JPH0810182B2 - 衝撃試験機 - Google Patents
衝撃試験機Info
- Publication number
- JPH0810182B2 JPH0810182B2 JP62211141A JP21114187A JPH0810182B2 JP H0810182 B2 JPH0810182 B2 JP H0810182B2 JP 62211141 A JP62211141 A JP 62211141A JP 21114187 A JP21114187 A JP 21114187A JP H0810182 B2 JPH0810182 B2 JP H0810182B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- speed
- actuator
- deviation
- control mechanism
- displacement
- Prior art date
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- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 この発明は、プラスチックなどの構造用強化部材に高
速・衝撃負荷を与えたときの力学的挙動を解析するため
の衝撃試験機に関する。
速・衝撃負荷を与えたときの力学的挙動を解析するため
の衝撃試験機に関する。
B.従来技術 この種の衝撃試験機は、プラスチック・同複合材料な
どの強度試験で注目されている衝撃破壊特性を調べるた
めの試験機で、一般的には板状の供試体を円形のダイス
の上におき、その中心に先端が球形をしたポンチを高速
度で打ち込み、その時の荷重−変形特性を求める打抜き
試験の他、高速引張試験などにも用いられる。
どの強度試験で注目されている衝撃破壊特性を調べるた
めの試験機で、一般的には板状の供試体を円形のダイス
の上におき、その中心に先端が球形をしたポンチを高速
度で打ち込み、その時の荷重−変形特性を求める打抜き
試験の他、高速引張試験などにも用いられる。
第４図は、このような従来の衝撃試験機の構成の概略
を示したブロック図である。
を示したブロック図である。
同図において、１は復動式の油圧シリンダからなるア
クチュエータ、２は供試体である。衝撃試験では、アク
チュエータ１のピストンを一定速度で供試体２に衝撃さ
せたときの破壊データが必要とされる。そのため、従来
の衝撃試験機は次のような変位制御系を備えている。
クチュエータ、２は供試体である。衝撃試験では、アク
チュエータ１のピストンを一定速度で供試体２に衝撃さ
せたときの破壊データが必要とされる。そのため、従来
の衝撃試験機は次のような変位制御系を備えている。
即ち、設定信号としてランプ波を用い、これをサーボ
アンプ３を介してサーボ弁４に与えている。サーボ弁４
は、この設定信号に基づいた流量をアクチュエータ１に
与えてピストンを変位させている。ピストンの変位は変
位センサ５で検出され、その変位信号が変位アンプ６で
増幅される。そして、変位アンプ６の出力と設定信号と
の偏差が零になるようにサーボ弁４が流量制御すること
により、アクチュエータ１のピストンを一定速度で移動
するようにしている。
アンプ３を介してサーボ弁４に与えている。サーボ弁４
は、この設定信号に基づいた流量をアクチュエータ１に
与えてピストンを変位させている。ピストンの変位は変
位センサ５で検出され、その変位信号が変位アンプ６で
増幅される。そして、変位アンプ６の出力と設定信号と
の偏差が零になるようにサーボ弁４が流量制御すること
により、アクチュエータ１のピストンを一定速度で移動
するようにしている。
C.発明が解決しようとする問題点 上述したように従来の衝撃試験機は、変位制御方式に
よってアクチュエータ１のピストンを駆動しているか
ら、次のような問題点がある。
よってアクチュエータ１のピストンを駆動しているか
ら、次のような問題点がある。
即ち、ピストンに負荷が掛かっていない場合、ピスト
ンは設定信号に応じて時間的に一定の割合で変位するこ
とにより一定速度になるが、ピストンが供試体２に衝撃
したときのようにピストンに負荷が掛かると、ピストン
の上下室の差圧が変化し流量が変わるため、ピストンの
変位に誤差が生じる。この変位誤差を微分してピストン
の移動速度に換算すると、僅かな変位であっても、かな
り大きな速度誤差となる。このように従来の衝撃試験機
は、ピストンに負荷が掛かると、その移動速度が変動す
るために精度の良い破壊データが得にくいという問題点
がある。
ンは設定信号に応じて時間的に一定の割合で変位するこ
