CN110636920B - 具有两个工作主轴的工具机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种工具机(1),所述工具机包括:机架(2);主轴调节装置(3),该主轴调节装置设置在机架(2)上;至少一个第一工作主轴(5)和第二工作主轴(6),其中,工作主轴(5、6)容纳在主轴调节装置(3)上;工件夹紧装置(20),该工件夹紧装置设置在机架(2)上。所述主轴调节装置(3)具有工作头(4),两个工作主轴(5、6)设置在工作头上。工件夹紧装置(20)包括至少一个第一工件台(21)和第二工件台(22),其中,第一工件台(21)绕第一偏转轴线(23)可偏转地支承。第二工件台(22)绕第二偏转轴线(24)可偏转地支承。第一工作主轴(5)配设给第一工件台(21)并且第二工作主轴(6)配设给第二工件台(22)。

Description

具有两个工作主轴的工具机
技术领域
本发明涉及一种工具机,该工具机具有两个工作主轴和两个用于容纳工件的工件台。
背景技术
由WO2005/025801A1和WO00/37213A2已知所谓的双主轴机器。在这样的双主轴机器中,两个工件可以同时分别利用一个装入到工具主轴中的工具来加工。两个工具主轴和因此还有两个工具同步地沿坐标系的三个轴线移动,从而在两个工件上进行相同的加工过程。
由WO2005/025801 1和WO 0/37213 2已知的双主轴机器具有以下缺点:由于其构造限制了可以加工的工件的最大长度。
DE2458770A1公开了一种铣床,该铣床具有四个铣削主轴和能在X轴线和Y轴线中移动的台。所述台装备有能绕轴线“A”机动地相对于Z轴线倾斜的、受NC控制的、设有共同夹紧的工件5的夹紧装置4。
EP2161098A1公开了一种用于同时切削地周向加工三个工件的铣床,该铣床包括具有三个彼此平行的铣削主轴轴线的三铣头、三尾座和三工件主轴座,其具有三个沿第一平行主轴线方向彼此平行的工件主轴轴线。
发明内容
本发明的任务是:克服现有技术的缺点并且提供一种工具机,借助于该工具机可以加工具有大长度的工件。
按照本发明构造一种工具机,所述工具机包括以下构件:
机架;
主轴调节装置,所述主轴调节装置设置在所述机架上;
至少一个第一工作主轴和第二工作主轴,所述第一工作主轴绕第一主轴轴线可旋转地支承,所述第二工作主轴绕第二主轴轴线可旋转地支承,其中,工作主轴容纳在所述主轴调节装置上并且借助于所述主轴调节装置能沿Z轴线、水平的X轴线和与Z轴线和X轴线成直角地设置的Y轴线相对于所述机架调节;
工件夹紧装置,所述工件夹紧装置设置在所述机架上并且构造用于容纳至少一个第一工件和第二工件。
所述主轴调节装置包括工作头,在所述工作头上设置两个工作主轴,并且所述工件夹紧装置包括至少一个第一工件台和第二工件台,其中,所述第一工件台绕平行于X轴线取向的第一偏转轴线可偏转地支承并且所述第二工件台绕平行于X轴线取向的第二偏转轴线可偏转地支承,并且所述第一工作主轴配设给所述第一工件台并且所述第二工作主轴配设给所述第二工件台,其中,所述第一工件台的第一偏转轴线和所述第二工件台的第二偏转轴线关于Y轴线隔开间距彼此错开地设置。
此外可以规定:Z轴线竖直地取向,并且X轴线水平地取向。
此外可以规定:所述工作头绕平行于Y轴线取向的工作头偏转轴线可偏转地支承。
按照本发明的工具机的优点是:为所述两个工件的每个工件设置自身的工件台,所述工件台能绕自身的偏转轴可偏转。由此,在本工具机中可以将两个具有大纵向延伸尺寸的工件夹紧并且彼此并行地加工。
当然也可以规定:工具机除了第一工作主轴和第二工作主轴之外也还具有另外的工作主轴。为此,也可以设置有另外的配设给所述工作主轴的工件台。
