JP4390077B2 - Fluid pressure servo type material testing machine - Google Patents

Fluid pressure servo type material testing machine Download PDF

Info

Publication number
JP4390077B2
JP4390077B2 JP2005188623A JP2005188623A JP4390077B2 JP 4390077 B2 JP4390077 B2 JP 4390077B2 JP 2005188623 A JP2005188623 A JP 2005188623A JP 2005188623 A JP2005188623 A JP 2005188623A JP 4390077 B2 JP4390077 B2 JP 4390077B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
spool
signal
fluid pressure
displacement
testing machine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005188623A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2007010360A (en
Inventor
輝次 松原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP2005188623A priority Critical patent/JP4390077B2/en
Publication of JP2007010360A publication Critical patent/JP2007010360A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4390077B2 publication Critical patent/JP4390077B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Description

本発明は材料試験機に関し、更に詳しくは、負荷機構のアクチュエータとして油圧もしくは空圧シリンダを用いたサーボ式の材料試験機に関する。   The present invention relates to a material testing machine, and more particularly to a servo type material testing machine using a hydraulic or pneumatic cylinder as an actuator of a load mechanism.

材料試験機においては、一般に、負荷機構の駆動により試験片に対してあらかじめ設定されている目標値信号に応じた負荷を加えるが、その負荷機構のアクチュエータとして、従来、油圧シリンダを用いたもの（例えば特許文献１参照）や、電磁アクチュエータを用いたもの（例えば特許文献２）などが知られている。   In a material testing machine, in general, a load corresponding to a preset target value signal is applied to a test piece by driving a load mechanism. Conventionally, a hydraulic cylinder is used as an actuator for the load mechanism ( For example, a device using an electromagnetic actuator (see, for example, Patent Document 2) is known.

油圧シリンダを負荷機構のアクチュエータとするものは、一般には５００Ｎ〜数百ｋＮ程度の高負荷を試験片に与えるのに適しており、電磁アクチュエータを用いたものは１００〜５００Ｎ程度の小さい負荷を試験片に与えるのに適しているとされる。   In general, an actuator with a hydraulic cylinder as a load mechanism actuator is suitable for applying a high load of about 500N to several hundreds kN to a test piece, and an electromagnetic actuator is used to test a small load of about 100 to 500N. It is said that it is suitable for giving to a piece.

ところで、油圧シリンダを駆動するには油圧ユニットが必要であり、また、その油圧ユニットに対して作動油の往復のための配管が必要であることから、配管が複雑になるという問題がある。そこで、本発明者らは、材料試験機における負荷機構のコンパクト化を図るべく、１０００Ｎ〜５０００Ｎ程度の中程度の負荷範囲の材料試験機について、その負荷機構のアクチュエータとして空圧シリンダに注目し、種々の研究を重ねている。   By the way, a hydraulic unit is required to drive the hydraulic cylinder, and piping for reciprocating hydraulic fluid is required for the hydraulic unit, which causes a problem of complicated piping. In view of this, the present inventors have focused on a pneumatic cylinder as an actuator for the load mechanism of a material test machine having a medium load range of about 1000N to 5000N in order to make the load mechanism in the material test machine compact. Various researches are repeated.

負荷機構のアクチュエータとして油圧もしくは空圧シリンダ等の流体圧シリンダを用いる場合には、通常、そのアクチュエータへの作動流体の供給制御に直動型のサーボバルブが用いられる場合が多い。直動型のサーボバルブは、バルブの開度を決定するスプールを、コイルに電流を流すことによって生じる電磁力により変位させるタイプのサーボバルブであって、バルブ内部にスプールを変位させるための電磁コイルと、スプールの変位を検出する変位センサとを設けた構造を採る。電磁コイルに流す電流は、外部から供給される動作目標値信号に対して変位センサによるスプールの変位検出信号をフィードバックして得られる偏差に応じた電流とされる（例えば特許文献３参照）。   When a fluid pressure cylinder such as a hydraulic or pneumatic cylinder is used as an actuator for a load mechanism, a direct acting servo valve is often used for supply control of working fluid to the actuator. A direct-acting servo valve is a type of servo valve that displaces a spool that determines the opening of the valve by an electromagnetic force generated by passing a current through the coil, and an electromagnetic coil for displacing the spool inside the valve And a displacement sensor for detecting the displacement of the spool. The current passed through the electromagnetic coil is a current corresponding to a deviation obtained by feeding back a spool displacement detection signal from the displacement sensor to an operation target value signal supplied from the outside (see, for example, Patent Document 3).

