JP7140033B2

JP7140033B2 - Material testing machine and control method for material testing machine

Info

Publication number: JP7140033B2
Application number: JP2019070255A
Authority: JP
Inventors: 景視伊藤; 融松浦
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2019-04-01
Filing date: 2019-04-01
Publication date: 2022-09-21
Anticipated expiration: 2039-04-01
Also published as: JP2020169842A

Description

本発明は、材料試験機、及び材料試験機の制御方法に関する。 The present invention relates to a material testing machine and a control method for the material testing machine.

従来、材料試験機の材料試験においては、試験対象に負荷を付与する負荷機構の駆動対象に指示を与え制御対象とする計測値をフィードバックする制御が行われている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、クロスヘッドを移動させて試験片に試験力を付与する負荷機構をフィードバック制御する材料試験機を開示している。 Conventionally, in a material test of a material testing machine, control is performed by giving an instruction to a driving object of a load mechanism that applies a load to a test object and feeding back a measured value to be controlled (see, for example, Patent Document 1). . Patent Literature 1 discloses a material testing machine that feedback-controls a load mechanism that moves a crosshead and applies a test force to a test piece.

特開２００５－３３７８１２号公報JP 2005-337812 A

特許文献１記載のような材料試験機では、試験対象に対して、試験力を予め設定された目標値まで一定の速度で増加させたのち、試験力を目標値で保持する試験条件で試験を行なう場合がある。このような試験では、試験対象に付与される試験力をロードセル等のセンサにより測定して、測定された測定値に基づいて制御の切り替えを行なっている。しかしながら、フィードバック制御を他のフィードバック制御に切り替える場合、測定値が、目標値に到達してから制御の切り替えを行なうと、オーバーシュートが発生してしまう場合がある。 In the material testing machine as described in Patent Document 1, the test force is increased at a constant speed to a preset target value for the test object, and then the test is performed under test conditions in which the test force is held at the target value. It may be done. In such a test, a test force applied to a test object is measured by a sensor such as a load cell, and control is switched based on the measured value. However, when feedback control is switched to another feedback control, overshoot may occur if the control is switched after the measured value reaches the target value.

本発明は、オーバーシュートの発生を抑制し、負荷機構を精度良くフィードバック制御できる材料試験機、及び材料試験機の制御方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a material testing machine capable of suppressing the occurrence of overshoot and accurately feedback-controlling a load mechanism, and a control method for the material testing machine.

本発明の第１の態様は、試験対象に負荷を付与する負荷機構と、前記負荷により前記試験対象に生じる物理量、又は前記負荷機構に生じる物理量を測定する測定器と、前記測定器の出力する測定値と、前記物理量の目標値との偏差に基づいて前記負荷機構を制御し、前記測定値を予め設定された設定値に到達させるフィードバック制御を実行する制御部と、を備え、前記制御部は、前記フィードバック制御において、前記物理量の目標値が、前記設定値に、前記フィードバック制御の制御遅延に対応した前記測定値の増加分を加算した加算値以上になった場合に、前記物理量の目標値を前記設定値に固定する材料試験機に関する。 A first aspect of the present invention includes a load mechanism that applies a load to a test object, a measuring device that measures a physical quantity caused by the load on the test object or a physical quantity caused by the load mechanism, and an output of the measuring device a control unit that controls the load mechanism based on the deviation between the measured value and the target value of the physical quantity, and performs feedback control that causes the measured value to reach a preset set value; is, in the feedback control, when the target value of the physical quantity becomes equal to or greater than the addition value obtained by adding the increase in the measured value corresponding to the control delay of the feedback control to the set value, the target value of the physical quantity It relates to a material testing machine that fixes the value to said set value.

本発明の第２の態様は、負荷機構により試験対象に負荷を付与する材料試験機の制御方法であって、前記負荷により前記試験対象に生じる物理量、又は前記負荷機構に生じる物理量を測定器に測定させるステップと、前記測定器により測定された測定値と、前記物理量の目標値との偏差に基づいて前記負荷機構を制御し、前記測定値を予め設定された設定値に到達させるフィードバック制御を実行する制御ステップと、を有し、前記制御ステップは、前記フィードバック制御において、前記物理量の目標値が、前記設定値に、前記フィードバック制御の制御遅延に対応した前記測定値の増加分を加算した加算値以上になった場合に、前記物理量の目標値を前記設定値に固定する材料試験機の制御方法に関する。 A second aspect of the present invention is a control method for a material testing machine in which a load is applied to a test object by a load mechanism, wherein a physical quantity generated in the test object by the load or a physical quantity generated in the load mechanism is transmitted to a measuring device. and feedback control for controlling the load mechanism based on the deviation between the measured value measured by the measuring device and the target value of the physical quantity so that the measured value reaches a preset set value. and a control step to be executed, wherein in the feedback control, the target value of the physical quantity is the set value plus an increase in the measured value corresponding to the control delay of the feedback control. The present invention relates to a control method for a material testing machine that fixes the target value of the physical quantity to the set value when the value is equal to or greater than the addition value.

本発明の第１の態様によれば、物理量の目標値が、設定値に、フィードバック制御の制御遅延に対応した測定値の増加分を加算した加算値以上になった場合に、物理量の目標値が設定値に固定される。このため、測定値が設定値を超える前に、物理量の目標値が設定値に固定して試験対象に付与される負荷が、設定値よりも大きくならないように抑制することができる。このため、オーバーシュートの発生を抑制し、負荷機構を制度よくフィードバック制御できる。 According to the first aspect of the present invention, when the target value of the physical quantity becomes equal to or greater than the addition value obtained by adding the increment of the measured value corresponding to the control delay of the feedback control to the set value, the target value of the physical quantity is fixed to the set value. Therefore, before the measured value exceeds the set value, the target value of the physical quantity is fixed at the set value and the load applied to the test object can be suppressed so as not to exceed the set value. Therefore, the occurrence of overshoot can be suppressed, and feedback control of the load mechanism can be performed with good accuracy.

本発明の第２の態様によれば、本発明の第１の態様と同様の効果を奏する。 According to the second aspect of the present invention, the same effects as those of the first aspect of the present invention can be obtained.

本実施形態の材料試験機の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the material testing machine of this embodiment. ロードセルの測定データと、制御目標値との時間推移を示す図である。It is a figure which shows the time transition of the measurement data of a load cell, and a control target value. ロードセルの測定データと、制御目標値との時間推移を示す図である。It is a figure which shows the time transition of the measurement data of a load cell, and a control target value. ロードセルの測定データと、制御目標値との時間推移を示す図である。It is a figure which shows the time transition of the measurement data of a load cell, and a control target value. 材料試験機の試験動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the test operation|movement of a material testing machine. 材料試験機の試験動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the test operation|movement of a material testing machine.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態の材料試験機１の構成を模式的に示す図である。
材料試験機１は、試験対象である試験片ＴＰに試験力Ｆを付与する試験機本体２と、試験機本体２の作動を制御する制御装置１００とを備える。試験力Ｆとは、試験機本体２により試験片ＴＰに付与される引張荷重や圧縮荷重等の負荷を意味する。本実施形態の材料試験機１は、材料試験として圧縮試験を実行する場合を例にして説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of a material testing machine 1 of this embodiment.
The material testing machine 1 includes a testing machine main body 2 that applies a test force F to a test piece TP to be tested, and a control device 100 that controls the operation of the testing machine main body 2 . The test force F means a load such as a tensile load or a compressive load applied to the test piece TP by the tester body 2 . The material testing machine 1 of the present embodiment will be described by taking as an example a case where a compression test is performed as a material test.

試験機本体２は、テーブル６と、このテーブル６上に鉛直方向を向く状態で回転可能に立設された一対のネジ棹８、９と、これらのネジ棹８、９に沿って移動可能なクロスヘッド１０と、クロスヘッド１０を移動させて試験片ＴＰに試験力Ｆを付与する負荷機構１２とを備える。 The testing machine main body 2 includes a table 6, a pair of screw rods 8, 9 rotatably erected on the table 6 in a vertical direction, and movable along the screw rods 8, 9. A crosshead 10 and a load mechanism 12 for moving the crosshead 10 and applying a test force F to the test piece TP are provided.

一対のネジ棹８、９は、ボールネジから成り、クロスヘッド１０は、各ネジ棹８、９に対して図示を省略したナットを介して連結される。負荷機構１２は、各ネジ棹８、９の下端部に連結されるウォーム減速機１６、１７と、各ウォーム減速機１６、１７に連結されるサーボモータ１８とを備える。負荷機構１２は、ウォーム減速機１６、１７を介して、一対のネジ棹８、９にサーボモータ１８の回転を伝達し、ネジ棹８、９が同期して回転することにより、クロスヘッド１０がネジ棹８、９に沿って昇降する。 The pair of screw heads 8 and 9 are ball screws, and the crosshead 10 is connected to each of the screw heads 8 and 9 via nuts (not shown). The load mechanism 12 includes worm reduction gears 16 and 17 connected to the lower ends of the screw heads 8 and 9 and a servomotor 18 connected to the worm reduction gears 16 and 17 . The load mechanism 12 transmits the rotation of the servomotor 18 to the pair of screw heads 8 and 9 via the worm reduction gears 16 and 17, and the crosshead 10 is rotated by the synchronized rotation of the screw heads 8 and 9. It goes up and down along screw rods 8 and 9.

また、負荷機構１２は、ロータリエンコーダ２０を備える。ロータリエンコーダ２０は、サーボモータ１８の回転に対応してパルス信号Ａ１を出力する。パルス信号Ａ１は制御装置１００に入力される。 The load mechanism 12 also includes a rotary encoder 20 . The rotary encoder 20 outputs a pulse signal A1 corresponding to the rotation of the servomotor 18. FIG. Pulse signal A1 is input to control device 100 .

クロスヘッド１０には、固定具２１Ａを介して圧盤２１が付設され、テーブル６には、固定具２２Ａを介して支持台２２が付設される。試験機本体２は、圧縮試験において試験片ＴＰを圧縮する場合、制御装置１００の制御により、支持台２２に載置された試験片ＴＰに対してクロスヘッド１０を下降させ、圧盤２１と支持台２２とにより試験片ＴＰに試験力Ｆを付与する。 A platen 21 is attached to the crosshead 10 via a fixture 21A, and a support base 22 is attached to the table 6 via a fixture 22A. When compressing the test piece TP in the compression test, the testing machine main body 2 lowers the crosshead 10 with respect to the test piece TP placed on the support base 22 under the control of the control device 100, and the platen 21 and the support base 22 applies a test force F to the test piece TP.