とにより一定速度になるが、ピストンが供試体２に衝撃
したときのようにピストンに負荷が掛かると、ピストン
の上下室の差圧が変化し流量が変わるため、ピストンの
変位に誤差が生じる。この変位誤差を微分してピストン
の移動速度に換算すると、僅かな変位であっても、かな
り大きな速度誤差となる。このように従来の衝撃試験機
は、ピストンに負荷が掛かると、その移動速度が変動す
るために精度の良い破壊データが得にくいという問題点
がある。
この発明は、このような事情に鑑みてなされたもので
あって、負荷中のピストンの速度変動を抑え、精度のよ
い破壊データを得ることができる衝撃試験機を提供する
ことを目的としている。
あって、負荷中のピストンの速度変動を抑え、精度のよ
い破壊データを得ることができる衝撃試験機を提供する
ことを目的としている。
D.問題点を解決するための手段 この発明は、上記問題点を解決するために次のような
構成を備えている。
構成を備えている。
即ち、この発明に係る衝撃試験機は、アクチュエータ
の移動範囲を制御する変位制御機構と、前記アクチュエ
ータの移動速度を検出し、この移動速度信号と前記変位
制御機構から出力された速度設定信号との偏差で前記ア
クチュエータの速度を制御する速度制御機構とを備え、
前記変位制御機構は、前記アクチュエータの移動範囲を
設定する位置設定信号とアクチュエータの変位信号との
偏差を入力する非線形回路を含み、前記非線形回路は前
記アクチュエータの移動速度に応じて予め設定された速
度設定信号を前記偏差が所定値以上のときに出力する一
方、前記偏差が所定値以下のときにはその偏差に応じて
変化する信号を出力することを特徴とする。
の移動範囲を制御する変位制御機構と、前記アクチュエ
ータの移動速度を検出し、この移動速度信号と前記変位
制御機構から出力された速度設定信号との偏差で前記ア
クチュエータの速度を制御する速度制御機構とを備え、
前記変位制御機構は、前記アクチュエータの移動範囲を
設定する位置設定信号とアクチュエータの変位信号との
偏差を入力する非線形回路を含み、前記非線形回路は前
記アクチュエータの移動速度に応じて予め設定された速
度設定信号を前記偏差が所定値以上のときに出力する一
方、前記偏差が所定値以下のときにはその偏差に応じて
変化する信号を出力することを特徴とする。
E.作 用 位置設定信号とアクチュエータの変位信号との偏差が
大きいとき、即ち、アクチュエータが始動してから停止
位置付近に至るまでの間、非線形回路は速度設定信号を
出力する。速度制御機構は、この速度設定信号を基準入
力とし、検出されたアクチュエータの移動速度信号との
偏差で、アクチュエータを直接に速度制御するから、ア
クチュエータは一定の速度で動く。一方、アクチュエー
タが停止位置付近に達し、位置設定信号とアクチュエー
タの変位信号との偏差が小さくなると、非線形回路はそ
の偏差に応じて信号のレベルを変化させる。その結果、
アクチュエータの移動速度が低下し、変位制御機構の働
きによってアクチュエータは所定の停止位置で止まる。
大きいとき、即ち、アクチュエータが始動してから停止
位置付近に至るまでの間、非線形回路は速度設定信号を
出力する。速度制御機構は、この速度設定信号を基準入
力とし、検出されたアクチュエータの移動速度信号との
偏差で、アクチュエータを直接に速度制御するから、ア
クチュエータは一定の速度で動く。一方、アクチュエー
タが停止位置付近に達し、位置設定信号とアクチュエー
タの変位信号との偏差が小さくなると、非線形回路はそ
の偏差に応じて信号のレベルを変化させる。その結果、
アクチュエータの移動速度が低下し、変位制御機構の働
きによってアクチュエータは所定の停止位置で止まる。
F.実施例 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は、この発明の一実施例の構成の概略を示した
ブロック図である。
ブロック図である。
同図において、第４図と同一符号で示した部分は同一
部分であるから、ここでの説明は省略する。
部分であるから、ここでの説明は省略する。
この実施例に係る衝撃試験機は、アクチュエータ１の
制御機構として、その移動範囲を制御するための変位制
御機構と、移動速度を制御するための速度制御機構とを
備えている。
制御機構として、その移動範囲を制御するための変位制
御機構と、移動速度を制御するための速度制御機構とを
備えている。
変位制御機構は、サーボアンプ３、サーボ弁４、変位
センサ５、変位アンプ６および非線形回路７から構成さ
れている。非線形回路７には、アクチュエータ１の停止