具体的には、外部から供給される動作目標値信号に変位センサによるスプールの変位検出信号をフィードバックして得られる偏差を、サーボアンプ（パワーアンプ）によって電流信号に変換することによって生成される。つまり、外部からの動作目標値信号の大きさに応じてスプールを移動させて弁開度を変化させ、作動油の流量を制御する。   Specifically, a deviation obtained by feeding back a spool displacement detection signal by a displacement sensor to an operation target value signal supplied from the outside is generated by converting the deviation into a current signal by a servo amplifier (power amplifier). That is, the spool is moved in accordance with the magnitude of the operation target value signal from the outside to change the valve opening, thereby controlling the flow rate of the hydraulic oil.

ここで、材料試験機の負荷機構の流体圧シリンダへの作動流体の供給制御に用いる場合には、上記したサーボバルブの動作目標値信号は、材料試験機のロードセルにより検出される試験片に対する試験力の検出値や、流体圧シリンダのストローク検出値などのうち、制御量として選択されている検出値を、負荷の目標値信号にフィードバックして得られる偏差信号に対応する信号が用いられる。
特開平１０−３８７８０号公報 特開平１１−４０４１３号公報 特開平５−１６４１０９号公報 Here, when used for supply control of the working fluid to the fluid pressure cylinder of the load mechanism of the material testing machine, the servo valve operation target value signal is a test for the test piece detected by the load cell of the material testing machine. A signal corresponding to a deviation signal obtained by feeding back a detection value selected as a control amount among a force detection value, a stroke detection value of a fluid pressure cylinder, and the like to a target value signal of a load is used.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-38780 Japanese Patent Laid-Open No. 11-40413 JP-A-5-164109

ところで、負荷機構のアクチュエータとしての油圧シリンダや空圧シリンダへの作動流体の供給をサーボバルブによってコントロールする流体サーボ式の材料試験機において、上記したようにサーボバルブのスプールを位置制御のもとに動作目標値に追随させる方式、つまりサーボバルブの流量特性を用いた制御方式では、アクチュエータの共振点がサーボ系の応答範囲内にある場合、システムの制御ゲインを上げられず、制御剛性を高くすることができないという問題がある。その結果、制御が不安定になり、ハンチングしやすい状態となってしまう。この問題は、前記したように中程度の負荷範囲で使用するエアサーボ式の材料試験機を比較的高い周波数のもとに動作させようとした場合に特に問題となる。   By the way, in the fluid servo type material testing machine that controls the supply of the working fluid to the hydraulic cylinder or pneumatic cylinder as the actuator of the load mechanism by the servo valve, the spool of the servo valve is controlled based on the position as described above. In the control method that follows the target operation value, that is, the control method that uses the flow characteristics of the servo valve, if the resonance point of the actuator is within the response range of the servo system, the control gain of the system cannot be increased and the control rigidity is increased. There is a problem that can not be. As a result, the control becomes unstable, and it becomes easy to hunting. This problem is particularly problematic when an air servo type material testing machine used in a medium load range is operated at a relatively high frequency as described above.

本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、流体圧シリンダの共振点がサーボ系の応答範囲内にあっても、その共振を抑制して制御ゲインを上げることができ、もって流体圧シリンダの共振周波数近傍の周波数域で安定した負荷制御を行うことのできる流体圧サーボ式材料試験機の提供をその課題としている。   The present invention has been made in view of such a situation, and even if the resonance point of the fluid pressure cylinder is within the response range of the servo system, the resonance can be suppressed and the control gain can be increased. An object of the present invention is to provide a fluid pressure servo type material testing machine capable of performing stable load control in a frequency range near the resonance frequency of the cylinder.

