JPS60114742A - Hardness tester - Google Patents
Hardness testerInfo
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- JPS60114742A JPS60114742A JP22387983A JP22387983A JPS60114742A JP S60114742 A JPS60114742 A JP S60114742A JP 22387983 A JP22387983 A JP 22387983A JP 22387983 A JP22387983 A JP 22387983A JP S60114742 A JPS60114742 A JP S60114742A
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- hardness
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/40—Investigating hardness or rebound hardness
- G01N3/42—Investigating hardness or rebound hardness by performing impressions under a steady load by indentors, e.g. sphere, pyramid
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- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 （旬００発明技術分野 本発明は、正確な荷重制紳が可能な硬 さ試験機に関する。[Detailed description of the invention] (Shun 00 invention technology field The present invention is a rigid system that allows accurate load control. Regarding the test machine.
（ｂ）、技術の背景
硬さ試験は試−験体なごく僅か傷つけるだけで、その試
験体の機械的性質を判定できる試験法であり、各種の製
造現場で欠かずこと無く首肩的に実施されている。(b) Background of the technology Hardness testing is a test method that can determine the mechanical properties of a specimen by only slightly damaging it, and is indispensable at various manufacturing sites. It has been implemented.
（Ｃ）、従来技術と問題点
従来、硬さ試験機ば重錘又はバネとダ
ッシュボットを用いたｍ減成の荷重負荷方式が一般的ｅ
あり、従って、その機構は大聖で重置も重く取り扱いが
極めて不便であった。しかも、荷重の負荷速度を変化さ
せようとすると、ダッシュポットの特性を変える必要が
あり、また荷重を変える場合には重錘を取り替える必要
が生じる等、機動的な使用に困難を来ｔこすこともしば
しばＩｌっな。(C), Conventional technology and problems Conventionally, hardness testers generally use a weight reduction method using a weight or a spring and a dashbot.
Therefore, the mechanism was very important and heavy, making it extremely inconvenient to handle. Moreover, if you try to change the loading speed of the load, you will need to change the characteristics of the dashpot, and if you change the load, you will also need to replace the weight, making it difficult for flexible use. It's often Il.
（ｄ）０発明の目的
本発明は、前述の欠点を解消ずへく、
荷重及び荷重の負荷速度の設定、変更を容易に行う乙と
が出来、しかも小型かつ軽量な硬さ試験機を提供するこ
とを目的とするものである。(d) Object of the Invention The present invention does not eliminate the above-mentioned drawbacks, and provides a small and lightweight hardness testing machine that allows easy setting and changing of load and loading speed. The purpose is to
（ｅ）０発明の構成
即ち、本発明は、上下方向に移動自在
に設けられた圧子支持体に圧子を装着し、前記圧子支持
体に荷重負荷源として電気的回転駆動手段を、前記回転
駆動手段の回転を減速し、かつその回転運動を直線運動
に変換する、運動方向変換・減速機構を介して接続し、
更に前記圧子から試料に負荷される荷重を検出する荷重
検出手段を設けて構成される。(e) Configuration of the 0 invention, that is, the present invention is such that an indenter is attached to an indenter support provided to be movable in the vertical direction, and an electric rotation drive means is applied to the indenter support as a load source, and the rotation drive connected via a motion direction conversion/deceleration mechanism that decelerates the rotation of the means and converts the rotational motion into linear motion;
Furthermore, a load detection means for detecting the load applied to the sample from the indenter is provided.
（以下余白）
（ｆ）９発明の実施例
以下、図ｊｌＩｉに基づき、本発明の実施例を、具体的
に説明する。(The following is a blank space) (f) 9 Examples of the Invention Examples of the present invention will be specifically described below based on FIG. jlIi.
第１図は本発明による硬さ試験機の一
実施例を示す制御ブロック図、第２図は硬さ試験機によ
る荷重の負荷曲線の一例を示す図である。FIG. 1 is a control block diagram showing an embodiment of a hardness tester according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing an example of a load curve of the hardness tester.
硬さ試験機１は、第１図に示すように、テーブル２ｎの
設けられた本体２を有しており、本体２にはスピンドル
３が図中上下方向、即ち矢印Ａ、Ｂ方向に移動駆動自在
に設けられている。スピンドル３の下端には圧子５が装
着されており、更にスピンドル３には、歪センサ９が装
着されている。As shown in FIG. 1, the hardness tester 1 has a main body 2 provided with a table 2n, and the main body 2 has a spindle 3 that is driven to move in the vertical direction in the figure, that is, in the directions of arrows A and B. It is set freely. An indenter 5 is attached to the lower end of the spindle 3, and a strain sensor 9 is further attached to the spindle 3.
