硬度试验机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种测量试验片的硬度的硬度试验机。
【背景技术】
[0002]硬度试验机具有:载置试验片并在XY平面上定位试验片的XY载置台；用于在试验片的表面形成压痕的压头；通过在试验位置将压头按压向试验片而对压头施加试验力的负载机构；用于观察在试验片表面形成的压痕的物镜；为使物镜和压头的某一个与试验位置相对而转换的转台。于是，构成为测量在试验片的表面形成的压痕的大小，基于该压痕的大小求出试验片的硬度(参照专利文献I)。
[0003]这样，硬度试验机采用如下结构:通过使向试验片施加试验力的负载系统的负载轴、与用于观察在试验片形成的压痕的光学系统的光轴同轴，且使压头和物镜相对于试验片移动，转换负载系统和光学系统。
[0004]在这样的硬度试验机中进行维氏硬度试验时，首先，通过低倍率物镜观察在载置台上载置的试验片，决定试验片的形状检测和按压压头的试验位置。然后，在决定的试验位置上进行按压压头的动作后，通过适合压痕大小的测量的倍率的物镜观察在试验片的表面形成的压痕，从而进行对压痕的测量。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献I日本特开平9-15128号公报
【发明内容】
[0008]发明要解决的课题
[0009]但是，由于物镜越是高倍率，数值孔径越大，因此物镜和XY载置台上的试验片的距离变化时，低倍率物镜比高倍率物镜对准焦点的范围(焦点深度)大。又，由于高倍率物镜视野范围狭窄，在试验片的表面设定多个试验位置的情况下，利用通过低倍率物镜取得的宽范围图像是更高效率的。
[0010]另一方面，由于低倍率物镜在Z方向的宽宽范围对准焦点，在利用通过低倍率物镜取得的图像而设定的试验位置上，以Z方向的位置的差异为起因的XY方向的设定精度，低于利用通过高倍率物镜取得的图像的情况。因此，利用通过低倍率物镜取得的图像而设定试验位置时，出现没有在预计的位置上形成压痕的情况。
[0011]本发明是为了解决上述问题而做出的，其目的在于提供一种能够提高利用通过低倍率物镜取得的试验片的图像而设定的试验位置的设定精度的硬度试验机。
[0012]解决课题的手段
[0013]技术方案I记载的发明是一种硬度试验机，其具有:载置台，所述载置台载置试验片，并在XY方向上对该试验片进行定位；升降机构，所述升降机构使所述载置台在Z方向上移动；压头，所述压头用于在所述试验片的表面形成压痕；负载机构，所述负载机构通过在试验位置将所述压头按压到所述试验片的表面而将试验力赋予给所述压头；倍率不同的多个物镜，所述多个物镜用于观察所述试验片的形状和形成在所述试验片的表面上的压痕；转换构件，所述转换构件支承所述压头和所述物镜，且使所述压头或所述物镜的某一个向与所述试验片相对的位置移动；以及显示部，所述显示部显示通过所述物镜取得的图像，所述硬度试验机的特征在于，多个所述物镜包括:第一物镜，所述第一物镜用于取得所述试验片的宽范围图像；和第二物镜，所述第二物镜的倍率比所述第一物镜的倍率高，用于取得所述试验片的窄范围图像，所述硬度试验机具有:边缘检测部，所述边缘检测部从通过所述物镜取得的图像检测出所述试验片的形状外缘；试验位置设定部，所述试验位置设定部在通过所述第一物镜取得的宽范围图像上基于自通过所述边缘检测部检测出的第一形状外缘的距离L而设定多个试验位置；位置调整部，所述位置调整部对载置有所述试验片的所述载置台的位置进行调整，以使得通过所述试验位置设定部设定的多个试验位置中的一个位置成为所述宽范围图像的中心；修正量算出部，所述修正量算出部算出在窄范围图像上基于该试验片的形状外缘确定的应试验位置与所述一个位置的差分，作为用于修正所述试验位置设定部所设定的试验位置的修正量，所述窄范围图像是在利用所述位置调整部进行位置调整后，利用所述转换构件使所述第二物镜向与所述试验片相对的位置移动，通过所述第二物镜取得的；以及试验位置修正部，所述试验位置修正部通过将所述修正量算出部所算出的修正量应用到由所述试验位置设定部设定的全部试验位置，来修正试验位置。