上記の課題を解決するため、本発明の流体圧サーボ式材料試験機は、試験片に対して動的負荷を加える負荷機構のアクチュエータとして流体圧シリンダを用いるとともに、その流体圧シリンダの作動流体をサーボバルブを介して供給するとともに、そのサーボバルブのスプールは、負荷の目標値波形信号に制御量の検出値をフィードバックして得られる偏差信号に基づいて駆動制御されるように構成された流体圧サーボ式材料試験機において、上記サーボバルブのスプールの速度検出信号および変位検出信号の双方が上記偏差信号にフィードバックされてそれぞれの差が算出され、その各差をそれぞれに重み付けして加算した信号が上記スプールの駆動に供されるとともに、上記偏差信号と速度検出信号との差の重みを、偏差信号と変位検出信号のとの差の重みよりも大きくすることによって特徴づけられる（請求項１）。 In order to solve the above-described problems, the fluid pressure servo type material testing machine of the present invention uses a fluid pressure cylinder as an actuator of a load mechanism that applies a dynamic load to a test piece, and uses a working fluid of the fluid pressure cylinder. Fluid pressure is supplied via the servo valve, and the spool of the servo valve is driven and controlled based on a deviation signal obtained by feeding back the detected value of the control amount to the load target value waveform signal. In the servo type material testing machine, both the speed detection signal and the displacement detection signal of the spool of the servo valve are fed back to the deviation signal, the respective differences are calculated, and each difference is weighted and added to each other. while being subjected to the driving of the spool, the weight of the difference between the deviation signal and the speed detection signal, the deviation signal and the displacement detection It characterized by greater than the weight of the difference between capital No. of (claim 1).

ここで、本発明においては、上記スプールの変位を検出する変位センサと、その変位センサによる変位検出信号を微分する微分回路を備え、その微分回路の出力を上記スプールの速度検出信号として用いる構成（請求項２）を好適に採用することができる。   Here, in the present invention, there is provided a displacement sensor for detecting the displacement of the spool and a differentiation circuit for differentiating the displacement detection signal from the displacement sensor, and the output of the differentiation circuit is used as the spool speed detection signal ( Claim 2) can be preferably employed.

本発明は、サーボバルブのスプールの制御を、高い周波数域において実質的に速度制御とすることによって課題を解決しようとするものである。   The present invention is intended to solve the problem by controlling the spool of the servo valve substantially at a speed in a high frequency range.

すなわち、本発明においては、サーボバルブのスプールを駆動するための信号、具体的にはスプールを変位させる電磁コイルに流す電流として、外部からの動作目標値信号、つまり負荷の目標値信号に対して制御量の検出値をフィードバックして得られる偏差信号、に対して、スプールの変位検出信号および速度検出信号の双方をフィードバックしてそれぞれの差を算出し、その各差に対してそれぞれに重みを付けた上で加算した信号をスプールの駆動に供するように構成し、その際、外部からの動作目標値信号に対するスプールの速度検出信号の差の重みを変位検出信号の差の重みよりも大きくしている。これにより、スプールの速度が大きい状態、つまり高い周波数域においてはスプールは速度制御が支配的となり、系の圧力制御特性に基づく流体圧シリンダの制御が行われ、共振を抑制することができる。また、スプールの速度が小さい状態、つまり低周波域においては、スプールは変位制御が支配的となり、従来と同様に系の流量制御特性に基づく流体圧シリンダの制御が行われる。   That is, in the present invention, a signal for driving the spool of the servo valve, specifically, a current to be passed through the electromagnetic coil for displacing the spool, is applied to an external operation target value signal, that is, a load target value signal. With respect to the deviation signal obtained by feeding back the control value detection value, both the spool displacement detection signal and the speed detection signal are fed back to calculate each difference, and each difference is weighted. In this case, the weight of the difference in the speed detection signal of the spool with respect to the operation target value signal from the outside is made larger than the weight of the difference in the displacement detection signal. ing. Thereby, in a state where the speed of the spool is high, that is, in a high frequency range, the speed control of the spool becomes dominant, the control of the fluid pressure cylinder based on the pressure control characteristic of the system is performed, and the resonance can be suppressed. Further, in a state where the speed of the spool is low, that is, in a low frequency range, the displacement control of the spool becomes dominant, and the control of the fluid pressure cylinder based on the flow rate control characteristic of the system is performed as in the conventional case.