また、スピンドル３下端の圧子５の脇にはギャップセン
サ７が設けられており、歪センサ９及びギャップセンサ
７にはトランスデユーサ６．１０が接続している。トラ
ンスデユーサ６．１０にはＡ／Ｄ変換器１１が接続して
おり、Ａ／Ｄ変換器１１にばマイクロコンピュータ等か
ら構成される主制御部１２が接続している。主制御部１
２には、キーボード２０、プログラムメモリ２１及びデ
ィスプレイ２２が接続しており、更にＤ／Ａ変換器１３
を介してモータ制御部１５が接続している。モータ制御
部１５にはＤＣサーボモータ１６及びサーボモータ１６
に接続して、サーボモータ１６の回転角度量ｅを検出す
るタコジェネレータ１７が接続している。また、サーボ
モータ１６には、歯車、ラック、ピンオン等から構成さ
れ、モータ１６の回転を減速し、かつその回転運動を直
線運動に変換する、運動方向変換・減速機構１９を介し
て、スピンドル３が接続しており、従ってサーボモータ
１６を正逆方向に回転駆動することによりスピンドル３
は図中上下方向に移動することが出来る。Further, a gap sensor 7 is provided beside the indenter 5 at the lower end of the spindle 3, and a transducer 6.10 is connected to the strain sensor 9 and the gap sensor 7. An A/D converter 11 is connected to the transducer 6.10, and a main control section 12 composed of a microcomputer or the like is connected to the A/D converter 11. Main control part 1
A keyboard 20, a program memory 21, and a display 22 are connected to the 2, and a D/A converter 13 is also connected to the 2.
The motor control section 15 is connected via the. The motor control unit 15 includes a DC servo motor 16 and a servo motor 16.
A tacho generator 17 is connected to the servo motor 16 to detect the rotation angle amount e of the servo motor 16. The servo motor 16 is also connected to the spindle 3 through a motion direction conversion/deceleration mechanism 19, which is composed of gears, racks, pin-ons, etc., and which decelerates the rotation of the motor 16 and converts the rotational motion into linear motion. is connected, therefore, by rotating the servo motor 16 in the forward and reverse directions, the spindle 3
can move up and down in the figure.
硬さ試験機１は以上のような構成を有
するので、硬さ試験機１によりロックウェル硬さ試験を
行う場合には、まず硬さを測定すべき試料２３をテーブ
ル２ａ上に置き、キーボルド２０から主制御部１２に、
硬さ試験に際して使用する試験プログラムＥＰＲの番号
ＰＮＯを指令する。主制御部１２は番号ＰＮＯからプロ
グラムメモリ２１を検索して当該番号ＰＮＯに対応する
試験プログラムＥＰＲを読み出し、そのプログラムＥ
Ｐ Ｉｔに従って、Ｅ）／Ａ変換器１３、モータ制御部
１５を介してサーボモータ１６を駆動制御して所定の硬
さ試験を行う。即ち、プログラムメモリ２１−には、荷
重量、荷重負荷速度に応じたサーボモータ１６の制御パ
ターンが試験プログラムＥＰＲとして格納され′（おり
、キーボード２０から、試験すべき荷重量と荷重負荷速
度に対応した試験ゾ１１グラムＥＰＲのプログラム番号
ｆ） Ｎ Ｏを人力することにより、主制御部１２は直
ちに１］的の仕様の硬さ試験を行うことが出来る。Since the hardness tester 1 has the above configuration, when performing a Rockwell hardness test using the hardness tester 1, first place the sample 23 whose hardness is to be measured on the table 2a, and then place the sample 23 on the keybold 20. to the main control unit 12,
Commands the number PNO of the test program EPR used in the hardness test. The main control unit 12 searches the program memory 21 from the number PNO, reads the test program EPR corresponding to the number PNO, and reads the test program EPR corresponding to the number PNO.
According to P It, the servo motor 16 is drive-controlled via the E)/A converter 13 and the motor control unit 15 to perform a predetermined hardness test. That is, the program memory 21- stores a control pattern for the servo motor 16 corresponding to the load amount and the load application speed as a test program EPR' (and the control pattern corresponding to the load amount and load application speed to be tested is stored from the keyboard 20). The main control unit 12 can immediately perform the hardness test according to the specification of 1] by manually inputting the program number f) NO of the test 11 grams EPR.
