JPH0763880B2 - プレス機械の荷重モニタ装置 - Google Patents
プレス機械の荷重モニタ装置Info
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- JPH0763880B2 JPH0763880B2 JP19586788A JP19586788A JPH0763880B2 JP H0763880 B2 JPH0763880 B2 JP H0763880B2 JP 19586788 A JP19586788 A JP 19586788A JP 19586788 A JP19586788 A JP 19586788A JP H0763880 B2 JPH0763880 B2 JP H0763880B2
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- Japan
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- load
- press machine
- waveform
- breakthrough
- output
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B30—PRESSES
- B30B—PRESSES IN GENERAL
- B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
- B30B15/0094—Press load monitoring means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B30—PRESSES
- B30B—PRESSES IN GENERAL
- B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
- B30B15/28—Arrangements for preventing distortion of, or damage to, presses or parts thereof
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Presses And Accessory Devices Thereof (AREA)
- Control Of Presses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はプレス機械においてワーク打抜きの際に発生
するブレークスルー時の荷重波形を適格にモニタできる
プレス機械の荷重モニタ装置に関する。
するブレークスルー時の荷重波形を適格にモニタできる
プレス機械の荷重モニタ装置に関する。
ワークの脆性破壊による瞬時的荷重除去によって発生す
るブレークスルー現象は、スライドを主体に考えると、
打抜き加工時、それまで発生していたワークからの反力
が、ワークが切断された瞬間に零になり、これによりス
ライド、金型およびフレームによって構成される弾性体
に慣性負荷が印加された状態となることを原因し、この
ブレークスルー時には負のピークを持つ荷重波形が発生
する。
るブレークスルー現象は、スライドを主体に考えると、
打抜き加工時、それまで発生していたワークからの反力
が、ワークが切断された瞬間に零になり、これによりス
ライド、金型およびフレームによって構成される弾性体
に慣性負荷が印加された状態となることを原因し、この
ブレークスルー時には負のピークを持つ荷重波形が発生
する。
通常、プレス機械においては、荷重モニタ装置が付設さ
れており、このモニタ装置ではスライドの各所に配設し
た荷重センサの出力から荷重測定値を得るようにしてい
るが、従来の荷重モニタ装置では荷重測定値のうちでブ
レークスルー発生前の正のピーク値のみを計測し、この
正のピーク値を過負荷検出に用いるようにしていた。も
っとも最近ではプレスワークエリアに対応するベースア
ングル基準で“1"ずつ計測するタイプもあらわれてい
る。すなわち、従来装置ではブレークスルー時のマイナ
ス荷重を計測していない。
れており、このモニタ装置ではスライドの各所に配設し
た荷重センサの出力から荷重測定値を得るようにしてい
るが、従来の荷重モニタ装置では荷重測定値のうちでブ
レークスルー発生前の正のピーク値のみを計測し、この
正のピーク値を過負荷検出に用いるようにしていた。も
っとも最近ではプレスワークエリアに対応するベースア
ングル基準で“1"ずつ計測するタイプもあらわれてい
る。すなわち、従来装置ではブレークスルー時のマイナ
ス荷重を計測していない。
ところで、プレス機械においては、以下のプレス能力に
関する式を満たすように設計されている。
関する式を満たすように設計されている。
プレス能力=(LP+LBT)×K …(1) LP:正のピーク荷重 LBT:ブレークスルー時のマイナスピーク荷重 K:補正係数(0.5〜0.8程度) 〔発明が解決しようとする課題〕 このように、プレス機械では、ブレークスルー時のマイ
ナス荷重LBTを考慮した設計がなされているものの、プ
レス機械に付設された荷重モニタ装置自体には、上記マ