此外适宜的可以是:所述主轴调节装置具有主调节单元,所述主调节单元借助于X轴线线性引导装置与所述机架耦联并且能沿着X轴线相对于所述机架移动,并且所述主轴调节装置具有高度调节单元,所述高度调节单元借助于Z轴线线性引导装置与所述主调节单元耦联并且能沿着Z轴线相对于所述主调节单元移动,并且所述主轴调节装置具有推出单元,所述推出单元借助于Y轴线线性引导装置与所述高度调节单元耦联并且能沿着Y轴线相对于所述高度调节单元移动,其中,所述工作头借助于偏转支承装置与所述推出单元耦联并且能绕工作头偏转轴线相对于所述推出单元偏转。通过这种布置结构,加工工具可以针对目标地相对于要加工的工件定位。
此外可以规定:两个工件台分别借助于第一偏转支承装置并且借助于第二偏转支承装置与所述机架耦联,其中,两个工件台具有工件夹紧区域,所述工件夹紧区域分别构造在两个偏转支承装置之间。在这里优点是:通过这种构造,工件台能自由地关于其偏转轴线旋转并且用于容纳具有大纵向延伸尺寸的工件。
此外可以规定:所述工件夹紧区域关于X轴线具有1000mm至8000mm之间、特别是1400mm至5000mm之间、优选1500mm至2500mm之间的可用的工件夹紧长度。由此,具有大纵向延伸尺寸的工件可以夹紧在工件台上。
有利是也是如下特征,按照其可以规定:所述第一工作主轴的第一主轴轴线和所述第二工作主轴的第二主轴轴线关于Y轴线隔开间距彼此错开地设置。
按照一种改进方案可能的是:所述间距为200mm至1500mm之间、特别是300mm至1000mm之间、优选400mm至600mm之间。在这样确定尺寸时,能够夹紧大数量的要制造的工件。
此外可以规定:在所述工作头中设置有调节装置,借助于所述调节装置可以调节所述第一工作主轴的第一主轴轴线和所述第二工作主轴的第二主轴轴线彼此的间距。在这里优点是:通过这种措施可以补偿可能由于在工作头中和/或在工件夹紧装置中的热膨胀出现的尺寸差。调节装置可以具有不同类型的致动器,借助于所述致动器可以调节间距。
此外适宜的可以是:所述第一工件台的第一偏转轴线和所述第二工件台的第二偏转轴线关于Y轴线隔开间距彼此错开地设置。
此外可以规定:所述第一工作主轴的第一主轴轴线与所述第二工作主轴的第二主轴轴线之间的间距和所述第一工件台的第一偏转轴线与所述第二工件台的第二偏转轴线之间的间距大小相同。通过这种措施可以将两个工件彼此同步加工。
此外可以规定:两个工件台在其绕偏转轴线的旋转运动中由一个共同的驱动单元驱动。在这里优点是:通过这种措施可以节省附加的驱动装置。附加地确保:两个工件台彼此同步地运动。
按照一种特别的特征方案可能的是:所述共同的驱动单元借助于蜗轮蜗杆传动装置与两个工件台耦联。
备选于此可以规定:所述共同的驱动单元借助于齿带与两个工件台耦联。
特别是可以有利的是,所述驱动单元以转矩电机的形式构造。在这里优点是:这样的转矩电机在高定位精度的情况下同时构造用于施加大转矩。
此外可以规定:在所述工作头的未偏转的位置中,两个工作主轴的主轴轴线平行于Z轴线。
此外可以规定:两个工件台仅能绕X轴线偏转并且此外不能相对于所述机架运动。在这里优点是:通过这种措施,需要尽可能小数量的独立的驱动装置并且工具机在此关于其可能的运动具有大的多样性。此外通过这种措可以施实现:工具机具有尽可能小的尺度,因为工件不必绕其垂直于纵向延伸尺寸的纵轴线的竖直轴线旋转。
有利的也是一种特征方案,按照其可以规定:两个工作主轴在其绕主轴轴线的旋转运动中由一个共同的驱动单元驱动,特别是所述共同的驱动单元借助于齿带与两个工作主轴耦联。在这里优点是:不是对于每个工作主轴都需要自身的驱动装置。换言之可以规定:工作主轴为了其驱动而具有力传递机构、例如带盘。因为两个工作主轴彼此等角地延伸对于制造而言不重要,所以也可以规定:取代齿带使用楔形带或其他驱动机构。
附图说明
为了较好地理解本发明,借助后续附图详细阐述本发明。
在强烈简化的示意图中:
图1示出工具机的一个实施例的示意图。
具体实施方式
