものに設定される。

【０００７】一方、試験実行が選択されたときは、ステ
ップＳ５に進み、試験プログラムの実行が開始される。
このとき、前記ステップＳ３において設定されたシステ
ムパラメータを用いて、この試験プログラムで定義され
る試験、例えば、静的試験、高サイクル試験などが実行
される。具体的には、制御目標値をコントローラ１に送
出し、コントローラ１からのセンサ出力信号に応じた処
理などが実行される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】材料試験には、前述し
たような単一のアクチュエータを用いて試験片に加力す
る単軸試験以外に、試験片に複数の方向から或いは試験
片上の複数の点に荷重、変位などをそれぞれ加えて、試
験片の挙動を観測する多軸試験も行われている。上述し
た試験装置を用いて多軸試験を行う場合には、複数のコ
ントローラとアクチュエータの対を１つのホストコンピ
ュータで同期をとって制御することが行われる。

【０００９】この場合に、前述した単軸試験の場合と同
様に試験プログラム（多軸試験プログラム）を構成する
こととすると、前述したシステム設定部が各軸毎に必要
となり、試験プログラムの大きさが非常に大きくなると
ともに、ユーザ（操作者）にとっても、非常に使いにく
いものとなってしまう。これは、８軸、１６軸というよ
うに軸数が多くなればなるほど深刻な問題点となる。

【００１０】図５を参照してこのことについて説明す
る。一般に、ホストコンピュータの外部記憶装置などに
は、各種の試験プログラムとともに、このホストコンピ
ュータに接続される複数のコントローラ毎に、その標準
的なシステム構成を定義するシステムパラメータがパラ
メータファイルとして格納されている。図５に示すよう
に、単軸試験においては、使用する軸が１つであるた
め、前記パラメータファイルから使用する軸、例えば軸
Ａ（あるいは軸Ｂ）についてのシステムパラメータを読
出し、実行しようとする試験プログラム、例えば静的試
験の時は試験プログラム＃１、高サイクル試験の時は試
験プログラム＃２と結合して、前述のように、その軸の
システムパラメータを編集し、選択した軸のコントロー
ラのシステム部に設定する。

【００１１】一方、多軸試験の時は、使用する軸の数が
多くなるため、それらの各軸に対応するシステムパラメ
ータを前記パラメータファイルから読出し、多軸試験プ
ログラムと結合することとなる。図示するように、試験
プログラムの本体部分の大きさは、単軸試験であっても
多軸試験であってもそれほど変化していないが、パラメ
ータ部の大きさは使用する軸の数に比例するため、多軸
試験の場合の試験プログラムは、単軸試験の試験プログ
ラムよりも非常に大きなものとなってしまう。また、多
軸試験においては、使用する各軸に対応して前述したシ
ステム設定処理が必要となるため、操作者の操作も煩雑
なものとなってしまう。

【００１２】そこで本発明は、軸数が多くなっても試験
プログラムサイズが大きくならない試験装置および試験
装置制御方法を提供することを目的としている。また、
軸数が多くなっても、操作者にとって煩雑な操作を必要
としない試験装置および試験装置制御方法を提供するこ
とを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の試験装置制御方法は、複数のアクチュエー
タと、各アクチュエータにそれぞれ対応して設けられた
コントローラと、前記各コントローラに接続されたホス
トコンピュータとを有する試験装置の制御方法であっ
て、単一のアクチュエータを用いる単軸試験を行うとき
には、そのアクチュエータに対応する前記コントローラ
の構成情報を決定し、該決定された構成情報をそのコン
トローラに設定するとともに該構成情報を参照して単軸
試験を実行し、複数のアクチュエータを用いる多軸試験
を行うときには、使用する複数のアクチュエータに対応
する各コントローラからそれらに設定されている構成情
報を読み出し、該読み出された構成情報を参照して多軸
試験を実行するものである。