材料試験機１は、圧盤２１及び支持台２２に代えて、試験片ＴＰの上端部を把持する上つかみ具と下端部を把持する下つかみ具とを備え、これらつかみ具により試験片ＴＰを把持した状態で、試験片ＴＰに圧縮試験の試験力Ｆを与える構成でもよい。 Instead of the platen 21 and the support base 22, the material testing machine 1 includes an upper gripper for gripping the upper end of the test piece TP and a lower gripper for gripping the lower end of the test piece TP. In this state, a test force F for a compression test may be applied to the test piece TP.

また、試験機本体２は、物理量を測定する複数の検出器を備える。本実施形態の試験機本体２は、試験片ＴＰに付与される試験力Ｆを測定するロードセル１４と、試験片ＴＰの縮みに相当する変位を測定する変位計３０とを検出器として備える。変位計３０は、本発明の「第１測定器」に対応し、ロードセル１４は、本発明の「第２測定器」に対応する。また、変位計３０が測定する試験片ＴＰの変位量は、本発明の「試験対象に生じる物理量」に対応する。また、ロードセル１４が測定する試験力Ｆは、本発明の「負荷機構に発生する負荷」に対応する。 Moreover, the testing machine main body 2 includes a plurality of detectors for measuring physical quantities. The testing machine main body 2 of this embodiment includes a load cell 14 for measuring the test force F applied to the test piece TP, and a displacement meter 30 for measuring displacement corresponding to shrinkage of the test piece TP as detectors. The displacement meter 30 corresponds to the "first measuring device" of the present invention, and the load cell 14 corresponds to the "second measuring device" of the present invention. Further, the amount of displacement of the test piece TP measured by the displacement meter 30 corresponds to the "physical quantity occurring in the test object" of the present invention. Also, the test force F measured by the load cell 14 corresponds to the "load generated in the load mechanism" of the present invention.

ロードセル１４は、試験片ＴＰに付与される試験力Ｆを測定する。ロードセル１４は、測定した試験力Ｆを示す測定信号Ａ２を制御装置１００に出力する。
変位計３０は、試験片ＴＰを把持し、試験片ＴＰと共に変位する上アーム３１及び下アーム３３と、上アーム３１及び下アーム３３の変位を検出する歪みゲージ３５とを備える。変位計３０は、試験片ＴＰにおける標点間の距離の変位を測定する。変位計３０は、例えば、ひずみ計測が可能な伸び計である。変位計３０は、測定した距離の変位量を示す測定信号Ａ３を出力する。変位計３０が出力した測定信号Ａ３は、制御装置１００に入力される。 A load cell 14 measures the test force F applied to the test piece TP. The load cell 14 outputs a measurement signal A2 indicating the measured test force F to the control device 100. FIG.
The displacement gauge 30 includes an upper arm 31 and a lower arm 33 that hold the test piece TP and are displaced together with the test piece TP, and a strain gauge 35 that detects the displacement of the upper arm 31 and the lower arm 33 . The displacement meter 30 measures the displacement of the distance between gauge points on the test piece TP. The displacement meter 30 is, for example, an extensometer capable of strain measurement. The displacement meter 30 outputs a measurement signal A3 indicating the amount of displacement of the measured distance. A measurement signal A3 output by the displacement meter 30 is input to the control device 100 .

次に、制御装置１００について説明する。制御装置１００は、試験機本体２を制御する装置であり、試験機本体２との間で信号を送受信可能に接続される。試験機本体２から入力される信号には、ロータリエンコーダ２０から出力されるパルス信号Ａ１や、ロードセル１４から出力される測定信号Ａ２、変位計３０から出力される測定信号Ａ３等が含まれる。 Next, the control device 100 is described. The control device 100 is a device that controls the testing machine main body 2 and is connected to the testing machine main body 2 so that signals can be transmitted and received. Signals input from the testing machine body 2 include a pulse signal A1 output from the rotary encoder 20, a measurement signal A2 output from the load cell 14, a measurement signal A3 output from the displacement meter 30, and the like.

制御装置１００は、ロードアンプ１１１、ローパスフィルタ１１２、Ａ／Ｄ（Analog-to-digital）変換器１１３、ストレインアンプ１２１、Ａ／Ｄ変換器１２３、カウンタ回路１３１、サーボアンプ１３３、表示器１４１、操作部１４５及び制御部１５０を備える。ローパスフィルタ１１２を、以下ではＬＰＦ（Low-pass filter）１１２と略記する。 The control device 100 includes a load amplifier 111, a low-pass filter 112, an A/D (Analog-to-digital) converter 113, a strain amplifier 121, an A/D converter 123, a counter circuit 131, a servo amplifier 133, a display 141, An operation unit 145 and a control unit 150 are provided. The low-pass filter 112 is abbreviated as LPF (Low-pass filter) 112 below.

ロードセル１４から出力された測定信号Ａ２は、ロードアンプ１１１に入力される。ロードアンプ１１１は、測定信号Ａ２を増幅してＬＰＦ１１２に出力する。ＬＰＦ１１２は、入力された測定信号Ａ２に含まれるノイズを低減するため、測定信号Ａ２にフィルタ処理を行う。ＬＰＦ１１２は、フィルタ処理した測定信号Ａ２をＡ／Ｄ変換器１１３に出力する。Ａ／Ｄ変換器１１３は、入力されたアナログの測定信号Ａ２にＡ／Ｄ変換を行い、デジタルの測定データに変換する。Ａ／Ｄ変換器１１３は、変換した測定データを制御部１５０に出力する。 A measurement signal A2 output from the load cell 14 is input to the load amplifier 111 . The load amplifier 111 amplifies the measurement signal A2 and outputs it to the LPF 112 . The LPF 112 filters the input measurement signal A2 to reduce noise contained in the measurement signal A2. LPF 112 outputs the filtered measurement signal A2 to A/D converter 113 . The A/D converter 113 performs A/D conversion on the input analog measurement signal A2 to convert it into digital measurement data. The A/D converter 113 outputs the converted measurement data to the control section 150 .

ストレインアンプ１２１は、変位計３０から出力される測定信号Ａ３を増幅し、増幅した測定信号Ａ３をＡ／Ｄ変換器１２３に出力する。Ａ／Ｄ変換器１２３は、入力されたアナログの測定信号Ａ３にＡ／Ｄ変換を行い、デジタルの測定データに変換する。Ａ／Ｄ変換器１１３は、変換した測定データを制御部１５０に出力する。 The strain amplifier 121 amplifies the measurement signal A3 output from the displacement meter 30 and outputs the amplified measurement signal A3 to the A/D converter 123 . The A/D converter 123 performs A/D conversion on the input analog measurement signal A3 to convert it into digital measurement data. The A/D converter 113 outputs the converted measurement data to the control section 150 .

カウンタ回路１３１は、ロータリエンコーダ２０が出力するパルス信号Ａ１のパルス数を計数し、サーボモータ１８の回転量、すなわちサーボモータ１８の回転によって移動するクロスヘッド１０の移動量であるストローク値を示す測定データを制御部１５０に出力する。 The counter circuit 131 counts the number of pulses of the pulse signal A1 output by the rotary encoder 20, and measures the amount of rotation of the servomotor 18, that is, the stroke value which is the amount of movement of the crosshead 10 moved by the rotation of the servomotor 18. Data is output to the control unit 150 .

本実施形態では、負荷機構１２にロータリエンコーダ２０を搭載し、ロータリエンコーダ２０が出力するパルス信号Ａ１のパルス数を計数する構成であるが、ロータリエンコーダ２０に代えて、ネジ棹８、９の少なくとも一方に装着されるエンコーダを備える構成でもよい。この構成の場合、当該エンコーダは、装着されたネジ棹８、９の少なくとも一方が所定角度回転する毎に１つのパルスを出力する信号を生成し、カウンタ回路１３１に出力する。カウンタ回路１３１は、エンコーダが出力する信号のパルス数を計数し、ネジ棹の回転量、すなわちネジ棹の回転によって移動するクロスヘッド１０の移動量であるストローク値を示す信号を制御部１５０にデジタル信号で出力する。 In this embodiment, the rotary encoder 20 is mounted on the load mechanism 12, and the number of pulses of the pulse signal A1 output by the rotary encoder 20 is counted. A configuration including an encoder mounted on one side may be used. In this configuration, the encoder generates a signal that outputs one pulse each time at least one of the mounted screw heads 8 and 9 rotates by a predetermined angle, and outputs the signal to the counter circuit 131 . The counter circuit 131 counts the number of pulses of the signal output by the encoder, and digitally outputs to the control unit 150 a signal indicating the amount of rotation of the screw neck, that is, the stroke value, which is the amount of movement of the crosshead 10 moved by the rotation of the screw neck. output as a signal.

サーボアンプ１３３は、制御部１５０から供給される指令値に対応した電流をサーボモータ１８に供給する。サーボモータ１８は、サーボアンプ１３３から供給される電流により回転駆動される。 The servo amplifier 133 supplies the current corresponding to the command value supplied from the control section 150 to the servo motor 18 . The servo motor 18 is rotationally driven by current supplied from the servo amplifier 133 .

表示器１４１は、制御部１５０の制御により、ロードセル１４により測定された試験力Ｆの測定値や、変位計３０により測定された変位量の測定値を表示する。操作部１４５は、圧縮試験を含む材料試験条件の設定や各種設定パラメータの設定値、圧縮試験を含む材料試験の実行指示や中断指示等の操作を受け付ける。 The display 141 displays the measured value of the test force F measured by the load cell 14 and the measured value of the displacement measured by the displacement meter 30 under the control of the control unit 150 . The operation unit 145 accepts operations such as setting of material test conditions including compression tests, setting values of various setting parameters, execution instructions and interruption instructions of material tests including compression tests.

次に、制御部１５０について説明する。
制御部１５０は、メモリ１６０及びプロセッサ１７０を備えるコンピュータ装置である。制御部１５０は、メモリ１６０及びプロセッサ１７０の他に、ＨＤＤやＳＳＤなどのストレージや、外部装置に接続可能なインターフェイス回路を備える。制御部１５０は、ＩＣチップやＬＳＩなどの集積回路といった１又は複数の回路により構成してもよい。 Next, the controller 150 will be described.
Control unit 150 is a computer device that includes memory 160 and processor 170 . In addition to the memory 160 and the processor 170, the control unit 150 includes a storage such as an HDD or an SSD, and an interface circuit that can be connected to an external device. The control unit 150 may be composed of one or a plurality of circuits such as integrated circuits such as IC chips and LSIs.