イナス荷重LBTを計測し、かつ表示させる機能を持たせ
ていなかったため、ユーザはプレスの使い方が真に適正
なものであるか否かを判定できず、もし、ユーザがプレ
ス能力>(LP+LBT)×Kなる関係でブレスを用いてい
た場合には、プレス機械の寿命を大幅に短縮させること
になる。
ナス荷重LBTを考慮した設計がなされているものの、プ
レス機械に付設された荷重モニタ装置自体には、上記マ
イナス荷重LBTを計測し、かつ表示させる機能を持たせ
ていなかったため、ユーザはプレスの使い方が真に適正
なものであるか否かを判定できず、もし、ユーザがプレ
ス能力>(LP+LBT)×Kなる関係でブレスを用いてい
た場合には、プレス機械の寿命を大幅に短縮させること
になる。
この発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、打
抜き加工時に発生するブレークスルー現象を正確に把握
できるようにして、プレス機械の寿命をいたずらに短縮
することを防ぎえるプレス機械の荷重モニタ装置を提供
しようとするものである。
抜き加工時に発生するブレークスルー現象を正確に把握
できるようにして、プレス機械の寿命をいたずらに短縮
することを防ぎえるプレス機械の荷重モニタ装置を提供
しようとするものである。
そこでこの発明の荷重モニタ装置では、プレス機械の上
型に加わる荷重を検出する荷重センサと、この荷重セン
サの出力から所定周波数以下の信号を抽出するフィルタ
と、このフィルタの出力をアナログ・ディジタル変換す
る変換手段と、該変換手段の出力を所定のサンプリング
周期でサンプリングし、該サンプリング信号より原信号
を波形再現し画面表示する計測処理手段とを具えるよう
にする。
型に加わる荷重を検出する荷重センサと、この荷重セン
サの出力から所定周波数以下の信号を抽出するフィルタ
と、このフィルタの出力をアナログ・ディジタル変換す
る変換手段と、該変換手段の出力を所定のサンプリング
周期でサンプリングし、該サンプリング信号より原信号
を波形再現し画面表示する計測処理手段とを具えるよう
にする。
かかる構成によれば、荷重センサから出力されるブレー
クスルー波形を含む荷重信号は、フィルタによって所定
周波数以上の信号がカットオフされ、該周波数以下の信
号がアナログ・デイジタル変換される。アナログ・ディ
ジタル変換手段は負の電圧も処理できるものであり、こ
の変換出力のサンプリング信号より原信号が波形再現さ
れ、画面上に表示される。
クスルー波形を含む荷重信号は、フィルタによって所定
周波数以上の信号がカットオフされ、該周波数以下の信
号がアナログ・デイジタル変換される。アナログ・ディ
ジタル変換手段は負の電圧も処理できるものであり、こ
の変換出力のサンプリング信号より原信号が波形再現さ
れ、画面上に表示される。
以下、この発明を添付図面に示す実施例にしたがって詳
細に説明する。
細に説明する。
第2図において、1はスライド、2はボルスタ、3は金
型であり、スライド1は2組のコンロッド4およびスク
リュウ5の構成によって昇降する。2本のスクリュウ5.
5には、それぞれ歪ゲージ6が取付けられており、これ
ら歪ゲージ6.6の検出出力は荷重モニタ装置10に入力さ
れている。荷重モニタ装置10はプリンタ7に接続されて
いる。
型であり、スライド1は2組のコンロッド4およびスク
リュウ5の構成によって昇降する。2本のスクリュウ5.
5には、それぞれ歪ゲージ6が取付けられており、これ
ら歪ゲージ6.6の検出出力は荷重モニタ装置10に入力さ
れている。荷重モニタ装置10はプリンタ7に接続されて
いる。
第1図は荷重モニタ装置10の内部構成を示すものであ
り、この荷重モニタ装置10は、入出力ブロック20、CPU
ブロック30およびCPTディスプレイブロック40で構成さ
れている。
り、この荷重モニタ装置10は、入出力ブロック20、CPU
ブロック30およびCPTディスプレイブロック40で構成さ
れている。
前記歪ゲージ6.6の検出出力は、入出力ブロック20のア
ンプ21で増幅された後、フィルタ22に入力される。フィ
ルタ22は、例えばアンチエリアシングフィルタであり、
このフィルタにより歪ゲージ6.6の検出波形から所定の
周波数以下の波形を抽出する。すなわち歪ゲージ6.6の
検出信号のなかのブレークスルー波は2次、3次……n
次の高調波を含んだ波形であり、アンチエリアシングフ
ィルタ22によってある周波数以上の高調波をカットし、
該周波数以下の信号のみを抽出する。このカットオフ周
波数famについては後述する。フィルタ22の出力はマル
チプレクサ23に入力され、マルチプレクサ23によって2
つの歪ゲージ6.6からの検出信号が選択的にA/D変換器24
に入力される。A/D変換器24は、マイナス電圧も処理で
きるものであり、フィルタ22からのアナログ信号をデジ
タル信号に変換し、その変換信号をシステムバスBS上に
送出する。
ンプ21で増幅された後、フィルタ22に入力される。フィ
ルタ22は、例えばアンチエリアシングフィルタであり、
このフィルタにより歪ゲージ6.6の検出波形から所定の
周波数以下の波形を抽出する。すなわち歪ゲージ6.6の