主制御部１２は゛目的の試験プログラムＥ Ｐ Ｒを読
み出したところで、当該プログラムＥＰＲに従って、既
に述べたように、モータｆａＪ ９４３部１５等を介し
てサーボモータ１６を駆動１Ｉｊｌｌｆ［ｌＩする。サ
ーボモータ１６が回転駆動されると運動方向変換・減速
機構１９を介してスピンドル３が、第１図下方即ら矢印
入方向に降下し、圧子５の先端がテーブル２ａ上の試料
２３に当接接触し、更に基準荷重Ｗｌが試料２３に負荷
されるまでスピンドル３は駆動される。即ち、試料２３
に負荷される荷重はスピンドル３に装着された歪センサ
９により、スピンドル３に生じる歪として捕えられ、ト
ランスデユーサ６、Ａ／Ｄ変換＠１１を介して主制御部
１２に入力される。主制御部１２はスピンドル３の歪量
から圧子５を介して試料２３に負荷されている荷重を演
算し、荷重が基準荷重Ｗ１に達するまでスピンドル３を
入方向に下降させる。圧子５から試料２３に付加される
荷重が基準荷重Ｗ１に達したところ゛Ｃ１主制御部１２
はモータ制御部１５＋こ、第２図ｔと示すように、試験
プログラムＥ Ｉ） Ｉｔに基づいて、所定時間Ｉ゛１
ノ！け基準荷ｒｉＷｌを維持させる、荷重維持動作に入
ることを指令する。After reading out the target test program EPR, the main control section 12 drives the servo motor 16 via the motor faJ943 section 15 and the like according to the program EPR, as described above. When the servo motor 16 is rotationally driven, the spindle 3 moves downward in FIG. The spindle 3 is driven until contact is made and the reference load Wl is further applied to the sample 23. That is, sample 23
The load applied to the spindle 3 is detected by a strain sensor 9 attached to the spindle 3 as strain generated in the spindle 3, and is input to the main control unit 12 via the transducer 6 and A/D conversion @11. The main control unit 12 calculates the load applied to the sample 23 via the indenter 5 from the amount of strain on the spindle 3, and lowers the spindle 3 in the entry direction until the load reaches the reference load W1. When the load applied from the indenter 5 to the sample 23 reaches the reference load W1, the C1 main control unit 12
is the motor control unit 15+, as shown in FIG.
of! command to enter a load maintenance operation to maintain the reference load riWl.
時間°１゛１の基準荷重Ｗ１の維持が行われｔこところ
−Ｃ１主制御部１２はプログラムＥ ＩＪ ｔｔに基づ
いて試験・荷重Ｗ２の負荷動作に入る乙とをモータ制御
部１５に指令し、モータ制御部１５はプログラムＥＰＲ
に示された（＋”＋ｊ ｉｌｊ負荷速度に従ってサーボ
モータ１６を〜イ動１１ｉ１Ｊ Ｎ ｊ、て所定の試験
荷重Ｗ２を試料２３に負荷する。なお、荷重の負荷速度
は、トランスデユーサ６からの出力を（取分してその航
が所定の値になるように号−ボモータ１６を駆動制御す
ることにより容易に調整することが出来る。After the reference load W1 is maintained for a time of 1°1, the C1 main control unit 12 instructs the motor control unit 15 to enter the test/load operation of the load W2 based on the program E IJ tt. , the motor control unit 15 uses the program EPR
A predetermined test load W2 is applied to the sample 23 by moving the servo motor 16 to 11i1JNj according to the load speed shown in The output can be easily adjusted by controlling the drive motor 16 so that the output becomes a predetermined value.
こうして試験荷−重Ｗ２が、第２図に示すように、試料
２３に負荷されたところで、主制御部１２はプログラム
Ｅ Ｐ Ｉｔに示された時間Ｔ ２だけその試験荷重ｗ
２を維持し、次いでサーボモータ１６を逆転させる乙と
によりスピンドル３をＢ方向に上昇させ、圧子５から試
料への荷重を初期の基準荷重Ｗ１にまで戻す。After the test load W2 has been applied to the sample 23 as shown in FIG.