メモリ１６０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性のメモリデバイスと、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性のメモリデバイスとを備え、プロセッサ１７０が実行する制御プログラム１６３及び目標データ１６５を記憶する。
目標データ１６５は、圧縮試験を含む材料試験における物理量の目標値を示すデータである。物理量には、ロードセル１４により測定される試験力Ｆや、試験力Ｆの単位時間当たりの変化量を示す速度、変位計３０により測定される試験片ＴＰの変位量や、変位量の単位時間当たりの変化量を示す速度等が含まれる。 The memory 160 includes a nonvolatile memory device such as a ROM (Read Only Memory) and a volatile memory device such as a RAM (Random Access Memory), and stores a control program 163 and target data 165 executed by the processor 170. do.
The target data 165 is data indicating target values of physical quantities in material tests including compression tests. The physical quantities include the test force F measured by the load cell 14, the velocity indicating the amount of change in the test force F per unit time, the displacement amount of the test piece TP measured by the displacement meter 30, and the displacement amount per unit time. The speed etc. which show the amount of change of are included.

プロセッサ１７０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro-processing unit）等の演算装置であり、制御プログラム１６３を実行して制御装置１００の各部を制御する。制御部１５０は、試験機本体２の負荷機構１２としてサーボモータ１８をフィードバック制御して圧縮試験を実行する。 The processor 170 is an arithmetic device such as a CPU (Central Processing Unit) or an MPU (Micro-processing unit), and executes a control program 163 to control each part of the control device 100 . The control unit 150 feedback-controls the servomotor 18 as the load mechanism 12 of the testing machine main body 2 to perform the compression test.

制御部１５０は、指令値演算部１７５を備える。指令値演算部１７５は、サーボアンプ１３３に出力する指令値を演算する。指令値演算部１７５は、ロードセル１４により測定された試験力Ｆの測定値、又は変位計３０により測定された変位量の測定値と、制御目標値と、の偏差を減少させるサーボモータ１８の回転量を演算し、演算した回転量を示す指令値をサーボアンプ１３３に出力する。 The controller 150 includes a command value calculator 175 . The command value calculator 175 calculates a command value to be output to the servo amplifier 133 . The command value calculator 175 reduces the deviation between the measured value of the test force F measured by the load cell 14 or the measured value of the displacement measured by the displacement meter 30 and the control target value. The amount is calculated, and a command value indicating the calculated amount of rotation is output to the servo amplifier 133 .

制御部１５０は、フィードバック制御を実行する。フィードバック制御は、ロードセル１４により測定された試験力Ｆの測定値、又は変位計３０により測定された変位量の測定値を、制御目標値に一致させる制御である。制御部１５０は、入力された試験力Ｆの測定値又は変位量の測定値と、制御目標値との偏差に基づいて指令値演算部１７５により指令値を演算し、演算した指令値をサーボアンプ１３３に出力してサーボモータ１８の回転量を制御する。サーボモータ１８の回転量が制御されることにより、試験片ＴＰに付与される試験力Ｆや変位量が制御される。制御目標値は、目標データ１６５に基づいて設定されるフィードバック制御の目標値である。
本実施形態では、ロードセル１４により測定された試験力Ｆの測定値を、制御目標値である試験力Ｆの目標値に一致させる場合を例にして説明する。 The control unit 150 executes feedback control. Feedback control is control that matches the measured value of the test force F measured by the load cell 14 or the measured value of the amount of displacement measured by the displacement meter 30 with the control target value. The control unit 150 calculates the command value by the command value calculation unit 175 based on the deviation between the input measured value of the test force F or the measured value of the displacement amount and the control target value, and outputs the calculated command value to the servo amplifier. 133 to control the amount of rotation of the servomotor 18 . By controlling the amount of rotation of the servomotor 18, the test force F applied to the test piece TP and the amount of displacement are controlled. The control target value is a feedback control target value set based on the target data 165 .
In this embodiment, a case where the measured value of the test force F measured by the load cell 14 is matched with the target value of the test force F, which is the control target value, will be described as an example.

制御部１５０は、試験力Ｆを、予め設定された設定値である保持目標値に到達させるフィードバック制御と、保持目標値に到達した試験力Ｆを維持するフィードバック制御とを実行する。試験力Ｆを、予め設定された設定値である保持目標値に到達させるフィードバック制御は、第１フィードバック制御、第２フィードバック制御及び第３フィードバック制御の３つを有する。また、保持目標値に到達した試験力Ｆを維持するフィードバック制御を第４フィードバック制御という。 The control unit 150 performs feedback control for causing the test force F to reach a holding target value, which is a preset set value, and feedback control for maintaining the test force F that has reached the holding target value. Feedback control for causing the test force F to reach a holding target value, which is a preset set value, includes three feedback controls: first feedback control, second feedback control, and third feedback control. Further, feedback control for maintaining the test force F that has reached the holding target value is referred to as fourth feedback control.

制御部１５０は、操作部１４５により受け付けた操作により、試験力Ｆを、予め設定された設定値である保持目標値に到達させるフィードバック制御として、第１フィードバック制御、第２フィードバック制御及び第３フィードバック制御のいずれか１つを選択し、選択したフィードバック制御を実行する。選択したフィードバック制御の終了後、制御部１５０は、第４フィードバック制御を実行する。本実施形態では、第１フィードバック制御、第２フィードバック制御及び第３フィードバック制御のいずれかの実行後、第４フィードバック制御を実行する場合について説明するが、試験条件の設定によっては、第４フィードバック制を行なわなくてもよい。例えば、第１フィードバック制御、第２フィードバック制御及び第３フィードバック制御のいずれかの制御の終了により材料試験を終了させてもよいし、第１フィードバック制～第３フィードバック制のいずれかを終了後、別の値に設定された保持目標値となるように第１フィードバック制御、第２フィードバック制御及び第３フィードバック制御のいずれかを実行してもよい。 The control unit 150 performs first feedback control, second feedback control, and third feedback control for causing the test force F to reach a holding target value, which is a preset set value, by an operation received by the operation unit 145. Select any one of the controls to implement the selected feedback control. After completing the selected feedback control, the controller 150 executes the fourth feedback control. In this embodiment, the case where the fourth feedback control is executed after executing any one of the first feedback control, the second feedback control, and the third feedback control will be described. may not be performed. For example, the material test may be ended by the end of any one of the first feedback control, the second feedback control, and the third feedback control, or after finishing any one of the first feedback system to the third feedback system, Any one of the first feedback control, the second feedback control, and the third feedback control may be executed so as to achieve a holding target value set to another value.

図２は、制御部１５０が第１フィードバック制御を実行した場合の試験力Ｆの測定値と、制御目標値との時間推移を示す図である。図２に示す破線が試験力Ｆの測定値を示し、図２に示す実線が制御目標値を示す。また、図２に示す一点鎖線は、試験力Ｆの測定値であって、ＬＰＦ１１２によるフィルタ処理を行なわなかった場合のノイズを含む測定値の時間推移を示す。第１フィードバック制御を実行する場合の制御部１５０の制御状態は、２つに区分けされる。区分けされた２つの区間の前半の区間を第１区間といい、後半の区間を第２区間という。 FIG. 2 is a diagram showing temporal transitions of the measured value of the test force F and the control target value when the control unit 150 executes the first feedback control. The dashed line shown in FIG. 2 indicates the measured value of the test force F, and the solid line shown in FIG. 2 indicates the control target value. 2 is the measured value of the test force F, and indicates the temporal transition of the measured value including noise when the filter processing by the LPF 112 is not performed. The control state of the control unit 150 when executing the first feedback control is classified into two. The first section of the two divided sections is called the first section, and the latter section is called the second section.

第１区間は、試験片ＴＰに付与する試験力Ｆの単位時間当たりの変化量である速度が一定となるように制御する区間である。制御部１５０は、第１区間では、試験力Ｆの測定値と、制御目標値との偏差に基づいてサーボモータ１８の回転量を演算し、演算した回転量を示す指令値をサーボアンプ１３３に出力する。また、制御部１５０は、目標データ１６５に基づいて制御目標値を更新していく。第１フィードバック制御を実行する場合、目標データ１６５は、試験力Ｆが一定の割合で増加するように制御目標値が設定されている。目標データ１６５に基づいて制御目標値が更新されることで、試験片ＴＰに付与される試験力Ｆの速度が一定に制御される。 The first section is a section in which control is performed so that the velocity, which is the amount of change per unit time of the test force F applied to the test piece TP, is constant. In the first interval, the control unit 150 calculates the rotation amount of the servo motor 18 based on the deviation between the measured value of the test force F and the control target value, and sends a command value indicating the calculated rotation amount to the servo amplifier 133. Output. Also, the control unit 150 updates the control target value based on the target data 165 . When executing the first feedback control, the target data 165 is set with a control target value such that the test force F increases at a constant rate. By updating the control target value based on the target data 165, the speed of the test force F applied to the test piece TP is controlled to be constant.

また、制御部１５０は、制御状態を変更して、第１区間から第２区間に切り替えるタイミングを判定する。制御部１５０は、制御目標値と、第１しきい値とを比較して、第１区間を終了させるタイミングを判定する。第１しきい値は、本発明の「加算値」に対応する。第１しきい値は、保持目標値に、フィードバック制御の制御遅延に対応した試験力Ｆの増加分を加算した値に設定されている。保持目標値は、材料試験機１の使用者により事前に設定される目標値であり、本発明の「設定値」に対応する。 Further, the control unit 150 changes the control state and determines the timing of switching from the first section to the second section. Control unit 150 compares the control target value and the first threshold value to determine the timing for ending the first interval. The first threshold corresponds to the "additional value" of the present invention. The first threshold value is set to a value obtained by adding an increase in the test force F corresponding to the control delay of the feedback control to the holding target value. The retention target value is a target value set in advance by the user of the material testing machine 1, and corresponds to the "set value" of the present invention.

フィードバック制御の制御遅延には、クロスヘッド１０の移動による遅延や、ＬＰＦ１１２のフィルタ処理による遅延が含まれる。制御部１５０が指令値をサーボアンプ１３３に出力してからクロスヘッド１０が目的の位置まで動くには遅延が発生する。また、ロードセル１４により測定された測定信号Ａ２は、ＬＰＦ１１２によりノイズ成分が除去される。ＬＰＦ１１２のフィルタ処理によって制御部１５０に測定データが入力されるタイミングには遅延が生じる。第１しきい値は、保持目標値に、フィードバック制御の制御遅延に対応した試験力Ｆの増加分を加算した値に設定されている。制御遅延に対応した試験力Ｆの増加分を、以下では、制御遅延による試験力Ｆの偏差という。 The control delay of feedback control includes delay due to movement of the crosshead 10 and delay due to filtering by the LPF 112 . A delay occurs in the movement of the crosshead 10 to the target position after the controller 150 outputs the command value to the servo amplifier 133 . Also, the measurement signal A2 measured by the load cell 14 has noise components removed by the LPF 112 . Due to the filter processing of the LPF 112, a delay occurs in the timing at which the measurement data is input to the control section 150. FIG. The first threshold value is set to a value obtained by adding an increase in the test force F corresponding to the control delay of the feedback control to the holding target value. The increment of the test force F corresponding to the control delay is hereinafter referred to as the deviation of the test force F due to the control delay.