検出信号のなかのブレークスルー波は2次、3次……n
次の高調波を含んだ波形であり、アンチエリアシングフ
ィルタ22によってある周波数以上の高調波をカットし、
該周波数以下の信号のみを抽出する。このカットオフ周
波数famについては後述する。フィルタ22の出力はマル
チプレクサ23に入力され、マルチプレクサ23によって2
つの歪ゲージ6.6からの検出信号が選択的にA/D変換器24
に入力される。A/D変換器24は、マイナス電圧も処理で
きるものであり、フィルタ22からのアナログ信号をデジ
タル信号に変換し、その変換信号をシステムバスBS上に
送出する。
なお、入出力ブロック20は、キーボード25を有し、該キ
ーボード25からの入力信号をインタフェータ26を介して
システムバスBS上に送出する。
ーボード25からの入力信号をインタフェータ26を介して
システムバスBS上に送出する。
CPUブロック30は、CPU31、I/O回路32、メモリ33、ポー
トRAM34等を有し、メモリ33にはCPU31によって所定のサ
ンプリング周波数にサンプリングされた前記A/D変換器2
4からの出力が記憶される。CPU31はこの記憶荷重データ
をスペクトル解析しディジタルフーリエ変換(DFT)の
手段により、ブレークスルー時のマイナス波形を含む荷
重波形を波形再現しポートRAM34を介してCRTディスプレ
イブロック40へ出力する。
トRAM34等を有し、メモリ33にはCPU31によって所定のサ
ンプリング周波数にサンプリングされた前記A/D変換器2
4からの出力が記憶される。CPU31はこの記憶荷重データ
をスペクトル解析しディジタルフーリエ変換(DFT)の
手段により、ブレークスルー時のマイナス波形を含む荷
重波形を波形再現しポートRAM34を介してCRTディスプレ
イブロック40へ出力する。
CRTディスプレイブロック40では、CPU41、メモリ42、CR
Tデイスプレイ43等を有し、CPUブロック30から入力され
た荷重波形をCRTディスプレイ43へモニタ表示する。
Tデイスプレイ43等を有し、CPUブロック30から入力され
た荷重波形をCRTディスプレイ43へモニタ表示する。
次に、フィルタ22のカットオフ周波数、CPUブロック30
でのサンプリング周波数等を決定するために、本発明者
が行なった実験検討結果を示す。
でのサンプリング周波数等を決定するために、本発明者
が行なった実験検討結果を示す。
第3図は、Cフレーム型小型プレスによって板材SS41P
を200mmの径で打抜いたときの荷重波形を示すもので、
(a)は板厚を6mm、(b)は板厚を4.5mmとした。
を200mmの径で打抜いたときの荷重波形を示すもので、
(a)は板厚を6mm、(b)は板厚を4.5mmとした。
また、第4図(b)は中型プレスによって板材SS41Pを3
00mmの径で打抜いたときの荷重波形を示すもので、スト
ローク数は30spmとした。なお、第4図(b)の2つの
波形のうち、上の曲線は第2図の2つの歪ゲージ6.6の
うち左の歪ゲージの出力に対応し、下の曲線は右の歪ゲ
ージの出力に対応する。さらに、同図(a)は同図
(b)の時間軸に対応するスライド1のモーションダイ
ヤグラムを示すものである。
00mmの径で打抜いたときの荷重波形を示すもので、スト
ローク数は30spmとした。なお、第4図(b)の2つの
波形のうち、上の曲線は第2図の2つの歪ゲージ6.6の
うち左の歪ゲージの出力に対応し、下の曲線は右の歪ゲ
ージの出力に対応する。さらに、同図(a)は同図
(b)の時間軸に対応するスライド1のモーションダイ
ヤグラムを示すものである。
この、第1図に示す構成において、本発明によって追加
した構成は、フィルタ22とA/D変換器24であり、これら
の構成によってマイナス荷重波形すなわちブレークスル
ー波形の抽出およびA/D変換を荷重モニタ装置自体で実
現させている。もちろんCPU内にはディジタルフーリエ
変換を含む波形再現ソフトが格納されていることはいう
までもない。
した構成は、フィルタ22とA/D変換器24であり、これら
の構成によってマイナス荷重波形すなわちブレークスル
ー波形の抽出およびA/D変換を荷重モニタ装置自体で実
現させている。もちろんCPU内にはディジタルフーリエ
変換を含む波形再現ソフトが格納されていることはいう
までもない。
ブレークスルー現象は、質点の力学系に置換してみる
と、自由振動−擬似ステップ応答に相当すると考えら
れ、上記第3図または第4図では、振動の周期が徐々に
長くなり正確には質点の力学系の挙動を示していない
が、定性的には充分な近似を保証する波形となってい
る。
と、自由振動−擬似ステップ応答に相当すると考えら
れ、上記第3図または第4図では、振動の周期が徐々に
長くなり正確には質点の力学系の挙動を示していない
が、定性的には充分な近似を保証する波形となってい
る。
以下、ブレークスルーは質点の力学系の1自由度の自由
振動現象とモデル化して話を進める。
振動現象とモデル化して話を進める。
ブレークスルーの周波数 第3図の小型プレスの場合、ブレークスルーの第1波を
基本波形と仮定すると、基本波形の周期Ta=0.01secと
なり、またその周波数fa=1/0.01=0.1KHZとなる。