首先要指出:在不同描述的实施方式中,相同部件设有相同的附图标记或者说相同的构件名称,其中,在整个说明书中包含的公开内容能够按意义转用到具有相同的附图标记或者说相同的构件名称的相同部件上。在说明书中所选择的位置说明、例如上、下、侧向等等也参考直接描述的以及示出的附图并且这些位置说明在位置改变时按意义转用到新的位置上。
图1示出用于切削加工工件的工具机1的示意图。工具机1具有机架2,所述机架用作用于在其上安装的构件的基础。
为清楚起见,机架2在图1中仅示意性地示出。然而要指出:机架2可以锚定在安装地点。此外,机架2当然用于容纳工具机1的全部构件。
此外,构造有主轴调节装置3,该主轴调节装置设置在机架2上或者与该主轴调节装置耦联。主轴调节装置3具有工作头4,在该工作头上支承有第一工作主轴5和第二工作主轴6。第一工作主轴5绕第一主轴轴线7可旋转地支承在工作头4上并且第二工作主轴6绕第二主轴轴线8可旋转地支承在工作头4上。两个工作主轴5、6分别用于容纳加工工具并且为此具有用于容纳加工工具的夹紧装置。
工作主轴5、6能借助于主轴调节装置3沿竖直的Z轴线9、水平的X轴线10以及与Z轴线9和X轴线10成直角地设置的Y轴线11相对于机架2调节。
主轴调节装置3具有主调节单元12,该主调节单元借助于X轴线线性引导装置13与机架2耦联。为了简化地形象说明,仅不完整地示出X轴线线性引导装置13。特别是可以规定:X轴线线性引导装置13具有四个引导滑块,所述引导滑块与主调节单元12耦联并且所述引导滑块与两个导轨配合作用,所述导轨与机架2耦联。
通过X轴线线性引导装置13,主调节单元12能沿X轴线10的方向相对地关于机架2移动。
此外可以规定:构造有高度调节单元14,该高度调节单元借助于Z轴线线性引导装置15与主调节单元12耦联。通过Z轴线线性引导装置15,高度调节单元14能沿着Z轴线9相对于主调节单元12或者说相对于机架2移动。
Z轴线线性引导装置15同样可以具有导轨,所述导轨设置在主调节单元12上并且所述导轨与引导滑块耦联,所述引导滑块设置在高度调节单元14上。
此外,构造有推出单元16,该推出单元借助于Y轴线线性引导装置17设置在高度调节单元14上。借助于Y轴线线性引导装置17,推出单元16能沿Y轴线11的方向相对于高度调节单元14、相对于主调节单元12并且相对于机架2移动。Y轴线线性引导装置17例如可以以伸缩臂的形式实施。备选于此可设想:Y轴线线性引导装置17例如同样包括引导滑块,所述引导滑块与导轨耦联。
此外可以规定:工作头4借助于偏转支承装置18可偏转地关于工作头偏转轴线19容纳在推出单元16上。
在一种未示出的备选变型方案中可以规定:工作头4借助于刚性容纳在推出单元16上。
工作头偏转轴线19平行于Y轴线11取向。工作头偏转轴线19和两个主轴轴线7、8优选处于一个平面中并且彼此成直角地设置。
通过主轴调节装置3的所描述的构造,工作头4能关于机架2沿Z轴线9、沿X轴线10并且沿Y轴线11移动以及能关于平行于Y轴线11的工作头偏转轴线19转动。
此外,工具机1包括工件夹紧装置20,该工件夹紧装置用于容纳要加工的工件。工件夹紧装置20具有第一工件台21和第二工件台22。第一工件台21能关于第一偏转轴线23相对于机架2偏转。第二工件台22能关于第二偏转轴线24相对于机架2偏转。两个工件台21、22的两个偏转轴线23、24平行于X轴线10设置。特别是规定:第一工件台21用于容纳第一工件并且第二工件台22用于容纳第二工件,其中,第一工件和第二工件在其外轮廓方面彼此相同并且在两个工件上实施相同的加工步骤。为清楚起见,两个工件台21、22在图1中同样仅不完整地示出。当然可以规定非常不同的用于将工件固定在工件台21、22上的固定可能性。
第一工件台21借助于第一偏转支承装置25和第二偏转支承装置26可旋转地支承在机架2上。类似于此,第二工件台22借助于第一偏转支承装置27和第二偏转支承装置28可旋转地支承在机架2上。偏转支承装置25、26、27、28例如可以以支承体的形式构造,所述支承体对应容纳地固定在工件台21上。