また、第４フィードバック制御として試験片ＴＰに付与される試験力Ｆを一定に保持する制御を実行する場合、フィードバック制御の制御遅延による試験力Ｆの偏差は、以下の値となる。
制御遅延による試験力Ｆの偏差＝制御目標値－ノイズ成分を含む試験力Ｆの測定値 Further, when executing the control for keeping the test force F applied to the test piece TP constant as the fourth feedback control, the deviation of the test force F due to the control delay of the feedback control becomes the following values.
Deviation of test force F due to control delay = control target value - measured value of test force F including noise component

また、第４フィードバック制御として試験片ＴＰの伸び（変位量）を一定に保持する制御を実行する場合、フィードバック制御の制御遅延による試験力Ｆの偏差は、以下の値となる。
制御遅延による試験力Ｆの偏差（伸び）＝制御遅延時間×伸びの増加速度
制御遅延時間＝制御遅延による試験力Ｆの偏差／試験力Ｆの増加速度
試験力の増加速度とは、第１区間において、一定の割合で増加させる試験力Ｆの増加速度である。伸びの増加速度とは、第１区間において、試験力Fを一定の割合で増加させているときの伸びの増加速度である。 Further, when executing the control for keeping the elongation (displacement amount) of the test piece TP constant as the fourth feedback control, the deviation of the test force F due to the control delay of the feedback control becomes the following values.
Deviation (elongation) of test force F due to control delay = control delay time × increase speed of elongation Control delay time = deviation of test force F due to control delay / speed of increase of test force F Test force increase speed is the first section , is the rate of increase of the test force F that is increased at a constant rate. The rate of increase in elongation is the rate of increase in elongation when the test force F is increased at a constant rate in the first section.

第１フィードバック制御の実行中に試験片ＴＰの伸びについて制御目標値を作成することはできないため、まず、制御遅延による試験力Ｆの偏差と、試験力Ｆの増加速度とに基づいて、制御遅延時間を算出し、算出した制御遅延時間に伸びの増加速度を掛けて、制御遅延による伸びの偏差を求める。 Since the control target value cannot be created for the elongation of the test piece TP during execution of the first feedback control, first, based on the deviation of the test force F due to the control delay and the rate of increase of the test force F, the control delay The time is calculated, and the calculated control delay time is multiplied by the rate of increase in elongation to obtain the elongation deviation due to the control delay.

制御部１５０は、制御目標値が、第１しきい値よりも小さい場合、第１フィードバック制御を継続させる。また、制御部１５０は、制御目標値が、第１しきい値以上の場合、第１フィードバック制御の第１区間を終了させ、図２に示す第２区間に移行する。 Control unit 150 continues the first feedback control when the control target value is smaller than the first threshold value. Also, when the control target value is equal to or greater than the first threshold value, the control unit 150 terminates the first section of the first feedback control and shifts to the second section shown in FIG.

制御部１５０は、第２区間では、制御目標値に保持目標値を設定する。第２区間は、ロードセル１４により測定される試験力Ｆの測定値が、保持目標値に近づくまで待機する待機期間である。制御部１５０は、第２区間では、制御目標値を保持目標値に固定する。制御部１５０は、試験力Ｆの測定値と、保持目標値との偏差を減少させるサーボモータ１８の回転量を演算し、演算した回転量を示す指令値をサーボアンプ１３３に出力する。 Control unit 150 sets the hold target value as the control target value in the second section. The second section is a waiting period for waiting until the measured value of the test force F measured by the load cell 14 approaches the holding target value. Control unit 150 fixes the control target value to the holding target value in the second interval. The control unit 150 calculates the amount of rotation of the servo motor 18 that reduces the deviation between the measured value of the test force F and the holding target value, and outputs a command value indicating the calculated amount of rotation to the servo amplifier 133 .

制御部１５０は、制御目標値である保持目標値と、測定値と差が、第２しきい値以下になると、第１フィードバック制御を終了して第４フィードバック制御を開始する。本実施形態では、第４フィードバック制御として、試験力Ｆを一定に維持する制御を実行する場合について説明する。第４フィードバック制御は、このような制御に限定されるものではない。 When the difference between the holding target value, which is the control target value, and the measured value becomes equal to or less than the second threshold value, the control unit 150 ends the first feedback control and starts the fourth feedback control. In this embodiment, a case where control for maintaining the test force F constant is executed as the fourth feedback control will be described. The fourth feedback control is not limited to such control.

制御部１５０は、ロードセル１４により測定された試験力Ｆと、目標データ１６５により設定した制御目標値との偏差を減少させるサーボモータ１８の回転量を演算し、演算した回転量を示す指令値をサーボアンプ１３３に出力する。制御目標値として、一定の試験力Ｆを設定することで、試験片ＴＰに付与される試験力Ｆが一定になるように制御される。 The control unit 150 calculates the amount of rotation of the servo motor 18 that reduces the deviation between the test force F measured by the load cell 14 and the control target value set by the target data 165, and outputs a command value indicating the calculated amount of rotation. Output to the servo amplifier 133 . By setting a constant test force F as a control target value, the test force F applied to the test piece TP is controlled to be constant.

図３は、制御部１５０が第２フィードバック制御と、第４フィードバック制御とを実行した場合のロードセル１４の測定データと、制御目標値との時間推移を示す図である。図３に示す破線が試験力Ｆの測定値を示し、図３に示す実線が制御目標値を示す。
制御部１５０は、第２フィードバック制御を実行する場合、第１フィードバック制御と同様に、試験片ＴＰに付与する試験力Ｆの速度が一定となるように制御する。具体的には、制御部１５０は、試験力Ｆの測定値と、制御目標値との偏差を減少させるサーボモータ１８の回転量を演算し、演算した回転量を示す指令値をサーボアンプ１３３に出力する。第２モードを実行する場合も、目標データ１６５として、試験力Ｆの単位時間当たりの変化量が一定となるように制御目標値が設定されている。 FIG. 3 is a diagram showing the time transition of the measured data of the load cell 14 and the control target value when the control unit 150 executes the second feedback control and the fourth feedback control. The dashed line shown in FIG. 3 indicates the measured value of the test force F, and the solid line shown in FIG. 3 indicates the control target value.
When executing the second feedback control, the control unit 150 controls the speed of the test force F applied to the test piece TP to be constant, as in the first feedback control. Specifically, the control unit 150 calculates the rotation amount of the servo motor 18 that reduces the deviation between the measured value of the test force F and the control target value, and sends a command value indicating the calculated rotation amount to the servo amplifier 133. Output. Also when the second mode is executed, the control target value is set as the target data 165 so that the amount of change in the test force F per unit time is constant.

第１フィードバック制御と第２フィードバック制御とは、次の制御への移行タイミングが異なる。制御部１５０は、第２フィードバック制御を実行する場合、目標データ１６５に基づいて設定する制御目標値が、保持目標値以上になった場合に、第２フィードバック制御を終了させる。 1st feedback control and 2nd feedback control differ in the transition timing to the next control. When executing the second feedback control, the control unit 150 terminates the second feedback control when the control target value set based on the target data 165 becomes equal to or greater than the holding target value.

図４は、制御部１５０が、第３フィードバック制御と第４フィードバック制御とを実行した場合の試験力Ｆの測定値と、制御目標値との時間推移を示す図である。図４に示す破線が試験力Ｆの測定値を示し、図４に示す実線が制御目標値を示す。
制御部１５０は、第３フィードバック制御を実行する場合、上述した第１フィードバック制御と同様に、試験片ＴＰに付与する試験力Ｆの速度が一定となるように制御する。制御部１５０は、第３フィードバック制御を実行する場合も、試験力Ｆの測定値と、制御目標値との偏差を減少させるサーボモータ１８の回転量を演算し、演算した回転量を示す指令値をサーボアンプ１３３に出力する。 FIG. 4 is a diagram showing temporal transitions of the measured value of the test force F and the control target value when the control unit 150 executes the third feedback control and the fourth feedback control. The dashed line shown in FIG. 4 indicates the measured value of the test force F, and the solid line shown in FIG. 4 indicates the control target value.
When executing the third feedback control, the control unit 150 controls the speed of the test force F applied to the test piece TP to be constant, as in the first feedback control described above. Also when executing the third feedback control, the control unit 150 calculates the rotation amount of the servo motor 18 that reduces the deviation between the measured value of the test force F and the control target value, and outputs a command value indicating the calculated rotation amount. is output to the servo amplifier 133 .

第１フィードバック制御と第３フィードバック制御とは、次の制御への移行タイミングが異なる。制御部１５０は、第３フィードバック制御を実行する場合、試験力Fの測定値が、保持目標値以上になった場合に、第３フィードバック制御を終了させる。 1st feedback control and 3rd feedback control differ in the transition timing to the next control. When executing the third feedback control, the control unit 150 terminates the third feedback control when the measured value of the test force F becomes equal to or greater than the holding target value.

次に、材料試験機１の動作について説明する。
図５及び図６は、材料試験機１の動作を示すフローチャートである。
制御部１５０は、まず、圧縮試験を開始するか否かを判別する（ステップＳ１）。制御部１５０は、操作部１４５により圧縮試験の実行を指示する操作を受け付けた場合に、圧縮試験を開始する（ステップＳ１）。 Next, operation of the material testing machine 1 will be described.
5 and 6 are flowcharts showing the operation of the material testing machine 1. FIG.
The control unit 150 first determines whether or not to start the compression test (step S1). The control unit 150 starts the compression test when an operation instructing execution of the compression test is received from the operation unit 145 (step S1).

次に、制御部１５０は、フィードバック制御の選択操作を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ２）。使用者は、操作部１４５を操作して、第１フィードバック制御、第２フィードバック制御及び第３フィードバック制御のいずれかを選択する操作を入力する。制御部１５０は、操作を受け付けていない場合（ステップＳ２／ＮＯ）、操作を受け付けるまで待機する。また、制御部１５０は、操作を受け付けた場合（ステップＳ２／ＹＥＳ）、受け付けた操作が第１フィードバック制御を選択する操作であるか否かを判定する（ステップＳ３）。 Next, the control unit 150 determines whether or not an operation for selecting feedback control has been received (step S2). A user operates the operation unit 145 to input an operation for selecting any one of the first feedback control, the second feedback control, and the third feedback control. If no operation has been accepted (step S2/NO), the control unit 150 waits until the operation is accepted. Further, when receiving an operation (step S2/YES), the control unit 150 determines whether or not the received operation is an operation for selecting the first feedback control (step S3).