位置を設定するための位置設定信号（ステップ波）と変
位アンプ６の出力との偏差が入力信号として与えられ
る。また、非線形回路７には、アクチュエータ１の移動
速度に応じた速度設定信号が予め設定されている。非線
形回路７は、前記入力信号の大きさに応じて、出力レベ
ルを次のように可変する。
センサ５、変位アンプ６および非線形回路７から構成さ
れている。非線形回路７には、アクチュエータ１の停止
位置を設定するための位置設定信号（ステップ波）と変
位アンプ６の出力との偏差が入力信号として与えられ
る。また、非線形回路７には、アクチュエータ１の移動
速度に応じた速度設定信号が予め設定されている。非線
形回路７は、前記入力信号の大きさに応じて、出力レベ
ルを次のように可変する。
第２図は、非線形回路７の入出力特性を示している。
即ち、非線形回路７は、位置設定信号と変位アンプ６の
出力との偏差VINが大きい場合（VIN＞VA、VIN＜VB）、
速度設定信号V1〜V6のいずれかを出力し、偏差VINが小
さい場合（VB＜VIN＜VA）、その偏差に比例してレベル
変化する出力を与える。
即ち、非線形回路７は、位置設定信号と変位アンプ６の
出力との偏差VINが大きい場合（VIN＞VA、VIN＜VB）、
速度設定信号V1〜V6のいずれかを出力し、偏差VINが小
さい場合（VB＜VIN＜VA）、その偏差に比例してレベル
変化する出力を与える。
第２図に示すような入出力特性をもつ非線形回路７の
具体的な回路構成を第３図に示す。偏差VA,VBは比較器7
1,72の各基準電圧で設定され、偏差VA,VB間の比例特性
は増幅器73の増幅率、具体的には抵抗R1とR2との比率で
設定される。増幅器73の出力はバッファ増幅器74を介し
て取り出され、この出力は比較器75,76にそれぞれ入力
される。比較器75,76の出力はバッファ増幅器74の入力
側に帰還され、比較器75,76の各出力電圧レベルによっ
て速度設定信号のレベルが設定される。
具体的な回路構成を第３図に示す。偏差VA,VBは比較器7
1,72の各基準電圧で設定され、偏差VA,VB間の比例特性
は増幅器73の増幅率、具体的には抵抗R1とR2との比率で
設定される。増幅器73の出力はバッファ増幅器74を介し
て取り出され、この出力は比較器75,76にそれぞれ入力
される。比較器75,76の出力はバッファ増幅器74の入力
側に帰還され、比較器75,76の各出力電圧レベルによっ
て速度設定信号のレベルが設定される。
この非線形回路７の動作は次の通りである。
偏差入力VINが基準電圧VAを超えると比較器74が飽和
する。これにより増幅器73が飽和し、その出力電圧がバ
ッファ増幅器74を介して取り出される。バッファ増幅器
74の出力電圧によって比較器75が飽和する。この比較器
75の正の出力電圧が速度設定信号として、バッファ増幅
器74を介して出力される。偏差入力が基準電圧VBよりも
小さい場合には、比較器72、76が同様に動作して、負の
速度設定信号が出力される。なお、速度設定信号の正負
は、アクチュエータ１の移動方向に応じて定められる。
する。これにより増幅器73が飽和し、その出力電圧がバ
ッファ増幅器74を介して取り出される。バッファ増幅器
74の出力電圧によって比較器75が飽和する。この比較器
75の正の出力電圧が速度設定信号として、バッファ増幅
器74を介して出力される。偏差入力が基準電圧VBよりも
小さい場合には、比較器72、76が同様に動作して、負の
速度設定信号が出力される。なお、速度設定信号の正負
は、アクチュエータ１の移動方向に応じて定められる。
偏差入力VINが、VB＜VIN＜VAの範囲にある場合には、
比較器71,72、75、76は動作しないので、偏差入力VINが
増幅器73で増幅される結果、偏差入力VINに比例した信
号が出力される。
比較器71,72、75、76は動作しないので、偏差入力VINが
増幅器73で増幅される結果、偏差入力VINに比例した信
号が出力される。
次に、この実施例の速度制御機構の構成を説明する。
速度制御機構は、アクチュエータ１の移動速度を検出
する速度センサ８、この速度センサ８の出力を増幅する
速度アンプ９、サーボアンプ３およびサーボ弁４から構
成されている。サーボアンプ３は非線形回路７の出力と
速度アンプ９の出力との偏差を入力する。なお、サーボ
アンプ３とサーボ弁４と間には、アクチュエータ始動用
のスイッチSWが介在している。
する速度センサ８、この速度センサ８の出力を増幅する
速度アンプ９、サーボアンプ３およびサーボ弁４から構
成されている。サーボアンプ３は非線形回路７の出力と
速度アンプ９の出力との偏差を入力する。なお、サーボ
