硬度試驗機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種測量試驗片的硬度的硬度試驗機。
【背景技術】
[0002]硬度試驗機具有:載置試驗片并在XY平面上定位試驗片的XY載置臺；用于在試驗片的表面形成壓痕的壓頭；通過在試驗位置將壓頭按壓向試驗片而對壓頭施加試驗力的負載機構；用于觀察在試驗片表面形成的壓痕的物鏡；為使物鏡和壓頭的某一個與試驗位置相對而轉換的轉臺。于是，構成為測量在試驗片的表面形成的壓痕的大小，基于該壓痕的大小求出試驗片的硬度(參照專利文獻I)。
[0003]這樣，硬度試驗機采用如下結構:通過使向試驗片施加試驗力的負載系統的負載軸、與用于觀察在試驗片形成的壓痕的光學系統的光軸同軸，且使壓頭和物鏡相對于試驗片移動，轉換負載系統和光學系統。
[0004]在這樣的硬度試驗機中進行維氏硬度試驗時，首先，通過低倍率物鏡觀察在載置臺上載置的試驗片，決定試驗片的形狀檢測和按壓壓頭的試驗位置。然后，在決定的試驗位置上進行按壓壓頭的動作后，通過適合壓痕大小的測量的倍率的物鏡觀察在試驗片的表面形成的壓痕，從而進行對壓痕的測量。
[0005]現有技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻I日本特開平9-15128號公報
【發明內容】
[0008]發明要解決的課題
[0009]但是，由于物鏡越是高倍率，數值孔徑越大，因此物鏡和XY載置臺上的試驗片的距離變化時，低倍率物鏡比高倍率物鏡對準焦點的范圍(焦點深度)大。又，由于高倍率物鏡視野范圍狹窄，在試驗片的表面設定多個試驗位置的情況下，利用通過低倍率物鏡取得的寬范圍圖像是更高效率的。
[0010]另一方面，由于低倍率物鏡在Z方向的寬寬范圍對準焦點，在利用通過低倍率物鏡取得的圖像而設定的試驗位置上，以Z方向的位置的差異為起因的XY方向的設定精度，低于利用通過高倍率物鏡取得的圖像的情況。因此，利用通過低倍率物鏡取得的圖像而設定試驗位置時，出現沒有在預計的位置上形成壓痕的情況。
[0011]本發明是為了解決上述問題而做出的，其目的在于提供一種能夠提高利用通過低倍率物鏡取得的試驗片的圖像而設定的試驗位置的設定精度的硬度試驗機。
[0012]解決課題的手段
[0013]技術方案I記載的發明是一種硬度試驗機，其具有:載置臺，所述載置臺載置試驗片，并在XY方向上對該試驗片進行定位；升降機構，所述升降機構使所述載置臺在Z方向上移動；壓頭，所述壓頭用于在所述試驗片的表面形成壓痕；負載機構，所述負載機構通過在試驗位置將所述壓頭按壓到所述試驗片的表面而將試驗力賦予給所述壓頭；倍率不同的多個物鏡，所述多個物鏡用于觀察所述試驗片的形狀和形成在所述試驗片的表面上的壓痕；轉換構件，所述轉換構件支承所述壓頭和所述物鏡，且使所述壓頭或所述物鏡的某一個向與所述試驗片相對的位置移動；以及顯示部，所述顯示部顯示通過所述物鏡取得的圖像，所述硬度試驗機的特征在于，多個所述物鏡包括:第一物鏡，所述第一物鏡用于取得所述試驗片的寬范圍圖像；和第二物鏡，所述第二物鏡的倍率比所述第一物鏡的倍率高，用于取得所述試驗片的窄范圍圖像，所述硬度試驗機具有:邊緣檢測部，所述邊緣檢測部從通過所述物鏡取得的圖像檢測出所述試驗片的形狀外緣；試驗位置設定部，所述試驗位置設定部在通過所述第一物鏡取得的寬范圍圖像上基于自通過所述邊緣檢測部檢測出的第一形狀外緣的距離L而設定多個試驗位置；位置調整部，所述位置調整部對載置有所述試驗片的所述載置臺的位置進行調整，以使得通過所述試驗位置設定部設定的多個試驗位置中的一個位置成為所述寬范圍圖像的中心；修正量算出部，所述修正量算出部算出在窄范圍圖像上基于該試驗片的形狀外緣確定的應試驗位置與所述一個位置的差分，作為用于修正所述試驗位置設定部所設定的試驗位置的修正量，所述窄范圍圖像是在利用所述位置調整部進行位置調整后，利用所述轉換構件使所述第二物鏡向與所述試驗片相對的位置移動，通過所述第二物鏡取得的；以及試驗位置修正部，所述試驗位置修正部通過將所述修正量算出部所算出的修正量應用到由所述試驗位置設定部設定的全部試驗位置，來修正試驗位置。