制御部１５０は、受け付けた操作が第１フィードバック制御を選択する操作である場合（ステップＳ３／ＹＥＳ）、第１フィードバック制御を開始し、試験片ＴＰに試験力Ｆを付与する（ステップＳ４）。制御部１５０は、ロードセル１４により測定された試験力Ｆの測定値と、制御目標値との偏差を減少させるサーボモータ１８の回転量を演算し、演算した回転量を示す指令値をサーボアンプ１３３に出力する。これにより、サーボモータ１８が回転駆動されてクロスヘッド１０の位置が移動し、試験片ＴＰに試験力Ｆが付与される。 When the received operation is the operation of selecting the first feedback control (step S3/YES), the control unit 150 starts the first feedback control and applies the test force F to the test piece TP (step S4). The control unit 150 calculates the rotation amount of the servo motor 18 that reduces the deviation between the measured value of the test force F measured by the load cell 14 and the control target value, and outputs a command value indicating the calculated rotation amount to the servo amplifier 133. output to As a result, the servomotor 18 is rotationally driven to move the position of the crosshead 10, and the test force F is applied to the test piece TP.

次に、制御部１５０は、ロードセル１４に試験力Ｆを測定させる（ステップＳ５）。ロードセル１４は、試験片ＴＰに付与された試験力Ｆを測定し、測定結果を示す測定信号Ａ２を出力する。測定信号Ａ２は、ロードアンプ１１１、ＬＰＦ１１２及びＡ／Ｄ変換器１１３により処理され、測定データとして制御部１５０に入力される。ステップＳ５は、本発明の「測定ステップ」に対応する。 Next, the controller 150 causes the load cell 14 to measure the test force F (step S5). The load cell 14 measures the test force F applied to the test piece TP and outputs a measurement signal A2 indicating the measurement result. The measurement signal A2 is processed by the load amplifier 111, the LPF 112 and the A/D converter 113 and input to the controller 150 as measurement data. Step S5 corresponds to the "measurement step" of the present invention.

次に、制御部１５０は、目標データ１６５に基づいて制御目標値を設定する（ステップＳ６）。制御部１５０は、設定した制御目標値が、第１しきい値以上であるか否かを判定する（ステップＳ７）。第１しきい値は、保持目標値に、フィードバック制御の制御遅延に対応した試験力Ｆの増加分を加算した値である。 Next, the control unit 150 sets a control target value based on the target data 165 (step S6). The control unit 150 determines whether or not the set control target value is greater than or equal to the first threshold value (step S7). The first threshold value is a value obtained by adding an increase in the test force F corresponding to the control delay of the feedback control to the holding target value.

制御部１５０は、制御目標値が第１しきい値よりも小さい場合（ステップＳ７／ＮＯ）、ステップＳ５で測定された試験力Ｆの測定値と、制御目標値との偏差を減少させるサーボモータ１８の回転量に対応する指令値を演算し（ステップＳ８）、演算した指令値をサーボアンプ１３３に出力する。サーボアンプ１３３は、制御部１５０から入力される指令値に対応した電流をサーボモータ１８に供給してサーボモータ１８を回転駆動する（ステップＳ９）。ステップＳ７、Ｓ８及びＳ９は、本発明の「制御ステップ」に対応する。 When the control target value is smaller than the first threshold value (step S7/NO), the control unit 150 controls the servo motor to reduce the deviation between the measured value of the test force F measured in step S5 and the control target value. 18 is calculated (step S 8 ), and the calculated command value is output to the servo amplifier 133 . The servo amplifier 133 supplies a current corresponding to the command value input from the control unit 150 to the servo motor 18 to rotationally drive the servo motor 18 (step S9). Steps S7, S8 and S9 correspond to the "control steps" of the present invention.

次に、制御部１５０は、ロードセル１４により試験力Ｆを再度測定させ（ステップＳ５）、目標データ１６５に基づいて制御目標値を再度設定する（ステップＳ６）。制御部１５０は、制御目標値が第１しきい値よりも小さい場合（ステップＳ７／ＮＯ）、ステップＳ８、Ｓ９、Ｓ５及びＳ６の処理を再度、繰り返す。 Next, the control unit 150 causes the load cell 14 to measure the test force F again (step S5), and sets the control target value again based on the target data 165 (step S6). If the control target value is smaller than the first threshold value (step S7/NO), the control unit 150 repeats the processes of steps S8, S9, S5 and S6 again.

また、制御部１５０は、制御目標値が第１しきい値以上である場合（ステップＳ７／ＹＥＳ）、第１フィードバック制御を終了させ（ステップＳ１０）、制御目標値として保持目標値を設定する（ステップＳ１１）。制御部１５０は、試験力Ｆの測定値と、保持目標値との偏差を減少させるサーボモータ１８の回転量に対応する指令値を演算し（ステップＳ１２）、演算した指令値をサーボアンプ１３３に出力する。サーボアンプ１３３は、制御部１５０から入力される指令値に対応した電流をサーボモータ１８に供給してサーボモータ１８を回転駆動する（ステップＳ１３）。 Further, when the control target value is equal to or greater than the first threshold value (step S7/YES), the control unit 150 ends the first feedback control (step S10), and sets the holding target value as the control target value ( step S11). The control unit 150 calculates a command value corresponding to the amount of rotation of the servo motor 18 that reduces the deviation between the measured value of the test force F and the holding target value (step S12), and sends the calculated command value to the servo amplifier 133. Output. The servo amplifier 133 supplies a current corresponding to the command value input from the control unit 150 to the servo motor 18 to rotationally drive the servo motor 18 (step S13).

次に、制御部１５０は、ロードセル１４に試験力Ｆを測定させる（ステップＳ１４）。制御部１５０は、ロードセル１４から入力される試験力Ｆの測定値と、保持目標値との偏差を算出し、算出した偏差が第２しきい値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１５）。制御部１５０は、算出した偏差が第２しきい値よりも大きい場合（ステップＳ１５／ＮＯ）、所定時間経過後に試験力Ｆの測定を再度行い（ステップＳ１４）、ステップＳ１５の判定を再度行なう。また、制御部１５０は、算出した差分が第２しきい値以下である場合（ステップＳ１５／ＹＥＳ）、第４フィードバック制御を実行する（ステップＳ１６）。 Next, the controller 150 causes the load cell 14 to measure the test force F (step S14). The control unit 150 calculates the deviation between the measured value of the test force F input from the load cell 14 and the holding target value, and determines whether or not the calculated deviation is equal to or less than the second threshold value (step S15). ). If the calculated deviation is greater than the second threshold value (step S15/NO), the control unit 150 measures the test force F again after a predetermined time has elapsed (step S14), and makes the determination in step S15 again. Further, when the calculated difference is equal to or less than the second threshold value (step S15/YES), the control unit 150 executes fourth feedback control (step S16).

次に、Ｓ２で受け付けた操作により選択されたフィードバック制御が、第１フィードバック制御ではなかった場合の材料試験機１の動作を、図６に示すフローチャートを参照しながら説明する。
制御部１５０は、ステップＳ３の判定が否定判定である場合、Ｓ２で受け付けた操作により選択されたフィードバック制御が第２フィードバック制御であるか否かを判定する（ステップＳ１７）。制御部１５０は、フィードバック制御として第２フィードバック制御が選択された場合（ステップＳ１７／ＹＥＳ）、第２フィードバック制御を開始する（ステップＳ１８）。 Next, the operation of the material testing machine 1 when the feedback control selected by the operation accepted in S2 is not the first feedback control will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
If the determination in step S3 is negative, the control unit 150 determines whether or not the feedback control selected by the operation received in step S2 is the second feedback control (step S17). When the second feedback control is selected as the feedback control (step S17/YES), the control unit 150 starts the second feedback control (step S18).

制御部１５０は、ロードセル１４により測定された試験力Ｆの測定値と、制御目標値との偏差を減少させるサーボモータ１８の回転量を演算し、演算した回転量を示す指令値をサーボアンプ１３３に出力する。これにより、サーボモータ１８が回転駆動され、クロスヘッド１０の位置が移動して、試験片ＴＰに試験力Ｆが付与される。 The control unit 150 calculates the rotation amount of the servo motor 18 that reduces the deviation between the measured value of the test force F measured by the load cell 14 and the control target value, and outputs a command value indicating the calculated rotation amount to the servo amplifier 133. output to As a result, the servomotor 18 is rotationally driven, the position of the crosshead 10 is moved, and the test force F is applied to the test piece TP.

次に、制御部１５０は、ロードセル１４に試験力Ｆの測定を実行させる（ステップＳ１９）。次に、制御部１５０は、目標データ１６５に基づいて制御目標値を設定する（ステップＳ２０）。そして、制御部１５０は、設定した制御目標値が、保持目標値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２１）。 Next, the control unit 150 causes the load cell 14 to measure the test force F (step S19). Next, the control unit 150 sets a control target value based on the target data 165 (step S20). Then, the control unit 150 determines whether or not the set control target value is equal to or greater than the holding target value (step S21).

制御部１５０は、制御目標値が保持目標値よりも小さい場合（ステップＳ２１／ＮＯ）、ステップＳ１９で測定された試験力Ｆの測定値と、制御目標値との偏差を減少させるサーボモータ１８の回転量に対応する指令値を演算し（ステップＳ２２）、演算した指令値をサーボアンプ１３３に出力する。サーボアンプ１３３は、制御部１５０から入力される指令値に対応した電流をサーボモータ１８に供給してサーボモータ１８を回転駆動する（ステップＳ２３）。 When the control target value is smaller than the holding target value (step S21/NO), the control unit 150 controls the servomotor 18 to reduce the deviation between the measured value of the test force F measured in step S19 and the control target value. A command value corresponding to the amount of rotation is calculated (step S22), and the calculated command value is output to the servo amplifier 133. FIG. The servo amplifier 133 supplies a current corresponding to the command value input from the control unit 150 to the servo motor 18 to rotationally drive the servo motor 18 (step S23).