アンプ３とサーボ弁４と間には、アクチュエータ始動用
のスイッチSWが介在している。
次に、この実施例の動作を説明する。
まず、試験条件に応じたアクチュエータ１の移動速
度を設定するために、スイッチSWをOFF状態にして、非
線形回路７に前記移動速度に応じた速度設定信号を与え
る。
度を設定するために、スイッチSWをOFF状態にして、非
線形回路７に前記移動速度に応じた速度設定信号を与え
る。
さらに、アクチュエータ１の停止位置に対応した電圧
レベルの位置設定信号を与える。
レベルの位置設定信号を与える。
次に、スイッチSWをON状態にする。アクチュエータ１
は始動位置にあるから、このときの変位アンプ６の出力
と位置設定信号との偏差は大きい。したがって、非線形
回路７は速度設定信号をそのまま出力する。一方、始動
開始時において、速度センサ８の出力は零であるから、
非線形回路７から出力された速度設定信号に応じた速度
でアクチュエータ１が始動する。
は始動位置にあるから、このときの変位アンプ６の出力
と位置設定信号との偏差は大きい。したがって、非線形
回路７は速度設定信号をそのまま出力する。一方、始動
開始時において、速度センサ８の出力は零であるから、
非線形回路７から出力された速度設定信号に応じた速度
でアクチュエータ１が始動する。
アクチュエータ１が停止位置付近に達するまでの間、
非線形回路７は一定の速度設定信号を出力するから、こ
の速度設定信号を基準入力とする速度制御機構によっ
て、アクチュエータ１の移動速度が一定に保たれる。こ
の間にアクチュエータ１は供試体２に衝突し、アクチュ
エータ１に負荷が作用するが、速度制御機構がアクチュ
エータ１の移動速度を一定に保持するように直接的に速
度制御することにより、アクチュエータ１の移動速度の
変動が効果的に抑制される。
非線形回路７は一定の速度設定信号を出力するから、こ
の速度設定信号を基準入力とする速度制御機構によっ
て、アクチュエータ１の移動速度が一定に保たれる。こ
の間にアクチュエータ１は供試体２に衝突し、アクチュ
エータ１に負荷が作用するが、速度制御機構がアクチュ
エータ１の移動速度を一定に保持するように直接的に速
度制御することにより、アクチュエータ１の移動速度の
変動が効果的に抑制される。
アクチュエータ１が供試体２に衝撃を加えてこれを破
断した後、停止位置に近づくにつれて、変位アンプ６の
出力と位置設定信号との偏差が小さくなるから、非線形
回路７は前記偏差に比例した低レベルの電圧を出力する
ようになる。アクチュエータ１は、この偏差に応じた電
圧によって速度制御されるようになるから、停止位置に
近づくにつれて速度を落としていく。
断した後、停止位置に近づくにつれて、変位アンプ６の
出力と位置設定信号との偏差が小さくなるから、非線形
回路７は前記偏差に比例した低レベルの電圧を出力する
ようになる。アクチュエータ１は、この偏差に応じた電
圧によって速度制御されるようになるから、停止位置に
近づくにつれて速度を落としていく。
そして、アクチュエータ１が停止位置に達すると、非
線形回路７への偏差入力が零レベルになるから、変位制
御機構の働きによって、アクチュエータ１は位置設定信
号に応じた停止位置で止まる。
線形回路７への偏差入力が零レベルになるから、変位制
御機構の働きによって、アクチュエータ１は位置設定信
号に応じた停止位置で止まる。
なお、上述の実施例で説明した非線形回路７は、第３
図に示したような回路構成に限定されるものでなく、種
々変形実施することができことは言うまでもない。
図に示したような回路構成に限定されるものでなく、種
々変形実施することができことは言うまでもない。
G.発明の効果 以上の説明から明らかなように、この発明に係る衝撃
試験機は、アクチュエータの移動範囲を制御する変位制
御機構と、前記アクチュエータの移動速度を制御する速
度制御機構とを備え、位置設定信号とアクチュエータの
変位信号との偏差が大きい場合は、非線形回路から出力
された速度設定信号に基づいてアクチュエータを直接的
に速度制御しているので、変位制御方式を採る従来装置
に比較して、アクチュエータに負荷が作用した場合にも
速度の変動が小さく抑えられ、精度の高い破壊データを
得ることができる。
試験機は、アクチュエータの移動範囲を制御する変位制
御機構と、前記アクチュエータの移動速度を制御する速
度制御機構とを備え、位置設定信号とアクチュエータの
変位信号との偏差が大きい場合は、非線形回路から出力
された速度設定信号に基づいてアクチュエータを直接的
に速度制御しているので、変位制御方式を採る従来装置