スプールの速度検出信号は、請求項２に係る発明のように、スプールの変位検出信号を微分して得ることによって、センサはスプールの変位を検出する変位センサのみでよく、サーボバルブ自体は従来のものをそのまま用いて上記した作用を奏することができる。   As in the invention according to claim 2, the spool speed detection signal is obtained by differentiating the spool displacement detection signal, so that the sensor may be only a displacement sensor for detecting the spool displacement, and the servo valve itself is the conventional one. The above-described effects can be achieved using the product as it is.

本発明によれば、負荷機構のアクチュエータとして流体圧シリンダを用い、その流体圧シリンダに対する作動油の供給をサーボバルブにより制御する方式の材料試験機において、負荷機構をその共振点近傍で動作させる場合でも、その共振を抑制することができるため、制御ゲインを高くすることができ、制御の剛性を上げることができる。その結果、従来に比してより高い周波数範囲まで安定した制御のもとに設定した波形通りの負荷を与えることが可能となる。   According to the present invention, when a fluid pressure cylinder is used as an actuator of the load mechanism and the hydraulic fluid supply to the fluid pressure cylinder is controlled by a servo valve, the load mechanism is operated near its resonance point. However, since the resonance can be suppressed, the control gain can be increased and the rigidity of control can be increased. As a result, it is possible to apply a load according to the waveform set under stable control up to a higher frequency range than in the past.

また、請求項２に係る発明のように、サーボバルブのスプールの速度検出信号を、その変位検出信号を微分して得るように構成すると、サーボバルブに内蔵させるセンサは変位センサのみでよく、従来と全く同じ構造のサーボバルブを用いることができるという利点がある。   Further, when the servo valve spool speed detection signal is obtained by differentiating the displacement detection signal as in the invention according to claim 2, the sensor incorporated in the servo valve may be only a displacement sensor. There is an advantage that a servo valve having exactly the same structure can be used.

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明を空圧サーボ式材料試験機に適用した実施の形態の全体構成図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an embodiment in which the present invention is applied to a pneumatic servo type material testing machine.

試験機本体１は、テーブル１１上に複数の支柱１２を介してクロスヘッド１３を支持した構造を有し、テーブル１１には負荷用の空圧シリンダ１４が固定され、その空圧シリンダ１４のピストンロッド１４ａの上端部に下側の掴み具１５ａが装着され、また、クロスヘッド１３の下面にロードセル１６を介して上側の掴み具１５ｂが装着されている。   The testing machine main body 1 has a structure in which a cross head 13 is supported on a table 11 via a plurality of support columns 12. A pneumatic cylinder 14 for loading is fixed to the table 11, and a piston of the pneumatic cylinder 14 is fixed. A lower gripping tool 15 a is attached to the upper end of the rod 14 a, and an upper gripping tool 15 b is attached to the lower surface of the crosshead 13 via the load cell 16.

従って、試験片Ｗには、空圧シリンダ１４の駆動により引張もしくは圧縮荷重が作用し、その際に試験片Ｗに作用する試験力はロードセル１６によって刻々と検出される。また、空圧シリンダ１４のピストン１４ａの変位はストロークセンサ１７によって刻々と検出される。   Accordingly, a tensile or compressive load is applied to the test piece W by driving the pneumatic cylinder 14, and the test force acting on the test piece W at that time is detected by the load cell 16 every moment. Further, the displacement of the piston 14 a of the pneumatic cylinder 14 is detected by the stroke sensor 17 every moment.