次に、制御部１５０は、ロードセル１４により試験力Ｆを再度測定させ（ステップＳ１９）、目標データ１６５に基づいて制御目標値を再度設定する（ステップＳ２０）。制御部１５０は、制御目標値が保持目標値よりも小さい場合（ステップＳ２１／ＮＯ）、ステップＳ２２、Ｓ２３、Ｓ１９及びＳ２０の処理を再度、繰り返す。 Next, the control unit 150 causes the load cell 14 to measure the test force F again (step S19), and sets the control target value again based on the target data 165 (step S20). If the control target value is smaller than the holding target value (step S21/NO), the control unit 150 repeats the processes of steps S22, S23, S19 and S20 again.

また、制御部１５０は、設定した制御目標値が保持目標値以上である場合（ステップＳ２１／ＹＥＳ）、第２フィードバック制御を終了し（ステップＳ２４）、第４フィードバック制御を開始する（ステップＳ２５）。制御部１５０は、制御目標値として保持目標値を設定し、試験力Ｆの測定値を保持目標値に一致させる第４フィードバック制御を実行する。制御部１５０は、第４フィードバック制御の終了により、この処理フローを終了さる。 Further, when the set control target value is equal to or higher than the holding target value (step S21/YES), the control unit 150 ends the second feedback control (step S24) and starts the fourth feedback control (step S25). . The control unit 150 sets a holding target value as a control target value, and executes fourth feedback control to match the measured value of the test force F with the holding target value. The control unit 150 terminates this processing flow upon termination of the fourth feedback control.

また、制御部１５０は、ステップＳ１７の判定が否定判定である場合、第３フィードバック制御を開始する（ステップＳ２６）。制御部１５０は、試験力Ｆの測定値と、制御目標値との偏差を減少させるサーボモータ１８の回転量を演算し、演算した回転量を示す指令値をサーボアンプ１３３に出力する。これにより、サーボモータ１８が回転駆動され、クロスヘッド１０の位置が移動して、試験片ＴＰに試験力Ｆが付与される。 Moreover, the control part 150 starts 3rd feedback control, when determination of step S17 is negative determination (step S26). The control unit 150 calculates the amount of rotation of the servo motor 18 that reduces the deviation between the measured value of the test force F and the control target value, and outputs a command value indicating the calculated amount of rotation to the servo amplifier 133 . As a result, the servomotor 18 is rotationally driven, the position of the crosshead 10 is moved, and the test force F is applied to the test piece TP.

次に、制御部１５０は、ロードセル１４に試験力Ｆの測定を実行させる（ステップＳ２７）。次に、制御部１５０は、測定された試験力Ｆの測定値が保持目標値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２８）。制御部１５０は、試験力Ｆの測定値が保持目標値よりも小さい場合（ステップＳ２８／ＮＯ）、目標データ１６５に基づいて制御目標値を更新し（ステップＳ２９）、試験力Ｆの測定値と、更新した制御目標値との偏差を減少させるサーボモータ１８の回転量に対応する指令値を演算する（ステップＳ３０）。そして、制御部１５０は、演算した指令値をサーボアンプ１３３に出力する。サーボアンプ１３３は、制御部１５０から入力される指令値に対応した電流をサーボモータ１８に供給してサーボモータ１８を回転駆動する（ステップＳ３１）。 Next, the control unit 150 causes the load cell 14 to measure the test force F (step S27). Next, the control unit 150 determines whether or not the measured value of the measured test force F is equal to or greater than the holding target value (step S28). When the measured value of the test force F is smaller than the holding target value (step S28/NO), the control unit 150 updates the control target value based on the target data 165 (step S29). , a command value corresponding to the amount of rotation of the servomotor 18 that reduces the deviation from the updated control target value is calculated (step S30). The controller 150 then outputs the calculated command value to the servo amplifier 133 . The servo amplifier 133 supplies a current corresponding to the command value input from the control unit 150 to the servo motor 18 to rotationally drive the servo motor 18 (step S31).

次に、制御部１５０は、ロードセル１４により試験力Ｆを再度測定させ（ステップＳ２７）、測定された試験力Ｆの測定値が保持目標値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２８）。制御部１５０は、試験力Ｆの測定値が保持目標値よりも小さい場合（ステップＳ２８／ＮＯ）、ステップＳ２９、Ｓ３０、Ｓ３１及びＳ２７の処理を再度、繰り返す。 Next, the control unit 150 causes the load cell 14 to measure the test force F again (step S27), and determines whether or not the measured value of the measured test force F is equal to or greater than the holding target value (step S28). If the measured value of the test force F is smaller than the holding target value (step S28/NO), the control section 150 repeats the processes of steps S29, S30, S31 and S27 again.

また、制御部１５０は、測定された試験力Ｆの測定値が保持目標値以上である場合（ステップＳ２８／ＹＥＳ）、第３フィードバック制御を終了して（ステップＳ３２）、第４フィードバック制御を開始する（ステップＳ３３）。制御部１５０は、制御目標値として保持目標値を設定し、試験力Ｆの測定値を保持目標値に一致させる第４フィードバック制御を実行する。制御部１５０は、第４フィードバック制御の終了により、この処理フローを終了さる。 Further, when the measured value of the measured test force F is equal to or greater than the holding target value (step S28/YES), the control unit 150 ends the third feedback control (step S32) and starts the fourth feedback control. (step S33). The control unit 150 sets a holding target value as a control target value, and executes fourth feedback control to match the measured value of the test force F with the holding target value. The control unit 150 terminates this processing flow upon termination of the fourth feedback control.

以上説明したように、材料試験機１は、負荷機構１２、ロードセル１４及び制御部１５０を備える。負荷機構１２は、試験片ＴＰに試験力Ｆを付与する。ロードセル１４は、負荷機構１２に生じる試験力Ｆを測定する。制御部１５０は、ロードセル１４により測定された試験力Ｆの測定値と、試験力Ｆの目標値との偏差に基づいて負荷機構１２を制御する第１フィードバック制御を実行する。また、制御部１５０は、試験力Ｆの測定値に基づいて設定する試験力Ｆの目標値が、予め設定された保持目標値に、フィードバック制御の制御遅延に対応して増加する試験力Ｆの測定値の増加分を加算した加算値と一致した場合に、試験力Ｆの目標値を保持目標値に固定する。 As explained above, the material testing machine 1 includes the load mechanism 12 , the load cell 14 and the controller 150 . A load mechanism 12 applies a test force F to the test piece TP. A load cell 14 measures the test force F exerted on the load mechanism 12 . The control unit 150 performs first feedback control for controlling the load mechanism 12 based on the deviation between the measured value of the test force F measured by the load cell 14 and the target value of the test force F. In addition, the control unit 150 sets the target value of the test force F based on the measured value of the test force F to the preset holding target value, and the control unit 150 increases the test force F corresponding to the control delay of the feedback control. The target value of the test force F is fixed at the holding target value when it coincides with the added value obtained by adding the increment of the measured value.

これにより、試験力Ｆの目標値が、予め設定された保持目標値に、フィードバック制御の制御遅延に対応して増加する第１測定値の増加分を加算した加算値と一致した場合に、試験力Ｆの目標値が保持目標値に固定される。このため、試験力Ｆの測定値が保持目標値を超える前に、試験力Ｆの目標値が保持目標値に固定され、試験片ＴＰに付与される試験力Ｆが保持目標値よりも大きくなることを抑制することができる。従って、オーバーシュートの発生を抑制し、負荷機構を精度良くフィードバック制御できる。 As a result, when the target value of the test force F matches the addition value obtained by adding the increment of the first measured value that increases corresponding to the control delay of the feedback control to the preset holding target value, the test The target value of the force F is fixed at the holding target value. Therefore, before the measured value of the test force F exceeds the holding target value, the target value of the test force F is fixed at the holding target value, and the test force F applied to the test piece TP becomes larger than the holding target value. can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of overshoot and accurately feedback-control the load mechanism.

材料試験機１は、測定器として、試験片ＴＰの変位量を物理量として測定する変位計３０と、負荷機構１２に発生する試験力Ｆを物理量として測定するロードセル１４と、を備える。制御部１５０は、測定値である変位量の増加分を、制御遅延の遅延時間と、変位量の単位時間当たりの変化量との積により算出し、記遅延時間を、遅延時間により生じる試験力Ｆの偏差を、試験力Ｆの単位時間当たりの変化量である速度で除算して算出する。 The material testing machine 1 includes, as measuring instruments, a displacement gauge 30 that measures the amount of displacement of the test piece TP as a physical quantity, and a load cell 14 that measures the test force F generated in the load mechanism 12 as a physical quantity. The control unit 150 calculates the increment of the displacement, which is a measured value, by multiplying the delay time of the control delay by the change amount of the displacement per unit time, and calculates the delay time by the test force generated by the delay time. It is calculated by dividing the deviation of F by the speed, which is the amount of change in test force F per unit time.

これにより、制御遅延による変位量の増加分が、制御遅延の遅延時間と、変位量の単位時間当たりの変化量との積により算出される。従って、精度よく求めることができる。 As a result, the amount of increase in the amount of displacement due to the control delay is calculated by multiplying the delay time of the control delay by the amount of change in the amount of displacement per unit time. Therefore, it can be obtained with high accuracy.

材料試験機１は、操作を受け付ける操作部１４５を備える。
制御部１５０は、操作部１４５により受け付けた操作によりフィードバック制御として第１フィードバック制御と、第２フィードバック制御とを切り替えて実行する。
第１フィードバック制御は、試験力Ｆの目標値が、第１しきい値に一致するように負荷機構１２を制御する制御である。第２フィードバック制御は、試験力Ｆの目標値が、保持目標値に一致するように負荷機構１２を制御する制御である。 The material testing machine 1 includes an operation unit 145 that receives operations.
The control unit 150 performs feedback control by switching between first feedback control and second feedback control according to an operation received by the operation unit 145 .
The first feedback control is control that controls the load mechanism 12 so that the target value of the test force F matches the first threshold value. The second feedback control is control for controlling the load mechanism 12 so that the target value of the test force F matches the holding target value.

これにより、操作部１４５を操作して、制御部１５０に実行させるフィードバック制御を、第１フィードバック制御又は第２フィードバックに切り替えることができる。 Accordingly, by operating the operation unit 145, the feedback control to be executed by the control unit 150 can be switched to the first feedback control or the second feedback.

制御部１５０は、操作部１４５により受け付けた操作によりフィードバック制御として第１フィードバック制御と、第３フィードバック制御とを切り替えて実行する。
第３フィードバック制御は、試験力Ｆの測定値が、保持目標値に一致するように負荷機構１２を制御する制御である。 The control unit 150 performs feedback control by switching between first feedback control and third feedback control according to an operation received by the operation unit 145 .
The third feedback control is control for controlling the load mechanism 12 so that the measured value of the test force F matches the holding target value.