如从图1可看出的那样可以规定:第一工件台21具有工件夹紧区域29,该工件夹紧区域在第一偏转支承装置25与第二偏转支承装置26之间延伸。类似于此可以规定:第二工件台22具有工件夹紧区域30,该工件夹紧区域在第二工件台22的第一偏转支承装置27与第二偏转支承装置28之间延伸。
第一工件台21的工件夹紧区域29具有工件夹紧长度31。第二工件台22的工件夹紧区域30具有工件夹紧长度32。优选规定:第一工件台21和第二工件台22相同地构造。
为了可以利用两个工件台21、22的整个工件夹紧长度31、32,可以规定:主调节单元12的X轴线线性引导装置13能移动工件夹紧长度31、32的这个量值加上工作头偏转轴线19与工具尖端的间距的双倍。由此,工件的端侧也可以以对应于工件夹紧长度31、32的最大长度还进行加工。两个工作主轴5、6或两个主轴轴线7、8彼此隔开间距33设置。所述间距33沿Y轴线11的方向延伸。
两个工件台21、22或两个偏转轴线23、24彼此隔开间距34设置。所述间距34同样沿Y轴线11的方向延伸。通过所描述的特征实现:第一工作主轴5配设给第一工件台21并且第二工作主轴6配设给第二工件台22。
在一种实施变型方案中可以规定:在工作头4中设置有调节装置,借助于该调节装置可以调节第一工作主轴5的第一主轴轴线7与第二工作主轴6的第二主轴轴线8彼此的间距33。
备选或附加于此可以规定:在工件夹紧装置20中设置有调节装置,借助于该调节装置可以调节两个工件台21、22或两个偏转轴线23、24彼此的间距34。
借助于按照本发明的工具机1可以将两个结构相同地构造的工件彼此并行地加工。在这里,第一工件夹紧在第一工件台21上并且第二工件夹紧在第二工件台22上。第一工作主轴5的工具加工第一工件并且第二工作主轴6的工具加工第二工件。通过工具机1的按照本发明的构造,同步进行对第一工件和第二工件的加工。因此,借助于尽可能简单构造的工具机1可以同时加工两个工件,由此可以改善对工具机1的充分利用或者工具机的生产率。
为了可以尽可能有利地构造工具机1,此外可以规定:工件台21、22借助于一个共同的驱动单元35偏转。驱动单元35例如可以以转矩电机的形式构造。
转矩电机例如可以借助于带传动装置与两个工件台21、22耦联。备选于此可以规定:转矩电机借助于蜗轮蜗杆传动装置与两个工件台21、22耦联。
在又另一种备选变型方案中可以规定:转矩电机的转子直接集成在工件台21、22中并且因此每个工件台21、22构造有自身的转矩电机。
此外同样可以规定:两个工作主轴5、6由一个共同的驱动单元36驱动。驱动单元36例如可以通过三相异步电机构成,该三相异步电机利用变频器操控。
此外也可设想:驱动单元36以同步电机的形式构造。
当然也可以规定:每个所述工作主轴5、6由自身的驱动单元36驱动。在这里可以规定:工作主轴5、6同时是驱动单元36的转子。
在图1中示出的工具机1的工作主轴5、6能关于Z轴线9、X轴线10和Y轴线11移动并且能关于与Y轴线的平行线偏转。在工件台21、22中容纳的工件能关于与X轴线10的平行线偏转。因此,工作主轴5、6关于相对于要加工的工件的调节具有五个自由度。
各实施例示出可能的实施变型方案,其中,在此处要说明:本发明不限于本发明的特别示出的实施变型方案,相反,各个实施变型方案彼此的不同组合也是可能的并且这种变化可能性基于通过具体的本发明对技术手段的教导处于本领域技术人员的能力之内。
保护范围通过权利要求确定。然而,为了解释权利要求考虑说明书和附图。所示出的和所描述的不同实施例中的独立特征或特征组合本身可以是独立的本发明的解决方案。基于独立的本发明的解决方案的任务可以从说明书得出。