【００１４】また、本発明の試験装置は、複数のアクチ
ュエータと各アクチュエータにそれぞれ対応して設けら
れたコントローラと、前記各コントローラに接続された
ホストコンピュータとを有する試験装置であって、前記
ホストコンピュータは、単軸試験を行うときに、その軸
に対応するコントローラの構成情報を決定する手段と、
該決定された構成情報をそのコントローラに設定する手
段と、前記構成情報を参照して単軸試験の実行を制御す
る手段と、多軸試験を行うときに、該多軸試験に使用す
る軸に対応する各コントローラに設定されている構成情
報を読み出す手段と、該読み出された構成情報を参照し
て多軸試験の実行を制御する手段とを有するものであ
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の試験装置の位置
実施の形態の全体構成を示すブロック図である。図１に
おいて、コントローラ１１、アクチュエータ１２、セン
サ１３は第１の軸Ａに対するものであり、コントローラ
１２、アクチュエータ２２、センサ２３は第２の軸Ｂに
対するものである。１５はホストコンピュータであり、
前記コントローラ１１およびコントローラ２１は通信ラ
イン（バス）１６を介してこのホストコンピュータ１５
に接続されている。また、前記各コントローラ１１およ
び２１中のＲＡＭには、前述した場合と同様に、それぞ
れ、システム部１４および２４が設けられている。な
お、ここでは、説明を簡明にするために、２つの軸に対
応するコントローラ部１１および２１のみが設けられて
いる場合を示しているが、軸の数は任意の個数とするこ
とができる。

【００１６】図２は、この試験装置を用いて、単軸試験
および多軸試験を行う場合の処理の流れを示す図であ
り、図２の（ａ）は単軸試験の場合、（ｂ）は多軸試験
の場合を示している。図２の（ａ）に示す単軸試験の処
理フローは、前記図４に関して説明したものと同一であ
り、操作者は、実行したい試験に対応する試験プログラ
ムを選択するとともに、その試験において使用する軸を
選択する。ここでは、例えば、軸Ａを選択するものとす
る。これにより、前述の場合と同様に、ホストコンピュ
ータ１５の外部記憶装置などに格納されている対応する
試験プログラムがホストコンピュータ１５の主記憶領域
に読出されるとともに、選択された軸に対応するシステ
ムパラメータが前記パラメータファイルから読出される
（ステップＳ１）。

【００１７】この初期処理が終了すると、ステップＳ２
に進み、システム設定処理か試験の実行のいずれかが選
択されるのを待つ。ここで、システム設定が選択される
と、ステップＳ３に進み、前記パラメータファイルから
読出されたシステムパラメータの編集画面が表示され、
操作者は試験に使用する軸に関するコントローラ（この
場合は、コントローラ１１）のシステム構成を所望の構
成に編集する。この編集処理が終了すると、ステップＳ
４に進み、該編集されたシステムパラメータをコントロ
ーラ１１のシステム部１４に転送し、書き込む。

【００１８】一方、前記ステップＳ２において試験の実
行が選択されると、ステップＳ５に進み、選択された試
験プログラムの実行を開始する。このとき、この試験プ
ログラムは、前記ステップＳ３において編集されたコン
トローラ１１のシステムパラメータを参照して試験のた
めの処理を行う。また、システムパラメータが編集され
ていないときは、前記ステップＳ１の初期設定処理にお
いて前記パラメータファイルから読出されたその軸につ
いてのシステムパラメータをそのまま使用する。このよ
うにして、任意の軸を用いた単軸試験を実行することが
できる。

【００１９】多軸試験を行うときは、図２の（ｂ）に示
すフローにしたがって、処理が実行される。なお、ここ
では、前述した単軸試験におけるシステム設定処理など
により、既に、使用する各軸のコントローラのシステム
部には何らかのシステムパラメータが設定されているも
のとする。まず、操作者は、実行したい多軸試験に対応
する試験プログラムを選択するとともに、その試験に使
用する軸（軸ＡおよびＢ）を選択する（ステップＳ１
１）。これにより、選択された試験プログラムがホスト
コンピュータ１５の主記憶装置に読出される。ただし、
前記単軸試験の場合のように、前記パラメータファイル
からの選択された軸に対応するシステムパラメータの読
み出しは行わない。

【００２０】続いて、ステップＳ１２に進み、前記選択
された軸に対応するコントローラ、この場合には、コン
トローラ１１および２１から、それぞれのシステム部１
４および２４に格納されているシステムパラメータ（構
成情報）を前記通信ライン１６を介してホストコンピュ
ータ１５の主記憶に読出す。前述のように、各システム
部１４、２４には、システム構成を示すシステムパラメ
ータが書き込まれている。