これにより、操作部１４５を操作して、制御部１５０に実行させるフィードバック制御を、第１フィードバック制御又は第３フィードバックに切り替えることができる。 Accordingly, by operating the operation unit 145, the feedback control to be executed by the control unit 150 can be switched to the first feedback control or the third feedback.

制御部１５０は、操作部１４５により受け付けた操作によりフィードバック制御として第１フィードバック制御と、第２フィードバック制御と、第３フィードバック制御とを切り替えて実行する。 The control unit 150 switches and executes the first feedback control, the second feedback control, and the third feedback control as the feedback control according to the operation received by the operation unit 145 .

これにより、操作部１４５を操作して、制御部１５０に実行させるフィードバック制御を、第１フィードバック制御、第２フィードバック制御又は第３フィードバックに切り替えることができる。 Accordingly, by operating the operation unit 145, the feedback control to be executed by the control unit 150 can be switched to the first feedback control, the second feedback control, or the third feedback.

上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を例示するものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形及び応用が可能である。
例えば、上記実施形態では、負荷機構１２の駆動源としてサーボモータ１８を用いたが、油圧源等の他の駆動源を用いてもよい。 The above-described embodiment is merely an example of one aspect of the present invention, and can be arbitrarily modified and applied without departing from the gist of the present invention.
For example, in the above embodiment, the servomotor 18 is used as the drive source for the load mechanism 12, but other drive source such as a hydraulic power source may be used.

また、図１に示した機能ブロックは、本願発明を理解容易にするために構成要素を主な処理内容に応じて分類して示した概略図であり、処理内容に応じて、さらに多くの構成要素に分類することもできる。また、１つの構成要素がさらに多くの処理を実行するように分類することもできる。 Also, the functional blocks shown in FIG. 1 are schematic diagrams showing the constituent elements classified according to the main processing content for easy understanding of the present invention. It can also be classified into elements. Also, one component can be grouped to perform more processing.

例えば、図５及び図６に示す動作のステップ単位は、材料試験機１の各部の動作の理解を容易にするために、主な処理内容に応じて分割したものであり、処理単位の分割の仕方や名称によって、本発明が限定されることはない。処理内容に応じて、さらに多くのステップ単位に分割してもよい。また、１つのステップ単位がさらに多くの処理を含むように分割してもよい。また、そのステップの順番は、本発明の趣旨に支障のない範囲で適宜に入れ替えてもよい。 For example, the operation step units shown in FIGS. 5 and 6 are divided according to the main processing content in order to facilitate understanding of the operation of each part of the material testing machine 1. The method or name is not intended to limit the invention. It may be divided into more steps depending on the processing contents. Also, one step unit may be divided to include more processes. Also, the order of the steps may be changed as appropriate within the scope of the present invention.

例えば、上記実施形態では、圧縮試験を行う材料試験機１を示したが、本発明は、試験片ＴＰに試験力Ｆを付与して、試験片ＴＰの物理量の変化を測定する材料試験機に対して広く適用することができる。例えば、引張試験、曲げ試験、引き剥がし試験等を行う材料試験機に対して、本発明を適用することができる。なお、試験片ＴＰの試験機本体２に固定する冶具は、試験種に応じて適切なものが採用される。 For example, in the above-described embodiment, the material testing machine 1 that performs a compression test is shown, but the present invention applies a test force F to the test piece TP to measure changes in the physical quantity of the test piece TP. It can be widely applied to For example, the present invention can be applied to a material testing machine that performs tensile tests, bending tests, peeling tests, and the like. An appropriate jig for fixing the test piece TP to the testing machine main body 2 is adopted according to the type of test.

上述した実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。 It will be appreciated by those skilled in the art that the above-described embodiments are specific examples of the following aspects.

（請求項１）
一態様に係る材料試験機は、試験対象に負荷を付与する負荷機構と、前記負荷により前記試験対象に生じる物理量、又は前記負荷機構に生じる物理量を測定する測定器と、前記測定器の出力する測定値と、前記物理量の目標値との偏差に基づいて前記負荷機構を制御し、前記測定値を予め設定された設定値に到達させるフィードバック制御を実行する制御部と、を備え、前記制御部は、前記フィードバック制御において、前記物理量の目標値が、前記設定値に、前記フィードバック制御の制御遅延に対応して増加する前記測定値の増加分を加算した加算値以上になった場合に、前記物理量の目標値を前記設定値に固定する。 (Claim 1)
A material testing machine according to one aspect includes a load mechanism that applies a load to a test object, a measuring device that measures a physical quantity that occurs in the test object due to the load or a physical quantity that occurs in the loading mechanism, and an output from the measuring device a control unit that controls the load mechanism based on the deviation between the measured value and the target value of the physical quantity, and performs feedback control that causes the measured value to reach a preset set value; is, in the feedback control, when the target value of the physical quantity becomes equal to or greater than the addition value obtained by adding the increment of the measured value that increases corresponding to the control delay of the feedback control to the set value, A target value of the physical quantity is fixed to the set value.

第１項に記載の材料試験機によれば、物理量の目標値が、予め設定された設定値に、フィードバック制御の制御遅延に対応して増加する測定値の増加分を加算した加算値以上になった場合に、物理量の目標値が設定値に固定される。このため、物理量の測定値が設定値を超える前に、物理量の目標値が設定値に固定され、試験対象に付与される物理量が設定値よりも大きくなることを抑制することができる。従って、オーバーシュートの発生を抑制し、負荷機構を精度良くフィードバック制御できる。 According to the material testing machine described in item 1, the target value of the physical quantity is equal to or greater than the addition value obtained by adding the increment of the measured value that increases corresponding to the control delay of the feedback control to the preset setting value , the target value of the physical quantity is fixed at the set value. Therefore, the target value of the physical quantity is fixed to the set value before the measured value of the physical quantity exceeds the set value, and it is possible to suppress the physical quantity given to the test object from becoming larger than the set value. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of overshoot and accurately feedback-control the load mechanism.

（請求項２）
第１項に記載の材料試験機において、前記測定器は、前記試験対象の変位量を前記物理量として測定する第１測定器と、前記負荷機構に発生する負荷を前記物理量として測定する第２測定器と、を含み、前記制御部は、前記測定値である前記変位量の増加分を、前記制御遅延の遅延時間と、前記変位量の単位時間当たりの変化量である速度との積により算出し、前記遅延時間を、遅延時間により生じる前記負荷の偏差を、前記負荷の単位時間当たりの変化量である速度で除算して算出する。 (Claim 2)
In the material testing machine according to claim 1, the measuring device includes a first measuring device that measures the displacement amount of the test object as the physical quantity, and a second measuring device that measures the load generated in the load mechanism as the physical quantity. and the control unit calculates the increment of the displacement amount, which is the measured value, by multiplying the delay time of the control delay by the speed, which is the amount of change in the displacement amount per unit time. Then, the delay time is calculated by dividing the deviation of the load caused by the delay time by the speed, which is the amount of change in the load per unit time.

第２項に記載の材料試験機によれば、制御遅延による変位量の増加分が、制御遅延の遅延時間と、変位量の単位時間当たりの変化量との積により算出される。従って、精度よく求めることができる。 According to the material testing machine of item 2, the amount of increase in the amount of displacement due to the control delay is calculated by multiplying the delay time of the control delay by the amount of change in the amount of displacement per unit time. Therefore, it can be obtained with high accuracy.

（請求項３）
第１項又は第２項に記載の材料試験機において、操作を受け付ける受付部を備え、前記制御部は、前記受付部により受け付けた前記操作により前記フィードバック制御として第１フィードバック制御と、第２フィードバック制御とを切り替えて実行し、前記第１フィードバック制御は、前記物理量の目標値が、前記加算値に一致するように前記負荷機構（１２）を制御する制御であり、前記第２フィードバック制御は、前記物理量の目標値が、前記設定値に一致するように前記負荷機構を制御する制御である。 (Claim 3)
2. The material testing machine according to claim 1 or 2, further comprising a reception unit that receives an operation, wherein the control unit performs first feedback control and second feedback as the feedback control according to the operation received by the reception unit. The first feedback control is control for controlling the load mechanism (12) so that the target value of the physical quantity matches the added value, and the second feedback control is: The control is to control the load mechanism so that the target value of the physical quantity matches the set value.

第３項に記載の材料試験機によれば、受付部を操作して、制御部に実行させるフィードバック制御を、第１フィードバック制御又は第２フィードバックに切り替えることができる。 According to the material testing machine according to the third aspect, it is possible to switch the feedback control to be executed by the control section to the first feedback control or the second feedback by operating the reception section.

（請求項４）
第１項又は第２項に記載の材料試験機において、操作を受け付ける受付部を備え、前記制御部は、前記受付部により受け付けた前記操作により前記フィードバック制御として第１フィードバック制御と、第３フィードバック制御とを切り替えて実行し、前記第１フィードバック制御は、前記物理量の目標値が、前記加算値に一致するように前記負荷機構を制御する制御であり、
前記第３フィードバック制御は、前記測定値が、前記設定値に一致するように前記負荷機構を制御する制御である。 (Claim 4)
3. The material testing machine according to claim 1 or 2, further comprising a reception unit that receives an operation, wherein the control unit performs first feedback control and third feedback as the feedback control according to the operation received by the reception unit. wherein the first feedback control is control for controlling the load mechanism so that the target value of the physical quantity matches the added value;
The third feedback control is control for controlling the load mechanism such that the measured value matches the set value.

第４項に記載の材料試験機によれば、受付部を操作して、制御部に実行させるフィードバック制御を、第１フィードバック制御又は第３フィードバックに切り替えることができる。 According to the material testing machine described in Item 4, it is possible to switch the feedback control to be executed by the control section to the first feedback control or the third feedback by operating the reception section.

（請求項５）
第１項又は第２項に記載の材料試験機において、操作を受け付ける受付部を備え、前記制御部は、前記受付部により受け付けた前記操作により前記フィードバック制御として第１フィードバック制御と、第２フィードバック制御と、第３フィードバック制御とを切り替えて実行し、前記第１フィードバック制御は、前記物理量の目標値が、前記加算値に一致するように前記負荷機構を制御する制御であり、前記第２フィードバック制御は、前記物理量の目標値が、前記設定値に一致するように前記負荷機構を制御する制御であり、前記第３フィードバック制御は、前記測定値が、前記設定値に一致するように前記負荷機構を制御する制御である。 (Claim 5)
2. The material testing machine according to claim 1 or 2, further comprising a reception unit that receives an operation, wherein the control unit performs first feedback control and second feedback as the feedback control according to the operation received by the reception unit. control and third feedback control are switched and executed, the first feedback control is control for controlling the load mechanism so that the target value of the physical quantity matches the added value, and the second feedback The control is control for controlling the load mechanism so that the target value of the physical quantity matches the set value, and the third feedback control controls the load mechanism so that the measured value matches the set value. It is the control that controls the mechanism.

