一种硬度试验机，该硬度试验机测量压痕的尺寸以确定样品的硬度。该硬度试验机包括成像单元、显示单元、指向装置和位置调整单元。成像单元摄取样品的表面的图像。显示单元显示样品的表面图像和光标。指向装置接收通过光标的移动而指示出现于显示单元的样品的表面图像的移动的第一指令和通过光标的移动而指示样品台的高度的改变的第二指令。位置调整单元在水平方向上和竖直方向上移动样品台。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及硬度试验机。
技术介绍
在典型的硬度试验机中，将压头向样品的表面推压以形成压痕，并基于压痕的尺寸来确定样品的硬度。例如，为了利用维氏硬度试验机确定样品的硬度，将样品在水平方向上定位使得样品的表面上待压的点位于压头正下方，同时在该点在竖直方向上定位(调焦)。然后转动旋转台以使得压头面对样品，并且将预定的测试力通过压头施加到样品表面以形成压痕。然后测量压痕的对角线长度，并且基于测量的压痕的对角线长度来计算样品的硬度。 对于使用硬度试验机的该定位，监视器显示由相机捕获并出现于主屏幕的样品的表面图像和用于调整出现于主屏幕的表面图像的水平位置和竖直位置的操作杆(operational bar)。使用者在观察主屏幕上的表面图像的同时利用键盘或鼠标通过操作杆的操作来调整样品的位置。不幸的是，该试验机涉及独立于主屏幕设置的操作杆的操作；因此，对于操作杆的每一个操作，使用者必须将其目光从主屏幕转到操作杆上。这降低了试验机的可操作性。为解决该问题，例如已经提出了使用于显微镜的台面或车床的工作台的技术(见日本特开平8-262327号公报)，在该技术中通过鼠标操作而将开始点和停止点设定在屏幕上，检测开始点和停止点的各X-Y坐标，基于坐标值设定在X-Y台面的X方向和Y方向上的移动距离，由此X-Y台面可以自动地移动到目标位置。根据该技术，能够仅通过开始点和停止点的设定而在任意方向上将X-Y台面简单地、精确地移动到适当的位置。不幸的是，由于日本特开平8-262327号公报中说明的技术仅仅涉及通过鼠标操作在屏幕上设定开始点和停止点，图像不能够连续地在屏幕上移动，导致精微地位置调整的困难。结果，该技术不能够应用到用于精确测量的需要精微的位置调整的硬度试验机，导致试验机的低的可操作性。此外，日本特开平8-262327没有对竖直位置调整作出说明；因此，该技术不能够解决竖直位置的调整的低的可操作性的问题。
技术实现思路
考虑到上述情况而做出本专利技术，本专利技术的一个主要目的是提供一种硬度试验机，该硬度试验机对于样品在水平方向和竖直方向上的位置的调整均是高度可操作的。为了实现上述优势中的任意一个，根据本专利技术的一个方面，提供一种硬度试验机，所述硬度试验机通过压头向放置在样品台上的样品的表面施加预定的测试力来形成压痕并测量所述压痕的尺寸来确定所述样品的硬度，所述硬度试验机包括成像单元，所述成像单元通过物镜摄取所述样品的表面的图像；显示单元，所述显示单元显示由所述成像单元摄取的所述样品的表面图像和光标；指向装置，所述指向装置能够接收通过所述光标的移动而指示出现于所述显示单元的所述样品的表面图像的移动的第一指令和通过所述光标的移动而指示所述样品台的高度的改变的第二指令；和位置调整单元，所述位置调整单元响应于来自使用者的所述第一指令根据所述光标的移动而使所述样品台在水平方向上移动，以及响应于来自使用者的所述第二指令根据所述光标的移动而使所述样品台在竖直方向上移动。附图说明从下述结合附图的详细说明中，会更完全地理解本专利技术以及本专利技术的上述目的、特征和优势。在附图中，图I是示出本专利技术的硬度试验机的整体构造的示意图；·图2是示出图I中示出的硬度试验机的主单元的示意图；图3是示出图I中示出的硬度试验机的测量单元的示意图；图4是示出图I中示出的硬度试验机的控制结构的框图； 图5A和图5B是本专利技术的硬度试验机的操作的示意性说明图；图6A和图6B是本专利技术的硬度试验机的另一操作的示意性说明图；图7A和图7B是本专利技术的硬度试验机的另一操作的示意性说明图；图8A和图8B是本专利技术的硬度试验机的另一操作的示意性说明图。具体实施例方式现在参照附图详细地说明根据实施方式的硬度试验机。说明本实施方式的硬度试验机100的构造。如图I所示，在下述说明中，将硬度试验机100的左右方向限定为X方向，将硬度试验机100的前后方向限定为Y方向，将上下方向限定为Z方向。