[0014]關于技術方案2記載的發明，根據技術方案I所記載的發明，所述修正量算出部將所述應試驗位置設為自通過所述邊緣檢測部檢測出的第二形狀外緣的距離與所述距離L相等的位置，算出所述修正量。
[0015]關于技術方案3記載的發明，根據技術方案I所記載的發明，所述修正量算出部將所述應試驗位置設為自通過輸入單元指定的所述試驗片的形狀外緣相當部的距離與所述距離L相等的位置，算出所述修正量。
[0016]發明效果
[0017]根據技術方案I到技術方案3記載的發明，通過將修正量算出部算出的修正量應用于由試驗位置設定部設定的全部試驗位置，來對試驗位置進行修正，因此能夠通過利用由第二物鏡取得的窄范圍圖像求得的修正量，來修正在由第一物鏡取得的寬范圍圖像上設定的試驗位置，從而能夠提高試驗位置的設定精度。
[0018]根據技術方案3記載的發明，考慮涂膜或鍍層，在試驗片上設定試驗位置成為可倉泛。
【附圖說明】
[0019]圖1是示出本發明涉及的硬度試驗機的概要圖。
[0020]圖2是升降XY載置臺12的升降機構的概要圖。
[0021]圖3是示出被支承于轉臺20的物鏡等的配置的說明圖。
[0022]圖4是用于對壓頭19以及壓頭21施加試驗力的負載機構，以及用于觀察在試驗片100上形成的壓痕的光學系統的概要圖。
[0023]圖5是對通過壓頭21在試驗片100上形成壓痕的樣子進行說明的示意圖。
[0024]圖6是示出在試驗片100形成的壓痕的俯視圖。
[0025]圖7是示出本發明涉及的硬度試驗機的主要控制系統的框圖。
[0026]圖8是對設定試驗位置的步驟進行說明的流程圖。
[0027]圖9是對修正試驗位置的修正量的算出步驟進行說明的流程圖。
[0028]圖10是示出寬范圍圖像上的試驗位置的設定例的示意圖。
[0029]圖11是對試驗位置的修正進行說明的示意圖。
[0030]圖12是對修正試驗位置的修正量的算出步驟的變形例進行說明的流程圖。
[0031]圖13是對試驗位置的修正的變形例進行說明的示意圖。
【具體實施方式】
[0032]以下基于附圖對本發明的實施方式進行說明。圖1是示出本發明涉及的硬度試驗機的概要圖。圖2是升降XY載置臺12的升降機構的概要圖。
[0033]該硬度試驗機具有臺11，以及配置在該臺11上的、載置試驗片100的XY載置臺
12。XY載置臺12是用于使試驗片100在X方向(圖1中的左右方向)和Y方向(圖1中的垂直于紙面的方向)移動，并在該XY平面上對試驗片100定位的構件。在該XY載置臺12上，附設有用于使XY載置臺12在X方向水平移動的電動機13和用于使XY載置臺12在Y方向移動的電動機14。
[0034]在微小尺寸的試驗片100上進行試驗時，將以對試驗片100的硬度不產生影響的方法把試驗片100樹脂鑄模了的材料作為試樣，利用與試樣形狀相應的夾具，將試驗片100配置在XY載置臺12上。
[0035]又，XY載置臺12為通過圖2所示的升降機構的作用而在上下方向(Z方向)移動的結構。即，支承XY載置臺12的支承部51通過在側面形成有齒軌53的升降構件52被支承。該升降構件52上的齒軌53與通過電動機15的驅動而旋轉的小齒輪54嚙合。因此，XY載置臺12通過電動機15的驅動進行升降。
[0036]又，該硬度試驗機具有:用于通過目視觀察試驗片100的目鏡16 ;用于對試驗片100進行攝影的攝像機17 ;以及支承壓頭21和物鏡23、24等并進行旋轉的轉臺20。該轉臺20通過操作旋鈕26或者通過后面敘述的電動機30的驅動，以朝向鉛垂方向的軸為中心進行旋轉。又，該硬度試驗機具有也能作為輸入部和顯示