第５項に記載の材料試験機によれば、受付部を操作して、制御部に実行させるフィードバック制御を、第１フィードバック制御、第２フィードバック制御又は第３フィードバックに切り替えることができる。 According to the material testing machine of item 5, by operating the reception unit, the feedback control to be executed by the control unit can be switched to the first feedback control, the second feedback control, or the third feedback.

一態様に係る材料試験機の制御方法は、負荷機構により試験対象に負荷を付与する材料試験機の制御方法であって、前記負荷により前記試験対象に生じる物理量、又は前記負荷機構に生じる物理量を測定器に測定させるステップと、前記測定器により測定された測定値と、前記物理量の目標値との偏差に基づいて前記負荷機構を制御し、前記測定値を予め設定された設定値に到達させるフィードバック制御を実行する制御ステップと、を有し、前記制御ステップは、前記フィードバック制御において、前記物理量の目標値が、前記設定値に、前記フィードバック制御の制御遅延に対応した前記測定値の増加分を加算した加算値以上になった場合に、前記物理量の目標値を前記設定値に固定する。 A control method for a material testing machine according to one aspect is a control method for a material testing machine in which a load mechanism applies a load to a test object, and a physical quantity generated in the test object due to the load or a physical quantity generated in the load mechanism is and controlling the load mechanism based on the deviation between the measured value measured by the measuring device and the target value of the physical quantity to cause the measured value to reach a preset value. and a control step of executing feedback control, wherein in the feedback control, the target value of the physical quantity is increased from the set value to the increase of the measured value corresponding to the control delay of the feedback control. is equal to or greater than the added value, the target value of the physical quantity is fixed to the set value.

第６項に記載の材料試験機の制御方法によれば、物理量の目標値が、予め設定された設定値に、フィードバック制御の制御遅延に対応した測定値の増加分を加算した加算値以上になった場合に、物理量の目標値が設定値に固定される。このため、物理量の測定値が設定値を超える前に、物理量の目標値が設定値に固定され、試験対象に付与される物理量が設定値よりも大きくなることを抑制することができる。従って、オーバーシュートの発生を抑制し、負荷機構を精度良くフィードバック制御できる。 According to the control method of the material testing machine described in paragraph 6, the target value of the physical quantity is equal to or greater than the addition value obtained by adding the increment of the measured value corresponding to the control delay of the feedback control to the preset setting value. , the target value of the physical quantity is fixed at the set value. Therefore, the target value of the physical quantity is fixed to the set value before the measured value of the physical quantity exceeds the set value, and it is possible to suppress the physical quantity given to the test object from becoming larger than the set value. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of overshoot and accurately feedback-control the load mechanism.

１材料試験機
２試験機本体
６テーブル
８、９ネジ棹
１０クロスヘッド
１２負荷機構
１４ロードセル（第２測定器）
１６、１７ウォーム減速機
１８サーボモータ
２０ロータリエンコーダ
２１圧盤
２１Ａ、２２Ａ固定具
２２支持台
３０変位計（第１測定器）
３１上アーム
３３下アーム
３５歪みゲージ
１００制御装置
１１１ロードアンプ
１１２ＬＰＦ
１１３、１２３Ａ／Ｄ変換器
１２１ストレインアンプ
１３１カウンタ回路
１３３サーボアンプ
１４５操作部（受付部）
１５０制御部
１６０メモリ
１６３制御プログラム
１６５目標データ
１７０プロセッサ
１７５指令値演算部 Reference Signs List 1 material testing machine 2 testing machine body 6 table 8, 9 screw neck 10 crosshead 12 load mechanism 14 load cell (second measuring instrument)
Reference Signs List 16, 17 worm reduction gear 18 servo motor 20 rotary encoder 21 platen 21A, 22A fixture 22 support base 30 displacement gauge (first measuring device)
31 upper arm 33 lower arm 35 strain gauge 100 control device 111 load amplifier 112 LPF
113, 123 A/D converter 121 strain amplifier 131 counter circuit 133 servo amplifier 145 operation unit (reception unit)
150 control unit 160 memory 163 control program 165 target data 170 processor 175 command value calculation unit

Claims

試験対象に負荷を付与する負荷機構と、
前記負荷により前記試験対象に生じる物理量、又は前記負荷機構に生じる物理量を測定する測定器と、
前記測定器の出力する測定値と、前記物理量の目標値との偏差に基づいて前記負荷機構を制御し、前記測定値を予め設定された設定値に到達させるフィードバック制御を実行する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記フィードバック制御において、前記物理量の目標値が、前記設定値に、前記フィードバック制御の制御遅延に対応した前記測定値の増加分を加算した加算値以上になった場合に、前記物理量の目標値を前記設定値に固定する、ことを特徴とする材料試験機。 a load mechanism that applies a load to the test object;
a measuring instrument for measuring a physical quantity produced in the test object by the load or a physical quantity produced in the load mechanism;
a control unit that controls the load mechanism based on the deviation between the measured value output by the measuring device and the target value of the physical quantity, and performs feedback control that causes the measured value to reach a preset set value; with
In the feedback control, when the target value of the physical quantity becomes equal to or greater than the addition value obtained by adding the increment of the measured value corresponding to the control delay of the feedback control to the set value, the A material testing machine, wherein a target value of a physical quantity is fixed to the set value.

前記測定器は、前記試験対象の変位量を前記物理量として測定する第１測定器と、前記負荷機構に発生する負荷を前記物理量として測定する第２測定器と、を含み、
前記制御部は、前記測定値である前記変位量の増加分を、前記制御遅延の遅延時間と、前記変位量の単位時間当たりの変化量である速度との積により算出し、
前記遅延時間を、遅延時間により生じる前記負荷の偏差を、前記負荷の単位時間当たりの変化量である速度で除算して算出する、ことを特徴とする請求項１記載の材料試験機。 The measuring device includes a first measuring device that measures the displacement amount of the test object as the physical quantity, and a second measuring device that measures the load generated in the load mechanism as the physical quantity,
The control unit calculates the increment of the displacement amount, which is the measured value, by multiplying the delay time of the control delay by the speed, which is the amount of change in the displacement amount per unit time,
2. The material testing machine according to claim 1, wherein the delay time is calculated by dividing a deviation of the load caused by the delay time by a speed that is an amount of change in the load per unit time.

操作を受け付ける受付部を備え、
前記制御部は、前記受付部により受け付けた前記操作により前記フィードバック制御として第１フィードバック制御と、第２フィードバック制御とを切り替えて実行し、
前記第１フィードバック制御は、前記物理量の目標値が、前記加算値に一致するように前記負荷機構を制御する制御であり、
前記第２フィードバック制御は、前記物理量の目標値が、前記設定値に一致するように前記負荷機構を制御する制御である、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の材料試験機。 Equipped with a reception unit that receives operations,
The control unit switches and executes first feedback control and second feedback control as the feedback control according to the operation received by the receiving unit,
The first feedback control is control for controlling the load mechanism such that the target value of the physical quantity matches the added value,
The second feedback control is control for controlling the load mechanism such that the target value of the physical quantity matches the set value.
3. The material testing machine according to claim 1 or 2, characterized in that:

操作を受け付ける受付部を備え、
前記制御部は、前記受付部により受け付けた前記操作により前記フィードバック制御として第１フィードバック制御と、第３フィードバック制御とを切り替えて実行し、
前記第１フィードバック制御は、前記物理量の目標値が、前記加算値に一致するように前記負荷機構を制御する制御であり、
前記第３フィードバック制御は、前記測定値が、前記設定値に一致するように前記負荷機構を制御する制御である、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の材料試験機。 Equipped with a reception unit that receives operations,
The control unit switches and executes first feedback control and third feedback control as the feedback control according to the operation received by the receiving unit,
The first feedback control is control for controlling the load mechanism such that the target value of the physical quantity matches the added value,
The third feedback control is control for controlling the load mechanism such that the measured value matches the set value.
3. The material testing machine according to claim 1 or 2, characterized in that:

操作を受け付ける受付部を備え、
前記制御部は、前記受付部により受け付けた前記操作により前記フィードバック制御として第１フィードバック制御と、第２フィードバック制御と、第３フィードバック制御とを切り替えて実行し、
前記第１フィードバック制御は、前記物理量の目標値が、前記加算値に一致するように前記負荷機構を制御する制御であり、
前記第２フィードバック制御は、前記物理量の目標値が、前記設定値に一致するように前記負荷機構を制御する制御であり、
前記第３フィードバック制御は、前記測定値が、前記設定値に一致するように前記負荷機構を制御する制御である、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の材料試験機。 Equipped with a reception unit that receives operations,
The control unit switches and executes first feedback control, second feedback control, and third feedback control as the feedback control according to the operation received by the receiving unit,
The first feedback control is control for controlling the load mechanism such that the target value of the physical quantity matches the added value,
The second feedback control is control for controlling the load mechanism such that the target value of the physical quantity matches the set value,
The third feedback control is control for controlling the load mechanism such that the measured value matches the set value.
3. The material testing machine according to claim 1 or 2, characterized in that:

負荷機構により試験対象に負荷を付与する材料試験機の制御方法であって、
前記負荷により前記試験対象に生じる物理量、又は前記負荷機構に生じる物理量を測定器に測定させるステップと、
前記測定器により測定された測定値と、前記物理量の目標値との偏差に基づいて前記負荷機構を制御し、前記測定値を予め設定された設定値に到達させるフィードバック制御を実行する制御ステップと、を有し、
前記制御ステップは、前記フィードバック制御において、前記物理量の目標値が、前記設定値に、前記フィードバック制御の制御遅延に対応した前記測定値の増加分を加算した加算値以上になった場合に、前記物理量の目標値を前記設定値に固定する、ことを特徴とする材料試験機の制御方法。 A control method for a material testing machine that applies a load to a test object by a load mechanism,
causing a measuring device to measure a physical quantity produced in the test object by the load or a physical quantity produced in the load mechanism;
a control step of controlling the load mechanism based on the deviation between the measured value measured by the measuring device and the target value of the physical quantity, and performing feedback control for causing the measured value to reach a preset set value; , has
In the control step, in the feedback control, when the target value of the physical quantity becomes equal to or greater than the addition value obtained by adding the increment of the measured value corresponding to the control delay of the feedback control to the set value, the A control method for a material testing machine, characterized by fixing a target value of a physical quantity to the set value.