2, and then the servo motor 16 is reversed (B) to raise the spindle 3 in the direction B, and the load from the indenter 5 to the sample is returned to the initial reference load W1.
なお、テーブル２ａ上の試料２３には
圧子５による圧痕が残るが、スピンドル３にはスピンド
ル３と試料との間の距離を測定するギャップセンサ７が
装着されているので、スピンドル３のＡＸＢ方向の移動
量、従って、圧子５の試料２３への圧入深さはトランス
デユーサ１０．Ａ／Ｄ変換膠１１を介して主制御部１２
により直ちに演算される。即ち、基準荷重ｗ１を負荷し
、時間Ｔ Ｊだけ保持した時点におけるスピンドル３の
位置を基準原点ＺＰとして、試験荷重Ｗ２を負荷して時
間１゛２だけ保持し、更に再度基準筒ＭＷ１に戻した時
点におけるスピンドル３の位置を基準原点ＺＰに対して
めると、それがスピンドル３の入方向への移！ｔｉｌｔ
、ｔＩＪ＋ち試料２３１こおける圧痕の深さとなり、１
．ｊツクウェル硬きを表示することになる。こうしてめ
られた硬さく、１デイスプレイ２２ Ｊ：に表示される
。Incidentally, an indentation by the indenter 5 remains on the sample 23 on the table 2a, but since the spindle 3 is equipped with a gap sensor 7 that measures the distance between the spindle 3 and the sample, the AXB direction of the spindle 3 is The amount of movement, and therefore the depth of indentation of the indenter 5 into the sample 23, is determined by the transducer 10. Main control unit 12 via A/D conversion glue 11
It is calculated immediately by That is, the position of the spindle 3 at the time when the reference load w1 was applied and held for a time TJ was set as the reference origin ZP, the test load W2 was applied and held for a time 1゛2, and then it was returned to the reference tube MW1 again. If we set the position of the spindle 3 at that point in time with respect to the reference origin ZP, this is the movement of the spindle 3 in the entry direction! tilt
, tIJ + the depth of the indentation in sample 231, which is 1
．． j Tsukwell hardness will be displayed. The hardness determined in this way is displayed on the 1 display 22 J:.
硬さがめられると、スピンドル３は
Ｂ方向に上５・ｌされ、圧子５は試料２３上がら離れ、
当該試料２３＋ζ対する硬さ試験は終了する。When the hardness is determined, the spindle 3 is moved upward in the direction B, and the indenter 5 is moved away from the top of the sample 23.
The hardness test for the sample 23+ζ is completed.
なお、上述の実施例は、本発明による
硬さ試験機１をロックウェル硬さ試験に用いｔコ場合に
ついて述べたが、本発明は圧子５を、荷重負荷源として
のサーボモータ１６等の電気的回転駆動手段により移動
駆動させるように構成する限り、どのような硬さ試験に
用いてもよいことは勿論である。In the above embodiment, the hardness tester 1 according to the present invention was used for a Rockwell hardness test, but the present invention also provides an electric indenter 5 such as a servo motor 16 as a load source. Of course, it can be used for any hardness test as long as it is configured to be moved and driven by a rotational drive means.
即ち、ブリネル硬さ試験やビッカース硬さ試験等におけ
る圧子圧入用として用いることも可能である。That is, it can also be used for indentation in Brinell hardness tests, Vickers hardness tests, etc.
（以下余白ン
（ｇ）０発明の効果
以上、説明したように、本発明によれ
ば、上下方向に移動自在に設けられたスピンドル３等の
圧子支持体に圧子５を装着すると共に、圧子支持体に荷
重負荷源としてのサーボモータ１６等の電気的回転駆動
手段を、前記回転駆動手段の回転を減速し、かつその回
転運動を直線運動に変換する、運動方向変換・減速機構
１９を介して接続し、更に圧子５から試料２３に負荷さ
れる荷重を検出する、歪センサ９、トランスデユーサ６
等の荷重検出手段を設けｔこので、硬さ試験における荷
重及び荷重の負荷速度を回転駆動手段の回転量、回転速
度を制御することにより容易にかつ任意に設定すること
が可能となり、硬さ試験機１の機動的な使用が可能とな
る。(Margin (g) below) Effects of the Invention As explained above, according to the present invention, the indenter 5 is attached to the indenter support such as the spindle 3 which is provided to be movable in the vertical direction, and the indenter support Electric rotational drive means such as a servo motor 16 as a source of load on the body is controlled via a motion direction conversion/deceleration mechanism 19 that decelerates the rotation of the rotational drive means and converts the rotational motion into linear motion. A strain sensor 9 and a transducer 6 are connected to each other and further detect the load applied to the sample 23 from the indenter 5.