对具体的说明书中的数值范围的全部说明应这样理解,使得所述数值范围一起包括任意的和所有由此产生的子范围,例如说明1至10应这样理解,即,一起包括从下限1和上限10出发的全部子范围,即以1或更大的下限开始并且以10或更小的上限结束的全部子范围,例如1至1.7、或3.2至8.1、或5.5至10。
按规定最后要指出:为了较好地理解构造,元件部分地不按比例和/或放大和/或缩小地示出。
附图标记列表
1 工具机
2 机架
3 主轴调节装置
4 工作头
5 第一工作主轴
6 第二工作主轴
7 第一主轴轴线
8 第二主轴轴线
9 Z轴线
10 X轴线
11 Y轴线
12 主调节单元
13 X轴线线性引导装置
14 高度调节单元
15 Z轴线线性引导装置
16 推出单元
17 Y轴线线性引导装置
18 工作头的偏转支承装置
19 工作头偏转轴线
20 工件夹紧装置
21 第一工件台
22 第二工件台
23 第一偏转轴线
24 第二偏转轴线
25 第一工件台的第一偏转支承装置
26 第一工件台的第二偏转支承装置
27 第二工件台的第一偏转支承装置
28 第二工件台的第二偏转支承装置
29 第一工件台的工件夹紧区域
30 第二工件台的工件夹紧区域
31 第一工件台的工件夹紧区域的工件夹紧长度
32 第二工件台的工件夹紧区域的工件夹紧长度
33 工作主轴的间距
34 工件台的间距
35 工件台的驱动单元
36 工作主轴的驱动单元

Claims (22)

1.工具机(1),所述工具机包括:
机架(2);
主轴调节装置(3),所述主轴调节装置设置在所述机架(2)上;
至少一个第一工作主轴(5)和第二工作主轴(6),所述第一工作主轴(5)绕第一主轴轴线(7)可旋转地支承,所述第二工作主轴(6)绕第二主轴轴线(8)可旋转地支承,其中,所述第一工作主轴(5)和所述第二工作主轴(6)容纳在所述主轴调节装置(3)上并且借助于所述主轴调节装置(3)能沿Z轴线(9)、X轴线(10)以及与Z轴线(9)和X轴线(10)成直角地设置的Y轴线(11)相对于所述机架(2)调节;
工件夹紧装置(20),所述工件夹紧装置设置在所述机架(2)上并且构造用于容纳至少一个第一工件和第二工件,
其特征在于,
所述主轴调节装置(3)具有工作头(4),在所述工作头上设置所述第一工作主轴(5)和所述第二工作主轴(6),并且所述工件夹紧装置(20)具有至少一个第一工件台(21)和第二工件台(22),其中,所述第一工件台(21)绕平行于X轴线(10)取向的第一偏转轴线(23)可偏转地支承并且所述第二工件台(22)绕平行于X轴线(10)取向的第二偏转轴线(24)可偏转地支承,并且所述第一工作主轴(5)配设给所述第一工件台(21)并且所述第二工作主轴(6)配设给所述第二工件台(22),其中,所述第一工件台(21)的第一偏转轴线(23)和所述第二工件台(22)的第二偏转轴线(24)关于Y轴线(11)隔开间距(34)彼此错开地设置。
2.按照权利要求1所述的工具机,其特征在于,所述主轴调节装置(3)具有主调节单元(12),所述主调节单元借助于X轴线线性引导装置(13)与所述机架(2)耦联并且能沿着X轴线(10)相对于所述机架(2)移动,并且所述主轴调节装置(3)具有高度调节单元(14),所述高度调节单元借助于Z轴线线性引导装置(15)与所述主调节单元(12)耦联并且能沿着Z轴线(9)相对于所述主调节单元(12)移动,并且所述主轴调节装置(3)具有推出单元(16),所述推出单元借助于Y轴线线性引导装置(17)与所述高度调节单元(14)耦联并且能沿着Y轴线(11)相对于所述高度调节单元(14)移动,其中,所述工作头(4)借助于偏转支承装置(18)与所述推出单元(16)耦联并且能绕工作头偏转轴线(19)相对于所述推出单元(16)偏转。
3.按照权利要求1或2所述的工具机,其特征在于,所述第一工件台(21)和所述第二工件台(22)分别借助于第一偏转支承装置(25、27)并且借助于第二偏转支承装置(26、28)与所述机架(2)耦联,其中,所述第一工件台(21)和所述第二工件台(22)具有工件夹紧区域(29、30),所述工件夹紧区域分别构造在所述第一偏转支承装置(25、27)和所述第二偏转支承装置(26、28)之间。