【００２１】そして、ステップＳ１３に進み、前記ステ
ップＳ１１において選択された多軸試験プログラムを実
行する。このとき、この多軸試験プログラムは、前記ス
テップＳ１２において各コントローラ１１、２１から読
出されたシステムパラメータを参照して試験の制御を行
う。

【００２２】このように、本発明においては多軸試験を
実行する場合に、各軸に対応するコントローラのシステ
ムパラメータの編集処理を実行しないため、編集処理の
ためのプログラムを省略することとができるとともに、
各コントローラにシステムパラメータをダウンロードす
る必要がなくなり、試験プログラム自体のサイズを小さ
くすることができる。また、操作者にとっても、各軸対
応のコントローラに対するシステムパラメータの編集操
作を省くことができ、煩雑な操作が不要となる。多軸試
験をおこなうときに、各軸のコントローラに対するシス
テムパラメータの設定を変更したいときには、前記単軸
試験プログラムを起動して、前記システム設定処理を実
行すればよい。

【００２３】なお、前述においては、多軸試験を実行す
る前に単軸試験におけるシステム設定処理により各コン
トローラのシステムパラメータが設定されているものと
したが、各コントローラにおけるＲＯＭ中に、前述した
パラメータファイルに格納されているシステムパラメー
タと同一の標準的なシステムパラメータを格納してお
き、電源投入時に各コントローラにおいて、該ＲＯＭ中
のシステムパラメータをそれぞれのシステム部に書き込
むようにしてもよい。この場合には、標準的なシステム
パラメータを変更するときに限り、前記単軸試験のシス
テム設定処理を行えばよい。また、前述においては、各
コントローラ中のシステム部は、ＲＡＭ中に確保された
領域としていたが、このＲＡＭを、例えば、バッテリバ
ックアップされたＲＡＭ、あるいは、フラッシュメモリ
のような不揮発性の書き換え可能なメモリとするのが好
適である。この場合には、電源投入時に前回の設定をそ
のまま使用することが可能となる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の試験装置
および試験装置制御方法によれば、多軸試験プログラム
の大きさを小さくすることが可能となる。また、煩雑な
操作を必要とすることなく多軸試験を実行することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の試験装置のハードウエア構成の一例
を示すブロック図である。

【図２】 本発明の試験装置における単軸試験および多
軸試験の処理を説明するためのフローチャートである。

【図３】 従来の試験装置の概略構成を示す図である。

【図４】 従来の試験装置における試験の処理を説明す
るためのフローチャートである。

【図５】 従来の試験プログラムを説明するための図で
ある。

【符号の説明】

１、１１、２１ コントローラ ２、１２、２２ アクチュエータ ３、１３、２３ センサ ４、１４、２４ システム部 ５、１５ ホストコンピュータ １６ 通信ライン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のアクチュエータと、各アクチュエ
   ータにそれぞれ対応して設けられたコントローラと、前
   記各コントローラに接続されたホストコンピュータとを
   有する試験装置の制御方法であって、 単一のアクチュエータを用いる単軸試験を行うときに
   は、そのアクチュエータに対応する前記コントローラの
   構成情報を決定し、該決定された構成情報をそのコント
   ローラに設定するとともに該構成情報を参照して単軸試
   験を実行し、 複数のアクチュエータを用いる多軸試験を行うときに
   は、使用する複数のアクチュエータに対応する各コント
   ローラからそれらに設定されている構成情報を読み出
   し、該読み出された構成情報を参照して多軸試験を実行
   することを特徴とする試験装置制御方法。
2. 【請求項２】 複数のアクチュエータと各アクチュエー
   タにそれぞれ対応して設けられたコントローラと、前記
   各コントローラに接続されたホストコンピュータとを有
   する試験装置であって、 前記ホストコンピュータは、単軸試験を行うときに、そ
   の軸に対応するコントローラの構成情報を決定する手段
   と、該決定された構成情報をそのコントローラに設定す
   る手段と、前記構成情報を参照して単軸試験の実行を制
   御する手段と、多軸試験を行うときに、該多軸試験に使
   用する軸に対応する各コントローラに設定されている構
   成情報を読み出す手段と、該読み出された構成情報を参
   照して多軸試験の実行を制御する手段とを有することを
   特徴とする試験装置。