With this, it is possible to easily and arbitrarily set the load and loading speed of the load in the hardness test by controlling the rotation amount and rotation speed of the rotation drive means, and the hardness Testing machine 1 can be used flexibly.
更に、電気的回転駆動手段を荷重負荷
源（手段）として使用したので、従来の重錘及びダッシ
ュポット、バネ等を用いた機織的な荷重負荷方式に比し
てはるかＩ？：軽量、小型化することが出来、取り扱し
）も容易に行うことが可能となる。Furthermore, since electric rotation drive means is used as the load loading source (means), the load loading is much faster than the conventional weaving load loading method using weights, dashpots, springs, etc. : It can be made lighter, smaller, and easier to handle.
第１図は本発明による硬さ試験機の一
実施例を示す制御ブロック図、第２図（よ硬さ試験機に
よる荷重の負荷曲線の一例を示す図である。
１・・硬さ試験機′
３・・・・圧子支持体（スピンドル）
５・・・・圧子
６・・・薄型検出手段
（トランスデユーサ）
９・・・・・・（１「重検出手段（歪センサ）１６・・
電気的回転駆動手段
（サーボモータ）
１９・・・・・・連動方向変換・減速機構２３・・・試
料
出願人 西原 公
代理人 弁理士 相１）沖二二
手続補正書（方式）
特許庁長官 若杉和夫殿
１ 事件の表示
昭和５８年特許願第２２３８７９号
２ 発明の名称
硬さ試験機
３ 補正をする者
事件との関係 特許出願人
住所 千葉県鎌ケ谷市初富８００
氏名（名称）西 原 公
４、代 理 人
住所 〒１６１ 東京都新宿区下落合３丁目１２番２１
号６ 補正の対象
明細書全文
７ 補正の内容FIG. 1 is a control block diagram showing an embodiment of the hardness tester according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing an example of the load curve of the hardness tester. 1. Hardness tester ' 3... Indenter support (spindle) 5... Indenter 6... Thin detection means (transducer) 9... (1" Heavy detection means (strain sensor) 16...
Electric rotation drive means (servo motor) 19... Interlocking direction change/deceleration mechanism 23... Sample applicant Nishihara Public agent Patent attorney Phase 1) Oki 22 Procedures Amendment (Method) Commissioner of the Japan Patent Office Mr. Kazuo Wakasugi 1 Indication of the case Patent Application No. 223879 of 1983 2 Name of the invention Hardness tester 3 Relationship with the case by the person making the amendment Patent applicant address 800 Hatsutomi, Kamagaya City, Chiba Prefecture Name: Ko Nishihara 4 , Agent address: 3-12-21 Shimoai, Shinjuku-ku, Tokyo 161
Item 6 Full text of the specification subject to amendment 7 Contents of amendment
Claims (1)
に移動自在に設けられた圧子支持体に前記圧子を装着し
、前記圧子支持体に荷重負荷源としての電気的回転駆動
手段を、前記回転駆動手段の回転を減速し、かつその回
転運動を直線運動に変換する、運動方向変換・減速機構
を介して接続し、更に前記圧子から試料に負荷される荷
重を検出する荷重検出手段を設けて構成した硬さ試験機
。[Scope of Claims] In a hardness tester that measures the hardness of a sample by pressing an indenter into the sample, the indenter is mounted on an indenter support provided vertically movably, and the indenter is inserted into the sample. An electric rotational drive means as a load source is connected to the support via a movement direction conversion/deceleration mechanism that decelerates the rotation of the rotational drive means and converts the rotational motion into linear motion, and further A hardness testing machine equipped with a load detection means to detect the load applied to the sample from the indenter.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22387983A JPS60114742A (en) | 1983-11-28 | 1983-11-28 | Hardness tester |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22387983A JPS60114742A (en) | 1983-11-28 | 1983-11-28 | Hardness tester |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60114742A true JPS60114742A (en) | 1985-06-21 |
Family
ID=16805136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22387983A Pending JPS60114742A (en) | 1983-11-28 | 1983-11-28 | Hardness tester |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60114742A (en) |
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1983
- 1983-11-28 JP JP22387983A patent/JPS60114742A/en active Pending
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