空圧シリンダ１４には、サーボバルブ１８を介してエア供給源からの高圧エアが供給される。このサーボバルブ１８の弁開度は、制御装置２により駆動制御される。すなわち、制御装置２には、ロードセル１６による試験力検出値とストロークセンサ１７による空圧シリンダ１４のピストン１４ａの変位検出値とが導入されており、以下に示すように、これらのうち制御量に選択された検出値が、当該制御装置２により生成される負荷の目標値波形信号に対してフィードバックされ、その偏差に応じた信号がサーボバルブ１８に対して動作目標値信号として供給される。   High pressure air from an air supply source is supplied to the pneumatic cylinder 14 via a servo valve 18. The valve opening degree of the servo valve 18 is driven and controlled by the control device 2. That is, the control device 2 is introduced with a test force detection value by the load cell 16 and a displacement detection value of the piston 14a of the pneumatic cylinder 14 by the stroke sensor 17, and as shown below, the control amount is set as a control amount. The selected detection value is fed back to the load target value waveform signal generated by the control device 2, and a signal corresponding to the deviation is supplied to the servo valve 18 as an operation target value signal.

図２は制御装置２の構成と、他部材との関係を表すブロック図である。
サーボバルブ１８は、図２に模式的に示しているように、ケーシング１８ａと、その内部で軸方向に可動に設けられたスプール１８ｂと、そのスプール１８ｂを変位させる電磁コイル１８ｃ、およびスプール１８ｂの変位を検出する変位センサ１８ｄを主体として構成されている。 FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the control device 2 and the relationship with other members.
As schematically shown in FIG. 2, the servo valve 18 includes a casing 18a, a spool 18b that is movably provided in the axial direction therein, an electromagnetic coil 18c that displaces the spool 18b, and a spool 18b. A displacement sensor 18d that detects displacement is mainly used.

制御装置２は、負荷の目標値波形信号を発生する目標値波形発生部２１と、前記したロードセル１６の出力およびストロークセンサ１７の出力をそれぞれ増幅するロードアンプ２２およびストロークアンプ２３、そのロードセル１６による試験力検出値およびストロークセンサ１７によるピストン１４ａの変位検出値のうちのいずれかを制御量として選択するスイッチ２４、そのスイッチ２４により選択された信号を目標値波形発生部２１からの目標値波形信号にフィードバックするフィードバック回路２５、そのフィードバック回路２５により得られる偏差を増幅するアンプ２６を備えるとともに、そのアンプ２６の出力を動作目標値信号として、サーボバルブ１８のスプール１８ｂを駆動制御するバルブ制御回路３を備えている。   The control device 2 includes a target value waveform generator 21 that generates a load target value waveform signal, a load amplifier 22 and a stroke amplifier 23 that amplify the output of the load cell 16 and the output of the stroke sensor 17, respectively, and the load cell 16. A switch 24 that selects one of the test force detection value and the displacement detection value of the piston 14 a by the stroke sensor 17 as a control amount, and a signal selected by the switch 24 is a target value waveform signal from the target value waveform generator 21. A feedback circuit 25 that feeds back the signal, and an amplifier 26 that amplifies the deviation obtained by the feedback circuit 25, and a valve control circuit 3 that drives and controls the spool 18b of the servo valve 18 using the output of the amplifier 26 as an operation target value signal. It has.