[0014]关于技术方案2记载的发明，根据技术方案I所记载的发明，所述修正量算出部将所述应试验位置设为自通过所述边缘检测部检测出的第二形状外缘的距离与所述距离L相等的位置，算出所述修正量。
[0015]关于技术方案3记载的发明，根据技术方案I所记载的发明，所述修正量算出部将所述应试验位置设为自通过输入单元指定的所述试验片的形状外缘相当部的距离与所述距离L相等的位置，算出所述修正量。
[0016]发明效果
[0017]根据技术方案I到技术方案3记载的发明，通过将修正量算出部算出的修正量应用于由试验位置设定部设定的全部试验位置，来对试验位置进行修正，因此能够通过利用由第二物镜取得的窄范围图像求得的修正量，来修正在由第一物镜取得的宽范围图像上设定的试验位置，从而能够提高试验位置的设定精度。
[0018]根据技术方案3记载的发明，考虑涂膜或镀层，在试验片上设定试验位置成为可倉泛。
【附图说明】
[0019]图1是示出本发明涉及的硬度试验机的概要图。
[0020]图2是升降XY载置台12的升降机构的概要图。
[0021]图3是示出被支承于转台20的物镜等的配置的说明图。
[0022]图4是用于对压头19以及压头21施加试验力的负载机构，以及用于观察在试验片100上形成的压痕的光学系统的概要图。
[0023]图5是对通过压头21在试验片100上形成压痕的样子进行说明的示意图。
[0024]图6是示出在试验片100形成的压痕的俯视图。
[0025]图7是示出本发明涉及的硬度试验机的主要控制系统的框图。
[0026]图8是对设定试验位置的步骤进行说明的流程图。
[0027]图9是对修正试验位置的修正量的算出步骤进行说明的流程图。
[0028]图10是示出宽范围图像上的试验位置的设定例的示意图。
[0029]图11是对试验位置的修正进行说明的示意图。
[0030]图12是对修正试验位置的修正量的算出步骤的变形例进行说明的流程图。
[0031]图13是对试验位置的修正的变形例进行说明的示意图。
【具体实施方式】
[0032]以下基于附图对本发明的实施方式进行说明。图1是示出本发明涉及的硬度试验机的概要图。图2是升降XY载置台12的升降机构的概要图。
[0033]该硬度试验机具有台11，以及配置在该台11上的、载置试验片100的XY载置台
12。XY载置台12是用于使试验片100在X方向(图1中的左右方向)和Y方向(图1中的垂直于纸面的方向)移动，并在该XY平面上对试验片100定位的构件。在该XY载置台12上，附设有用于使XY载置台12在X方向水平移动的电动机13和用于使XY载置台12在Y方向移动的电动机14。
[0034]在微小尺寸的试验片100上进行试验时，将以对试验片100的硬度不产生影响的方法把试验片100树脂铸模了的材料作为试样，利用与试样形状相应的夹具，将试验片100配置在XY载置台12上。
[0035]又，XY载置台12为通过图2所示的升降机构的作用而在上下方向(Z方向)移动的结构。即，支承XY载置台12的支承部51通过在侧面形成有齿轨53的升降构件52被支承。该升降构件52上的齿轨53与通过电动机15的驱动而旋转的小齿轮54啮合。因此，XY载置台12通过电动机15的驱动进行升降。
[0036]又，该硬度试验机具有:用于通过目视观察试验片100的目镜16 ;用于对试验片100进行摄影的摄像机17 ;以及支承压头21和物镜23、24等并进行旋转的转台20。该转台20通过操作旋钮26或者通过后面叙述的电动机30的驱动，以朝向铅垂方向的轴为中心进行旋转。又，该硬度试验机具有也能作为输入部和显示