4.按照权利要求3所述的工具机,其特征在于,所述工件夹紧区域(29、30)关于X轴线(10)具有1000mm至8000mm之间的可用的工件夹紧长度(31、32)。
5.按照权利要求3所述的工具机,其特征在于,所述工件夹紧区域(29、30)关于X轴线(10)具有1400mm至5000mm之间的可用的工件夹紧长度(31、32)。
6.按照权利要求3所述的工具机,其特征在于,所述工件夹紧区域(29、30)关于X轴线(10)具有1500mm至2500mm之间的可用的工件夹紧长度(31、32)。
7.按照权利要求1或2所述的工具机,其特征在于,所述第一工作主轴(5)的第一主轴轴线(7)和所述第二工作主轴(6)的第二主轴轴线(8)关于Y轴线(11)隔开间距(33)彼此错开地设置。
8.按照权利要求7所述的工具机,其特征在于,所述间距(33)为200mm至1500mm之间。
9.按照权利要求7所述的工具机,其特征在于,所述间距(33)为300mm至1000mm之间。
10.按照权利要求7所述的工具机,其特征在于,所述间距(33)为400mm至600mm之间。
11.按照权利要求7所述的工具机,其特征在于,在所述工作头(4)中设置有调节装置,借助于所述调节装置能够调节所述第一工作主轴(5)的第一主轴轴线(7)和所述第二工作主轴(6)的第二主轴轴线(8)彼此的间距(33)。
12.按照权利要求7所述的工具机,其特征在于,所述第一工作主轴(5)的第一主轴轴线(7)与所述第二工作主轴(6)的第二主轴轴线(8)之间的间距(33)和所述第一工件台(21)的第一偏转轴线(23)与所述第二工件台(22)的第二偏转轴线(24)之间的间距(34)大小相同。
13.按照权利要求1或2所述的工具机,其特征在于,所述第一工件台(21)在其绕所述第一偏转轴线(23)的旋转运动中和所述第二工件台(22)在其绕所述第二偏转轴线(24)的旋转运动中由一个共同的第一驱动单元(35)驱动。
14.按照权利要求13所述的工具机,其特征在于,所述共同的第一驱动单元(35)借助于蜗轮蜗杆传动装置与所述第一工件台(21)和所述第二工件台(22)耦联。
15.按照权利要求13所述的工具机,其特征在于,所述共同的第一驱动单元(35)借助于齿带与所述第一工件台(21)和所述第二工件台(22)耦联。
16.按照权利要求13所述的工具机,其特征在于,所述共同的第一驱动单元(35)以转矩电机的形式构造。
17.按照权利要求1或2所述的工具机,其特征在于,在所述工作头(4)的未偏转的位置中,所述第一工作主轴(5)的第一主轴轴线(7)和所述第二工作主轴(6)的第二主轴轴线(8)平行于Z轴线(9)。
18.按照权利要求1或2所述的工具机,其特征在于,所述第一工件台(21)和所述第二工件台(22)仅能绕X轴线(10)偏转并且此外不能相对于所述机架(2)运动。
19.按照权利要求1或2所述的工具机,其特征在于,所述第一工作主轴(5)在其绕所述第一主轴轴线(7)的旋转运动中和所述第二工作主轴(6)在其绕所述第二主轴轴线(8)的旋转运动中由一个共同的第二驱动单元(36)驱动。
20.按照权利要求19所述的工具机,其特征在于,所述共同的第二驱动单元(36)借助于齿带与所述第一工作主轴(5)和所述第二工作主轴(6)耦联。
21.按照权利要求1或2所述的工具机,其特征在于,所述工作头(4)绕平行于Y轴线(11)取向的工作头偏转轴线(19)可偏转地支承。
22.按照权利要求1或2所述的工具机,其特征在于,Z轴线(9)竖直地取向,并且X轴线(10)水平地取向。
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