バルブ制御回路３は、サーボバルブ１８のスプール１８ｂの変位を検出する前記した変位センサ１８ｄの出力を増幅してスプール１８ｂの変位検出値として出力するスプール変位アンプ３１と、そのスプール変位アンプ３１の出力を微分してスプール１８ｂの速度検出値に変換して出力する微分回路３２と、これらの変位検出値および速度検出値をそれぞれ前記したアンプ２６の出力であるサーボバルブ１８の動作目標値信号に対してフィードバックする２つのフィードバックループ３３と３４、これらの各フィードバックループ３３，３４により得られる各偏差を個別に増幅するアンプ３５，３６、これらの各アンプ３５，３６の出力を加算する加算回路３７、およびその加算結果を電流に変換するパワーアンプ３８を主体として構成されている。   The valve control circuit 3 amplifies the output of the displacement sensor 18d that detects the displacement of the spool 18b of the servo valve 18 and outputs it as a displacement detection value of the spool 18b, and the output of the spool displacement amplifier 31. Is differentiated into a speed detection value of the spool 18b and output, and the displacement detection value and the speed detection value are respectively output to the operation target value signal of the servo valve 18 which is the output of the amplifier 26. Feedback loops 33 and 34 for feedback, amplifiers 35 and 36 for individually amplifying the deviations obtained by the feedback loops 33 and 34, and an adder circuit 37 for adding the outputs of the amplifiers 35 and 36, And a power amplifier 38 that converts the addition result into current. There.

以上のバルブ制御回路３の構成において、アンプ２６を通じて供給されるサーボバルブ１８の動作目標値信号に対し、スプール１８ｂの変位検出値と速度検出値の双方がフィードバックされてそれぞれの偏差が求められ、これらの各偏差はそれぞれのアンプ３５および３６によって増幅された後に加算され、その加算値がスプール１８ｂを変位させる電磁コイル１８ｃに流す電流の大きさを決定することになるが、各アンプ３５および３６のゲインＫ１およびＫ２は、Ｋ２≫Ｋ１となっている。すなわち、動作目標値信号に対する速度検出信号の偏差の重みを、変位検出信号の偏差の重みよりも極端に重く、例えば数十倍としている。   In the configuration of the valve control circuit 3 described above, both the displacement detection value and the speed detection value of the spool 18b are fed back to the operation target value signal of the servo valve 18 supplied through the amplifier 26, and the respective deviations are obtained. These deviations are added after being amplified by the respective amplifiers 35 and 36, and the added value determines the magnitude of the current flowing through the electromagnetic coil 18c that displaces the spool 18b. The gains K1 and K2 are K2 >> K1. That is, the weight of the deviation of the speed detection signal with respect to the motion target value signal is extremely heavier than the weight of the deviation of the displacement detection signal, for example, several tens of times.

以上の本発明の実施の形態によると、スプール１８ｂは、その速度が速い場合には速度制御が支配的となり、また、速度が遅い場合には変位制御となる。このことは、負荷の目標値波形信号の周波数が低い場合には、サーボバルブ１８は従来と同様に流量制御特性のもとに動作するが、周波数が高い場合には、サーボバルブ１８は圧力制御特性のもとに動作することになる。その結果、空圧シリンダ１４を含む負荷機構の共振を抑制することができる。   According to the above-described embodiment of the present invention, the spool 18b has a speed control dominant when the speed is high, and a displacement control when the speed is low. This means that when the frequency of the target value waveform signal of the load is low, the servo valve 18 operates based on the flow rate control characteristics as in the prior art, but when the frequency is high, the servo valve 18 is pressure controlled. It will operate under the characteristics. As a result, resonance of the load mechanism including the pneumatic cylinder 14 can be suppressed.

図３は以上の本発明の実施の形態による負荷機構の周波数応答特性を示すグラフであり、図４はスプール１８ｂを従来と同様に変位制御とした場合、つまり図２の構成においてＫ１≫Ｋ２とした場合の負荷機構の周波数応答特性を示すグラフである。これらのグラフから明らかなように、スプール１８ｂを変位制御とした従来と同等の構成では、９０Ｈｚ近傍で共振するのに対し、本発明の実施の形態ではその共振が抑制されている。   FIG. 3 is a graph showing the frequency response characteristics of the load mechanism according to the above-described embodiment of the present invention. FIG. 4 shows a case where the spool 18b is displaced as in the conventional case, that is, in the configuration of FIG. It is a graph which shows the frequency response characteristic of the load mechanism at the time of doing. As is apparent from these graphs, in the configuration equivalent to the conventional configuration in which the spool 18b is displacement controlled, the resonance occurs in the vicinity of 90 Hz, whereas in the embodiment of the present invention, the resonance is suppressed.