に比較して、アクチュエータに負荷が作用した場合にも
速度の変動が小さく抑えられ、精度の高い破壊データを
得ることができる。
また、この発明によれば、非線形回路の特性を変える
ことによって、速度設定信号が出力される偏差域を自由
に拡げられるから、アクチュエータが一定速度で移動す
る範囲を広くすることができ、実用上、好都合である。
ことによって、速度設定信号が出力される偏差域を自由
に拡げられるから、アクチュエータが一定速度で移動す
る範囲を広くすることができ、実用上、好都合である。
第１図はこの発明の一実施例に係る衝撃試験機の構成の
概略を示したブロック図、第２図は前記実施例における
非線形回路の入出力特性図、第３図は前記非線形回路の
具体的な回路図、第４図は従来の衝撃試験機の構成の概
略を示したブロック図である。 １……アクチュエータ、２……供試体 ３……サーボアンプ、４……サーボ弁 ５……変位センサ、６……変位アンプ ７……非線形回路、８……速度センサ ９……速度アンプ
概略を示したブロック図、第２図は前記実施例における
非線形回路の入出力特性図、第３図は前記非線形回路の
具体的な回路図、第４図は従来の衝撃試験機の構成の概
略を示したブロック図である。 １……アクチュエータ、２……供試体 ３……サーボアンプ、４……サーボ弁 ５……変位センサ、６……変位アンプ ７……非線形回路、８……速度センサ ９……速度アンプ
Claims (1)
- 【請求項１】アクチュエータの移動範囲を制御する変位
制御機構と、前記アクチュエータの移動速度を検出し、
この移動速度信号と前記変位制御機構から出力された速
度設定信号との偏差で前記アクチュエータの速度を制御
する速度制御機構とを備え、前記変位制御機構は、前記
アクチュエータの移動範囲を設定する位置設定信号とア
クチュエータの変位信号との偏差を入力する非線形回路
を含み、前記非線形回路は前記アクチュエータの移動速
度に応じて予め設定された速度設定信号を前記偏差が所
定値以上のときに出力する一方、前記偏差が所定値以下
のときにはその偏差に応じて変化する信号を出力するこ
とを特徴とする衝撃試験機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62211141A JPH0810182B2 (ja) | 1987-08-25 | 1987-08-25 | 衝撃試験機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62211141A JPH0810182B2 (ja) | 1987-08-25 | 1987-08-25 | 衝撃試験機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6454228A JPS6454228A (en) | 1989-03-01 |
| JPH0810182B2 true JPH0810182B2 (ja) | 1996-01-31 |
Family
ID=16601059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62211141A Expired - Lifetime JPH0810182B2 (ja) | 1987-08-25 | 1987-08-25 | 衝撃試験機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0810182B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5320780B2 (ja) | 2008-03-17 | 2013-10-23 | 富士通株式会社 | 情報処理システム、機能拡張装置及び制御方法 |
| CN102566499A (zh) * | 2010-12-24 | 2012-07-11 | 北大方正集团有限公司 | 直线往复移动设备及其定位控制方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07104243B2 (ja) * | 1984-11-15 | 1995-11-13 | 株式会社島津製作所 | 高速衝撃試験装置 |
-
1987
- 1987-08-25 JP JP62211141A patent/JPH0810182B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6454228A (en) | 1989-03-01 |
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