基本波形と仮定すると、基本波形の周期Ta=0.01secと
なり、またその周波数fa=1/0.01=0.1KHZとなる。
また、第4図の中型プレスの場合には、同様な仮定で、
Ta=0.0154sec、fa=0.065KHZとなる。
Ta=0.0154sec、fa=0.065KHZとなる。
スライド重量mの影響 上述した質点力学系の1自由度の自由振動モデルを考え
ると、その運動方程式は下式のようになる。
ると、その運動方程式は下式のようになる。
m+c+kx=μ(t) …(2) μ(t):ステップ関数 x:変位 上記(2)式の解x(t)を次式に示す。
上記(3)式において、スライド重量mに依存するもの
は、ωnとCcである。そしてm→大のときには、ωn→
小、 となる。しかし、この振動系を構成するスライド、金
型、フレームの材質を考慮するとC0という仮定が成
立する。
は、ωnとCcである。そしてm→大のときには、ωn→
小、 となる。しかし、この振動系を構成するスライド、金
型、フレームの材質を考慮するとC0という仮定が成
立する。
したがって、ブレークスルーの周波数 はスライドの重量mが小さくなるに伴ない高くなる傾向
があるという結論が得られる。したがって、最も小型の
プレス機械に発生するブレークスルーの周波数(famと
する)が各種プレス機械に発生するブレークスルーの周
波数の上限値と決定することができる。
があるという結論が得られる。したがって、最も小型の
プレス機械に発生するブレークスルーの周波数(famと
する)が各種プレス機械に発生するブレークスルーの周
波数の上限値と決定することができる。
CPUのサンプリング周波数fs 前述したの考案によりスライド重量mが最も軽い、例
えばCフレーム型小型プレスのブレークスルー周波数fa
mをブレークスルー周波数の上限値とする。すると標本
化定理よりそのサンプリング周波数fsはfs≧2famが成立
し、さらにマージンを考えて、この場合CPUのサンプリ
ング周波数はfs=5famとする。
えばCフレーム型小型プレスのブレークスルー周波数fa
mをブレークスルー周波数の上限値とする。すると標本
化定理よりそのサンプリング周波数fsはfs≧2famが成立
し、さらにマージンを考えて、この場合CPUのサンプリ
ング周波数はfs=5famとする。
すなわち、この実験検討結果では、第1図のアンチエリ
アシングフィルタ22によって通過させる荷重信号の周波
数の上限値は、スライド重量が最も軽いプレス機械に発
生するブレークスルー周波数famとし、さらにこのフィ
ルタ22を通過させた荷重信号のサンプリング周波数fs
は、fs=5famとするようにする。
アシングフィルタ22によって通過させる荷重信号の周波
数の上限値は、スライド重量が最も軽いプレス機械に発
生するブレークスルー周波数famとし、さらにこのフィ
ルタ22を通過させた荷重信号のサンプリング周波数fs
は、fs=5famとするようにする。
このように、この実施例では、荷重モニタ装置にアンチ
エリアシングフィルタ22およびマイナス電圧処理の可能
なA/D変換器24を付加することによってプレス機械の荷
重波形をブレークスルー波形を含めた形でモニタ表示で
きるようにしたので、ユーザは前記第(1)式を考慮し
た適正な判断条件に基づきプレスの使い方が適正である
か否かを判定することができる。すなわち、ブレークス
ルーのレベルが定期的に異常に大きくなったときは、金
型に異常が発生したとか、機械寿命が限界にきたと判定
でき、また、金型使用後、すぐにブレークスルーレベル
が異常に大きくなれば、板材が厚すぎるとか、仕事開始
角が不適当などと判定できる。そして、荷重波形のモニ
タ出力をもとに、ユーザがプレス機械を常に適正に運転
するこにより、プレス機械の寿命をいたずらにみじかく
することを防ぐことができる。
エリアシングフィルタ22およびマイナス電圧処理の可能
なA/D変換器24を付加することによってプレス機械の荷
重波形をブレークスルー波形を含めた形でモニタ表示で
きるようにしたので、ユーザは前記第(1)式を考慮し
た適正な判断条件に基づきプレスの使い方が適正である
か否かを判定することができる。すなわち、ブレークス
ルーのレベルが定期的に異常に大きくなったときは、金
型に異常が発生したとか、機械寿命が限界にきたと判定
でき、また、金型使用後、すぐにブレークスルーレベル
が異常に大きくなれば、板材が厚すぎるとか、仕事開始
角が不適当などと判定できる。そして、荷重波形のモニ
タ出力をもとに、ユーザがプレス機械を常に適正に運転
するこにより、プレス機械の寿命をいたずらにみじかく
することを防ぐことができる。
なお、実施例では、2個の荷重センサ6を設けるように
したが、その個数は任意であり、また、その配設位置も
実施例に限るわけでない。
したが、その個数は任意であり、また、その配設位置も
実施例に限るわけでない。
以上説明したようにこの発明によれば、運転時のブレー
クスルー波形をモニタリングできるようにしたので、オ
ペレータは打抜きプレス作業が適正か否かを正確かつ容
易に判定することができ、該判定によって適正な運転を
行なうようにすれば、プレス機械の寿命をいたずらにみ
じかくすることを防ぐことができる。