従って、本発明の実施の形態によると、負荷機構の共振を抑制することができる結果、共振点近傍で試験を行う場合においても制御ゲイン（図２におけるアンプ２６のゲイン）を高くすることができ、制御の剛性を高くして安定して目標値の波形通りの試験を行うことができる。   Therefore, according to the embodiment of the present invention, the resonance of the load mechanism can be suppressed. As a result, the control gain (the gain of the amplifier 26 in FIG. 2) can be increased even when a test is performed near the resonance point. The control rigidity can be increased and the test according to the waveform of the target value can be performed stably.

なお、以上の実施の形態においては、本発明をエアサーボ式の材料試験機に適用した例を示したが、本発明は、油圧サーボ式の材料試験機にも等しく適用し得ることは勿論である。   In the above embodiment, the example in which the present invention is applied to an air servo type material testing machine has been shown. However, the present invention can be applied to a hydraulic servo type material testing machine equally. .

本発明をエアサーボ式材料試験機に適用した実施の形態の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of an embodiment in which the present invention is applied to an air servo type material testing machine. 図１の実施の形態における制御装置２の構成と他部材との関係を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the relationship between the structure of the control apparatus 2 in embodiment of FIG. 1, and another member. 本発明の実施の形態による負荷機構の周波数応答特性を示すグラフである。It is a graph which shows the frequency response characteristic of the load mechanism by embodiment of this invention. 図３で用いたものと同じ負荷機構を従来と同様の制御のもとに駆動したときの周波数応答特性を示すグラフである。It is a graph which shows the frequency response characteristic when driving the same load mechanism as what was used in FIG. 3 under the control similar to the past.

符号の説明Explanation of symbols

１ 試験機本体
１１ テーブル
１２ 支柱
１３ クロスヘッド
１４ 空圧シリンダ
１５ａ，１５ｂ 掴み具
１６ ロードセル
１７ ストロークセンサ
１８ サーボバルブ
１８ａ ケーシング
１８ｂ スプール
１８ｃ 電磁コイル
１８ｄ 変位センサ
２ 制御装置
２１ 目標値波形発生部
２５ フィードバック回路
２６ アンプ
３ バルブ制御回路
３１ スプール変位アンプ
３２ 微分回路
３３，３４ フィードバックループ
３５，３６ アンプ
３７ 加算回路
３８ パワーアンプ
Ｗ 試験片 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Test machine main body 11 Table 12 Support | pillar 13 Cross head 14 Pneumatic cylinder 15a, 15b Grasp 16 Load cell 17 Stroke sensor 18 Servo valve 18a Casing 18b Spool 18c Electromagnetic coil 18d Displacement sensor 2 Controller 21 Target value waveform generation part 25 Feedback circuit 26 Amplifier 3 Valve control circuit 31 Spool displacement amplifier 32 Differentiation circuit 33, 34 Feedback loop 35, 36 Amplifier 37 Addition circuit 38 Power amplifier W Test piece

Claims (2)