图I中示出的硬度试验机100是例如维氏硬度试验机，该维氏硬度试验机包括主单元10、控制器6、操作单元7和监视器8。参照图2，主单元10例如包括测定单元1，该测定单元I测定样品S的硬度；样品台2，在该样品台2上放置样品S ；XY定位台(XY stage) 3，该XY定位台在水平方向(XY方向)上移动样品台2 ；自动调焦(AF) (Z)台4,该自动调焦台4将焦点调整到样品S的表面；和升降机构5，该升降机构5竖直地移动样品台2以及XY定位台3和AF (Z)台4。参照图3，测定单元I例如包括照明装置11，该照明装置11对样品S的表面进行照明；相机12，该相机12摄取样品S的表面的图像；具有压头14a的压头轴14 ;物镜15和旋转台(turret) 16,该旋转台16是可旋转的以使得压头轴14和其中一个物镜15相互切换。照明装置11是利用光来对样品S的表面进行照明的照明单元。照明装置11输出的光经由透镜la、半反射镜(half mirror) Id、反射镜Ie和物镜15到达样品S的表面。相机12是成像单元。例如，如图3所示，相机12基于其接收的从样品S的表面经由物镜15、反射镜le、半反射镜Id、反射镜Ig和透镜Ih传来的反射光来摄取样品S的表面的图像和由压头14a形成在样品S的表面的图像，因此获得图像数据并将图像数据输出至控制器6。压头轴14由加载机构(未示出)移动到放置在样品台2上的样品S，并以预定的力向样品S的表面推压压头轴14端部的压头14a。其中,所述加载机构响应于控制器6输出的控制信号而被驱动。物镜15包括多个具有不同放大倍数的聚光透镜，该多个聚光透镜保持于旋转台16的底面。通过旋转台16的旋转而将各聚光透镜定位于样品S上方，以将来自照明装置11的光均勻地施于样品S的表面。具体地，物镜15包括高倍透镜15a和低倍透镜15b，低倍透镜15b的放大倍数小于高倍透镜15a的放大倍数。 优选地，高倍透镜15a的放大倍数例如为20倍以上。具有该放大倍数的透镜具有浅的焦深，该焦深不超过样品S的压痕的允许高度，导致样品S的竖直定位精度的改善。相反，优选地，低倍透镜15b的放大倍数例如为5倍以下。具有该放大倍数的透镜能够获得宽视野的图像，因此能够容易地获得宽范围的图像。旋转台16通过旋转台驱动机构16A绕沿着Z轴方向的轴线转动,该旋转台驱动机构16A响应于控制器6输出的控制信号而进行操作。旋转台16的底面具有压头轴14和物镜15 (高倍透镜15a和低倍透镜15b)，并且旋转台16绕沿着Z轴方向的轴线转动以使得压头轴14和物镜15之一以可切换的方式定位于样品S上方。具体地，压头轴14定位于样品S上方，然后被降低以在样品S的表面形成压痕，然后其中一个物镜15定位于样品S上方以观察形成的压痕。样品台2具有将布直于样品台2顶面的样品S固定的样品固定部2a。XY定位台3由响应于控制器6输出的控制信号而进行操作的驱动机构3A驱动，并且在与压头14a的移动方向(Z方向)垂直的X方向和Y方向上移动样品台2。AF台4响应于控制器6输出的控制信号而被驱动，并且基于由相机12摄取的图像数据而精微地上下移动样品台2，以将焦点调整到样品S的表面。升降机构5响应于控制器6输出的控制信号而被驱动，并且竖直地移动样品台2以及XY定位台3和AF (Z)台4，以改变本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种硬度试验机，所述硬度试验机通过压头向放置在样品台上的样品的表面施加预定的测试力来形成压痕并测量所述压痕的尺寸来确定所述样品的硬度，所述硬度试验机包括：成像单元，所述成像单元通过物镜摄取所述样品的表面的图像；显示单元，所述显示单元显示由所述成像单元摄取的所述样品的表面图像和光标；指向装置，所述指向装置能够接收通过所述光标的移动而指示出现于所述显示单元的所述样品的表面图像的移动的第一指令和通过所述光标的移动而指示所述样品台的高度的改变的第二指令；和位置调整单元，所述位置调整单元响应于来自使用者的所述第一指令根据所述光标的移动而使所述样品台在水平方向上移动，以及响应于来自使用者的所述第二指令根据所述光标的移动而使所述样品台在竖直方向上移动。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：有我幸三，川添胜，
申请(专利权)人：株式会社三丰，
类型：发明
国别省市：
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