クスルー波形をモニタリングできるようにしたので、オ
ペレータは打抜きプレス作業が適正か否かを正確かつ容
易に判定することができ、該判定によって適正な運転を
行なうようにすれば、プレス機械の寿命をいたずらにみ
じかくすることを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】 第1図はこの発明の一実施例について荷重モニタ装置の
内部構成を示すブロック図、第2図は同実施例の全体的
構成を示す概念図、第3図および第4図はそれぞれブレ
ークスルー波形を示すグラフである。 1……スライド、2……ボルスタ、3……金型、4……
コンロッド、5……スクリュウ、6……歪ゲージ、7…
…プリンタ、8……アダプタプレート、10……荷重モニ
タ装置、22……フィルタ、23……マルチプレクサ、24…
…A/D変換器、31,41……CPU、43……CRTディスプレイ。
内部構成を示すブロック図、第2図は同実施例の全体的
構成を示す概念図、第3図および第4図はそれぞれブレ
ークスルー波形を示すグラフである。 1……スライド、2……ボルスタ、3……金型、4……
コンロッド、5……スクリュウ、6……歪ゲージ、7…
…プリンタ、8……アダプタプレート、10……荷重モニ
タ装置、22……フィルタ、23……マルチプレクサ、24…
…A/D変換器、31,41……CPU、43……CRTディスプレイ。
Claims (1)
- 【請求項1】プレス機械に作用する荷重をモニタするプ
レス機械の荷重モニタ装置において、 プレス機械の上型に加わる荷重を検出する荷重センサ
と、 この荷重センサの出力から所定周波数以下の信号を抽出
するフィルタと、 このフィルタの出力をアナログ・ディジタル変換する変
換手段と、 該変換手段の出力を所定のサンプリング周期でサンプリ
ングし、該サンプリング信号より原信号を波形再現し画
面表示する計測処理手段と、 を具えるプレス機械の荷重モニタ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19586788A JPH0763880B2 (ja) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | プレス機械の荷重モニタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19586788A JPH0763880B2 (ja) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | プレス機械の荷重モニタ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0247000A JPH0247000A (ja) | 1990-02-16 |
JPH0763880B2 true JPH0763880B2 (ja) | 1995-07-12 |
Family
ID=16348309
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19586788A Expired - Lifetime JPH0763880B2 (ja) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | プレス機械の荷重モニタ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0763880B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3342029B2 (ja) * | 1991-10-22 | 2002-11-05 | 株式会社小松製作所 | プレス機械の騒音低減装置 |
JPH0819900A (ja) * | 1994-07-01 | 1996-01-23 | Murata Mach Ltd | プレス機械の荷重検出・対処装置 |
JP2015051453A (ja) * | 2013-09-09 | 2015-03-19 | 蛇の目ミシン工業株式会社 | 電動プレス、屈曲点検出方法およびプログラム |
JP6257971B2 (ja) | 2013-09-09 | 2018-01-10 | 蛇の目ミシン工業株式会社 | 電動プレス、判断方法およびプログラム |
JP6403489B2 (ja) * | 2014-08-19 | 2018-10-10 | コマツ産機株式会社 | 制御システム、プレス機械、及びプレス機械の制御方法 |
JP6554217B2 (ja) * | 2018-08-09 | 2019-07-31 | コマツ産機株式会社 | 制御システム、プレス機械、及びプレス機械の制御方法 |
-
1988
- 1988-08-05 JP JP19586788A patent/JPH0763880B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0247000A (ja) | 1990-02-16 |
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