試験片に対して動的負荷を加える負荷機構のアクチュエータとして流体圧シリンダを用いるとともに、その流体圧シリンダの作動流体をサーボバルブを介して供給するとともに、そのサーボバルブのスプールは、負荷の目標値波形信号に制御量の検出値をフィードバックして得られる偏差信号に基づいて駆動制御されるように構成された流体圧サーボ式材料試験機において、
上記サーボバルブのスプールの速度検出信号および変位検出信号の双方が上記偏差信号にフィードバックされてそれぞれの差が算出され、その各差をそれぞれに重み付けして加算した信号が上記スプールの駆動に供されるとともに、上記偏差信号と速度検出信号との差の重みを、偏差信号と変位検出信号のとの差の重みよりも大きくすることを特徴とする流体圧サーボ式材料試験機。 A fluid pressure cylinder is used as an actuator of a load mechanism that applies a dynamic load to the test piece, and the working fluid of the fluid pressure cylinder is supplied via a servo valve. The spool of the servo valve is a target load value. In a fluid pressure servo type material testing machine configured to be driven and controlled based on a deviation signal obtained by feeding back a detected value of a control amount to a waveform signal,
Both the speed detection signal and the displacement detection signal of the spool of the servo valve are fed back to the deviation signal, the respective differences are calculated, and a signal obtained by weighting and adding each difference is provided for driving the spool. Rutotomoni, the deviation signal and the weighting of the difference between the speed detection signal, the fluid pressure servo type testing machine, which comprises greater than the weight of the difference between the deviation signal and the displacement detection signal. 上記スプールの変位を検出する変位センサと、その変位センサによる変位検出信号を微分する微分回路を備え、その微分回路の出力が上記スプールの速度検出信号として用いられることを特徴とする請求項１に記載の流体圧サーボ式材料試験機。   2. A displacement sensor for detecting the displacement of the spool and a differentiation circuit for differentiating a displacement detection signal from the displacement sensor, and an output of the differentiation circuit is used as a speed detection signal of the spool. The fluid pressure servo type material testing machine described.
JP2005188623A 2005-06-28 2005-06-28 Fluid pressure servo type material testing machine Expired - Fee Related JP4390077B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005188623A JP4390077B2 (en) 2005-06-28 2005-06-28 Fluid pressure servo type material testing machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005188623A JP4390077B2 (en) 2005-06-28 2005-06-28 Fluid pressure servo type material testing machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007010360A JP2007010360A (en) 2007-01-18
JP4390077B2 true JP4390077B2 (en) 2009-12-24

Family

ID=37749089

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005188623A Expired - Fee Related JP4390077B2 (en) 2005-06-28 2005-06-28 Fluid pressure servo type material testing machine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4390077B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107957376B (en) * 2017-12-20 2020-04-14 长江水利委员会长江科学院 Micro-electro-mechanical gas-liquid servo joint control field rock-soil mechanical test device and method
CN111022437A (en) * 2019-12-30 2020-04-17 天津福云天翼科技有限公司 Hydraulic cylinder system control method and device, electronic equipment and storage medium

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007010360A (en) 2007-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8096339B2 (en) Ultrasonic welding tool with fluid drive
JP4687944B2 (en) Air servo gun cylinder for welding and control method thereof
US20090199703A1 (en) Positioner for double-acting pneumatic actuator, double-acting pneumatic actuator and method for operating the double-acting pneumatic actuator
PT1830979E (en) Method for controlling a compensation cylinder unit, in particular for a welding device
JP4668991B2 (en) Pressure medium cylinder with pressure amplification
JP4390077B2 (en) Fluid pressure servo type material testing machine
JP4595017B2 (en) Servo die cushion control device
JP5109948B2 (en) Material testing machine
KR900006220A (en) Operating force control device for operating lever
CN103134733A (en) Durability testing apparatus
JP2005337812A (en) Material testing machine
JP2008164463A (en) Tester
US6834551B2 (en) Hydraulic servo-type material testing apparatus
GB2315371A (en) Electomagnetic linear actuator with air pressure assistance
JP2005049218A (en) Material testing machine
JP2006220244A (en) Hydraulic actuator control method and its device
JP4432053B2 (en) Hydraulic actuator control method and apparatus
JP2002276611A (en) Hydraulic operation system, sheet metal working machine and industrial machine
JPH05163000A (en) Hydraulic load balancer
JP6836341B2 (en) Cylinder control device
JP4078541B2 (en) Material testing machine
JP2015062211A (en) Contactor
JP2009275917A (en) Air cylinder driving device
JP3716976B2 (en) Electro-hydraulic servo type material testing machine
JP2019032261A (en) Vibration testing machine

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20071025

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090617

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090810

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090916

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121016

Year of fee payment: 3

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4390077

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090929

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121016

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121016

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131016

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees