CN113290092B - 一种型材正反弯曲机构及其弯曲方法 - Google Patents

一种型材正反弯曲机构及其弯曲方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种型材正反弯曲机构及其弯曲方法,该正反弯曲机构包括第一成型轮组件、第二成型轮组件以及成型轮距离驱动组件;第一成型轮组件设置有第一成型轮,第二成型轮组件设置有第二成型轮;所述第一成型轮可以第二成型轮的中心作为圆心做圆周运动,第二成型轮可以第一成型轮的中心作为圆心做圆周运动;所述第一成型轮组件和第二成型轮组件通过成型轮距离驱动组件调节两者之间的距离;所述第一成型轮和第二成型轮之间的位置作为型材弯曲工位;工作时,通过控制调节第一成型轮组件和第二成型轮组件的相对位置,实现型材变曲率正反弯曲。本发明可实现型材变曲率的正向弯曲和反向弯曲,从而提高型材弯曲效率和型材弯曲加工的质量。

Description

一种型材正反弯曲机构及其弯曲方法
技术领域
本发明涉及型材加工技术领域,更具体地说,涉及一种型材正反弯曲机构及其弯曲方法。
背景技术
弯曲型材广泛应用于汽车、航空航天、管道工程、工程机械、石油化工等工业领域,占有十分重要的地位。随着科技不断发展,弯曲型材大量应用于各个行业,弯曲型材的质量,将直接影响到这些行业中产品结构的安全性、可靠性和合理性。
现有市面上的弯曲机构大多是根据三点成圆的原理,利用工作辊相对位置变化和旋转运动使型材产生连续的塑性变形,以获得预定形状的型材工件。若需要进行正反两个方向弯曲的型材时,需要两次上料工序的:先在型材工件上压制正向圆弧,再将型材工件取出换个方向和位置压制反向圆弧。这种加工方式比较麻烦,费时、费力,而且需要多次反复调整型材的摆放角度,才能使弯曲后的型材符合设计要求,无法保证正反圆弧过渡位置的精度,从而影响型材的加工质量和精度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足,提供一种型材正反弯曲机构可实现型材变曲率的正向弯曲和反向弯曲,从而提高型材弯曲效率和型材弯曲加工的质量。本发明还提供一种可快速、有效实现型材正反弯曲的方法。
为了达到上述目的,本发明通过下述技术方案予以实现:一种型材正反弯曲机构,其特征在于:包括第一成型轮组件、第二成型轮组件以及成型轮距离驱动组件;
所述第一成型轮组件设置有第一成型轮,第二成型轮组件设置有第二成型轮;所述第一成型轮可以第二成型轮的中心作为圆心做圆周运动,第二成型轮可以第一成型轮的中心作为圆心做圆周运动;所述第一成型轮组件和第二成型轮组件通过成型轮距离驱动组件调节两者之间的距离;所述第一成型轮和第二成型轮之间的位置作为型材弯曲工位;工作时,通过控制调节第一成型轮组件和第二成型轮组件的相对位置,实现型材变曲率正反弯曲。
在上述方案中,本发明的第一成型轮和第二成型轮均可互为圆心做圆周运动,并可相互调节两者之间的距离,这样可以不仅使得型材弯曲工位的型材实现正向弯曲和反向弯曲,而且可根据加工需求调节型材的正反弯曲的曲率,使得可在同一个平台设备上实现型材变曲率正反弯曲加工,从而提高弯曲加工效率和保证正反圆弧的圆滑过渡,以提高型材弯曲加工的质量。
本发明还包括用于带动第一成型轮组件和第二成型轮组件转动的旋转组件,旋转组件设置有旋转底座;所述第一成型轮组件和第二成型轮组件分别通过成型轮距离驱动组件设置在旋转底座上。
所述通过控制调节第一成型轮组件和第二成型轮组件的相对位置指:控制成型轮距离驱动组件驱动第二成型轮组件至旋转底座的中心,控制旋转组件带动第一成型轮绕第二成型轮转动;和/或控制成型轮距离驱动组件调节第一成型轮组件至第二成型轮组件的距离,实现调节第一成型轮组件和第二成型轮组件的相对位置;
或者,所述通过控制调节第一成型轮组件和第二成型轮组件的相对位置指:控制成型轮距离驱动组件驱动第一成型轮组件至旋转底座的中心,控制旋转组件带动第二成型轮绕第一成型轮转动;和/或控制成型轮距离驱动组件调节第二成型轮组件至第一成型轮组件的距离,实现调节第一成型轮组件和第二成型轮组件的相对位置。
本发明带动第一成型轮组件和第二成型轮组件转动的原理是:采用圆心角速度不变的原理,将第一成型轮/第二成型轮设置在旋转底座的中心,位于旋转底座上的第二成型轮/第一成型轮则通过旋转底座带动绕第一成型轮/第二成型轮转动,加工时,可根据加工需求调节第一成型轮组件和第二成型轮组件之间的距离。本发明采用简单的机械结构则可实现型材变曲率正反弯曲。
所述成型轮距离驱动组件包括结构相同的第一成型轮距离驱动装置和第二成型轮距离驱动装置;所述第一成型轮距离驱动装置和第二成型轮距离驱动装置均包括成型轮距离调节驱动件、齿轮传动件和丝杠传动件;所述成型轮距离调节驱动件通过齿轮传动件与丝杠传动件连接,第一成型轮距离驱动装置的丝杠传动件与第一成型轮组件连接,第二成型轮距离驱动装置的丝杠传动件与第二成型轮组件连接,实现第一成型轮距离驱动装置驱动第一成型轮组件运动,第二成型轮距离驱动装置驱动第二成型轮组件运动。
所述第一成型轮距离驱动装置和第二成型轮距离驱动装置还包括直线导轨一和滑块;所述直线导轨一设置在丝杠传动件的两侧;第一成型轮组件通过滑块与第一成型轮距离驱动装置的直线导轨一滑动连接;第二成型轮组件通过滑块与第二成型轮距离驱动装置的直线导轨一滑动连接。
本发明还包括用于带动第一成型轮组件和第二成型轮组件平移的平移组件;所述旋转底座设置在平移组件上。本发明通过平移组件可实现第一成型轮组件和第二成型轮组件的平移,从而调节型材弯曲工位的位置,可与前置的型材送料机构相对应配合。
本发明还包括用于检测第一成型轮组件或第二成型轮组件转动速度的检测组件和控制器;所述检测组件包括编码器和与旋转组件传动连接的测速传动件;所述编码器与测速传动件连接并与控制器连接。本发明可通过编码器检测旋转组件的转动角度,操作人员可通过控制器得到转动的参数。
本发明还包括用于推动型材向上弯曲的上弯组件;所述上弯组件沿型材传送方向设置在型材弯曲工位的后端。本发明设置的上弯组件可对正反弯曲加工后的型材进行向上弯曲,使得该型材正反弯曲机构具有三维加工的特点,该三维加工可在同一个操作平台上实现,从而提高型材弯曲加工的实用性。
所述上弯组件包括上弯驱动装置、连接座、直线导轨二和转动装置;所述转动装置设置有用于承托型材的轮轴并与直线导轨二滑动连接;所述直线导轨二设置在连接座上,上弯驱动装置与连接座连接,实现驱动转动装置的轮轴上升与型材贴合并对型材进行向上弯区。
本发明型材正反弯曲方法的方法为:设置同一个圆平面的第一成型轮组件和第二成型轮组件;第一成型轮组件包括第一成型轮,第二成型轮组件包括第二成型轮;所述第一成型轮和第二成型轮之间的位置作为型材弯曲工位;
型材正反弯曲方法包括以下步骤:
第一步,将第一成型轮组件移动至圆平面的圆心位置,控制第一成型轮组件和第二成型轮组件在圆平面同步转动,此时,第二成型轮以第一成型轮的中心作为圆心做圆周运动,对型材弯曲工位的型材进行正向弯曲;
第二步,将第一成型轮组件移动离开圆平面的圆心位置,将第二成型轮组件移动至圆平面的圆心位置,控制第一成型轮组件和第二成型轮组件在圆平面反向同步转动,此时,第一成型轮以第二成型轮的中心作为圆心做圆周运动,对型材弯曲工位的型材进行反向弯曲;
在第一步和第二步中,调节第一成型轮组件和第二成型轮组件之间的距离和/或控制第一成型轮组件和第二成型轮组件同步转动的转动角度,实现型材的变曲率弯曲;
或者,型材正反弯曲方法包括以下步骤:
步骤一,将第一成型轮组件移动至圆平面的圆心位置,控制第一成型轮组件和第二成型轮组件在圆平面同步转动以调节第二成型轮组件的转动角度,控制型材在型材弯曲工位的推送,实现对型材进行正向弯曲;
步骤二,将第一成型轮组件移动离开圆平面的圆心位置,将第二成型轮组件移动至圆平面的圆心位置,控制第一成型轮组件和第二成型轮组件在圆平面反向同步转动以调节第一成型轮组件的转动角度,控制型材在型材弯曲工位的推送,实现对型材进行反向弯曲;
在步骤一和步骤二中,调节第一成型轮组件和第二成型轮组件之间的距离,实现型材的变曲率弯曲。
在上述方案中,本发明方法只需以替换第一成型轮组件和第二成型轮组件在圆心位置的方式,则可改变型材的正反弯的方向,在弯曲过程中,可控制第一成型轮组件和第二成型轮组件同步转动,实现型材的滚弯,或者控制型材在型材弯曲工位的推送,实现型材的推弯。该方法可简化机械结构,以简单的方式实现型材的正反弯,而且可调节弯曲曲率,从而大大提高型材弯曲加工的实用性。
与现有技术相比,本发明具有如下优点与有益效果:
1、本发明型材正反弯曲机构可实现型材变曲率的正向弯曲和反向弯曲,从而提高型材弯曲效率和型材弯曲加工的质量。
2、本发明型材正反弯曲机构具有三维加工的功能,可对正反弯曲的型材进行向上弯曲。
3、本发明型材正反弯曲方法可快速、有效的实现型材正反弯曲,而且可调节弯曲曲率,从而提高实用性。
附图说明
图1是本发明型材正反弯曲机构的示意图一(其中,箭头为型材传送方向);
图2是本发明型材正反弯曲机构的示意图二;
图3是本发明型材正反弯曲机构的内部示意图;
其中,1为第一成型轮组件、1.1为第一成型轮、1.2为第一成型轮轮轴、1.3为第一成型轮轮座、2为第二成型轮组件、2.1为第二成型轮、2.2为第二成型轮轮轴、2.3为第二成型轮轮座、3为旋转底座、4为液压马达一、5为齿轮副、6为旋转连接座、7为液压马达二、8为齿轮传动件、9为丝杠传动件、10为直线导轨一、11为直线导轨三、12为平移座、13为平移法兰、15为平移液压油缸、16为液压油缸、17为连接座、18为直线导轨二、19为转动底座、20为转动座、21为转动轴套、22为轮轴、23为导杆、24为编码器、25为测速齿轮、26为同步带轮、27为同步带。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。
实施例一
如图1至图3所示,本发明型材正反弯曲机构包括第一成型轮组件1、第二成型轮组件2以及成型轮距离驱动组件,其中,第一成型轮组件1设置有第一成型轮1.1,第二成型轮组件2设置有第二成型轮2.1,第一成型轮1.1和第二成型轮2.1的轮径不相同,而且第一成型轮1.1可以第二成型轮2.1的中心作为圆心做圆周运动,第二成型轮2.1可以第一成型轮1.1的中心作为圆心做圆周运动,第一成型轮组件1和第二成型轮组件2通过成型轮距离驱动组件调节两者之间的距离。本发明的第一成型轮1.1和第二成型轮1.2之间的位置作为型材弯曲工位;工作时,通过控制调节第一成型轮组件1和第二成型轮组件2的相对位置,实现型材变曲率正反弯曲。
本发明还包括用于带动第一成型轮组件1和第二成型轮组件2转动的旋转组件,该旋转组件包括旋转底座3、液压马达一4、齿轮副5和旋转连接座6,其中,液压马达一4与齿轮副5连接,旋转底座3与旋转连接座6同轴连接,液压马达一4通过齿轮副5驱动旋转连接座6转动以带动旋转底座3旋转。而第一成型轮组件1和第二成型轮组件2分别通过成型轮距离驱动组件设置在旋转底座3上。
上述通过控制调节第一成型轮组件1和第二成型轮组件2的相对位置指:控制成型轮距离驱动组件驱动第二成型轮组件2至旋转底座3的中心,控制旋转组件带动第一成型轮1.1绕第二成型轮2.1转动;和/或控制成型轮距离驱动组件调节第一成型轮组件1至第二成型轮组件2的距离,实现调节第一成型轮组件1和第二成型轮组件2的相对位置。或者,上述通过控制调节第一成型轮组件1和第二成型轮组件2的相对位置指:控制成型轮距离驱动组件驱动第一成型轮组件1至旋转底座3的中心,控制旋转组件带动第二成型轮2.1绕第一成型轮1.1转动;和/或控制成型轮距离驱动组件调节第二成型轮组件2至第一成型轮组件1的距离,实现调节第一成型轮组件1和第二成型轮组件2的相对位置。
本发明的第一成型轮组件1还包括第一成型轮轮轴1.2和第一成型轮轮座1.3,其中,第一成型轮轮轴1.2通过轴承与第一成型轮轮座1.3连接,第一成型轮1.1安装在第一成型轮轮轴1.2上。第二成型轮组件2还包括第二成型轮轮轴2.2和第二成型轮轮座2.3,其中,第二成型轮轮轴2.2通过轴承与第二成型轮轮座2.3连接,第二成型轮2.1安装在第二成型轮轮轴2.2上。
本发明的成型轮距离驱动组件包括结构相同的第一成型轮距离驱动装置和第二成型轮距离驱动装置,其中,第一成型轮距离驱动装置和第二成型轮距离驱动装置均包括液压马达二7、齿轮传动件8、丝杠传动件9、直线导轨一10和滑块,其中,液压马达二7通过齿轮传动件8与丝杠传动件9连接,第一成型轮距离驱动装置的丝杠传动件9与第一成型轮组件1连接,第二成型轮距离驱动装置的丝杠传动件9与第二成型轮组件2连接,实现第一成型轮距离驱动装置的液压马达二7驱动第一成型轮组件1运动,第二成型轮距离驱动装置的液压马达二7驱动第二成型轮组件2运动。直线导轨一10设置在丝杠传动件9的两侧,第一成型轮组件1通过滑块与第一成型轮距离驱动装置的直线导轨一10滑动连接;第二成型轮组件2通过滑块与第二成型轮距离驱动装置的直线导轨一10滑动连接。
本发明还包括用于带动第一成型轮组件1和第二成型轮组件2平移的平移组件,该平移组件包括直线导轨三11、平移座12、平移法兰13和平移液压油缸15,其中,平移座12通过滑块与直线导轨三11滑动连接,平移液压油缸15通过平移法兰13与平移座12连接,实现驱动平移座12在直线导轨三11上平移。而旋转底座3设置在平移座12上,则本发明通过平移组件可实现第一成型轮组件1和第二成型轮组件2的平移,从而调节型材弯曲工位的位置,可与前置的型材送料机构相对应配合。
本发明还包括用于推动型材向上弯曲的上弯组件,该上弯组件沿型材传送方向(图1的箭头)设置在型材弯曲工位的后端。本发明设置的上弯组件可对正反弯曲加工后的型材进行向上弯曲,使得该型材正反弯曲机构具有三维加工的特点,该三维加工可在同一个操作平台上实现,从而提高型材弯曲加工的实用性。具体地说,上弯组件包括液压油缸16、连接座17、直线导轨二18、转动底座19、转动座20、转动轴套21和用于承托型材的轮轴22,其中,转动座20通过转动轴套21与转动底座19连接,轮轴22设置在转动座20上,使得轮轴22可根据型材的形状转动,以贴合型材。转动底座19通过滑块与直线导轨二18滑动连接,使得可根据型材的位置自动调节轮轴22的水平位置。直线导轨二18设置在连接座17上,液压油缸16与连接座17连接,实现驱动连接座17上升,使得轮轴22与型材贴合并对型材进行向上弯曲。为了提高连接座17升降的稳定性,还设置有穿设在连接座17上的导杆23。
本发明还包括用于检测第一成型轮组件1或第二成型轮组件2转动速度的检测组件和控制器,其中,检测组件包括与控制器连接的编码器24、两个同步带轮26、同步带27和与旋转连接座6传动连接的测速齿轮25,其中,一个同步带轮26与测速齿轮25同轴连接,另一个同步带轮26与编码器24同轴连接,两个同步带轮26通过同步带27连接,实现通过编码器24检测旋转组件上第一成型轮组件1或第二成型轮组件2的转动角度,操作人员可通过控制器得到转动的参数。
本发明型材正反弯曲方法包括以下步骤:
第一步,将第一成型轮组件1移动至旋转底座3的中心,控制第一成型轮组件1和第二成型轮组件2在圆平面同步转动,此时,第二成型轮2.1以第一成型轮1.1的中心作为圆心做圆周运动,对型材弯曲工位的型材进行正向弯曲;
第二步,将第一成型轮组件1移动离开旋转底座3的中心,将第二成型轮组件2移动至旋转底座3的中心,控制第一成型轮组件1和第二成型轮组件2在圆平面反向同步转动,此时,第一成型轮1.1以第二成型轮2.1的中心作为圆心做圆周运动,对型材弯曲工位的型材进行反向弯曲;
在第一步和第二步中,调节第一成型轮组件1和第二成型轮组件2之间的距离和/或控制第一成型轮组件1和第二成型轮组件2同步转动的转动角度,实现型材的变曲率弯曲。
实施例二
本实施例与实施例一不同之处仅在于:本发明型材正反弯曲方法包括以下步骤:
步骤一,将第一成型轮组件移动至旋转底座的中心,控制第一成型轮组件和第二成型轮组件在圆平面同步转动以调节第二成型轮组件的转动角度,控制型材在型材弯曲工位的推送,实现对型材进行正向弯曲;
步骤二,将第一成型轮组件移动离开旋转底座的中心,将第二成型轮组件移动至旋转底座的中心,控制第一成型轮组件和第二成型轮组件在圆平面反向同步转动以调节第一成型轮组件的转动角度,控制型材在型材弯曲工位的推送,实现对型材进行反向弯曲;
在步骤一和步骤二中,调节第一成型轮组件和第二成型轮组件之间的距离,实现型材的变曲率弯曲。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种型材正反弯曲机构,其特征在于:包括第一成型轮组件、第二成型轮组件以及成型轮距离驱动组件;
所述第一成型轮组件设置有第一成型轮,第二成型轮组件设置有第二成型轮;所述第一成型轮以第二成型轮的中心作为圆心做圆周运动进行反向弯曲,第二成型轮以第一成型轮的中心作为圆心做圆周运动进行正向弯曲;所述第一成型轮组件和第二成型轮组件通过成型轮距离驱动组件调节两者之间的距离;所述第一成型轮和第二成型轮之间的位置作为型材弯曲工位;工作时,通过控制调节第一成型轮组件和第二成型轮组件的相对位置,实现型材变曲率正反弯曲。
2.根据权利要求1所述的型材正反弯曲机构,其特征在于:还包括用于带动第一成型轮组件和第二成型轮组件转动的旋转组件,旋转组件设置有旋转底座;所述第一成型轮组件和第二成型轮组件分别通过成型轮距离驱动组件设置在旋转底座上。
3.根据权利要求2所述的型材正反弯曲机构,其特征在于:所述通过控制调节第一成型轮组件和第二成型轮组件的相对位置指:控制成型轮距离驱动组件驱动第二成型轮组件至旋转底座的中心,控制旋转组件带动第一成型轮绕第二成型轮转动的转动角度,和/或控制成型轮距离驱动组件调节第一成型轮组件至第二成型轮组件的距离;
控制成型轮距离驱动组件驱动第一成型轮组件至旋转底座的中心,控制旋转组件带动第二成型轮绕第一成型轮转动的转动角度,和/或控制成型轮距离驱动组件调节第二成型轮组件至第一成型轮组件的距离,实现调节第一成型轮组件和第二成型轮组件的相对位置。
4.根据权利要求1所述的型材正反弯曲机构,其特征在于:所述成型轮距离驱动组件包括结构相同的第一成型轮距离驱动装置和第二成型轮距离驱动装置;所述第一成型轮距离驱动装置和第二成型轮距离驱动装置均包括成型轮距离调节驱动件、齿轮传动件和丝杠传动件;所述成型轮距离调节驱动件通过齿轮传动件与丝杠传动件连接,第一成型轮距离驱动装置的丝杠传动件与第一成型轮组件连接,第二成型轮距离驱动装置的丝杠传动件与第二成型轮组件连接,实现第一成型轮距离驱动装置驱动第一成型轮组件运动,第二成型轮距离驱动装置驱动第二成型轮组件运动。
5.根据权利要求4所述的型材正反弯曲机构,其特征在于:所述第一成型轮距离驱动装置和第二成型轮距离驱动装置均还包括直线导轨一和滑块;所述直线导轨一设置在丝杠传动件的两侧;第一成型轮组件通过滑块与第一成型轮距离驱动装置的直线导轨一滑动连接;第二成型轮组件通过滑块与第二成型轮距离驱动装置的直线导轨一滑动连接。
6.根据权利要求2所述的型材正反弯曲机构,其特征在于:还包括用于带动第一成型轮组件和第二成型轮组件平移的平移组件;所述旋转底座设置在平移组件上。
7.根据权利要求2所述的型材正反弯曲机构,其特征在于:还包括用于检测第一成型轮组件或第二成型轮组件转动速度的检测组件和控制器;所述检测组件包括编码器和与旋转组件传动连接的测速传动件;所述编码器与测速传动件连接并与控制器连接。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的型材正反弯曲机构,其特征在于:还包括用于推动型材向上弯曲的上弯组件;所述上弯组件沿型材传送方向设置在型材弯曲工位的后端。
9.根据权利要求8所述的型材正反弯曲机构,其特征在于:所述上弯组件包括上弯驱动装置、连接座、直线导轨二和转动装置;所述转动装置设置有用于承托型材的轮轴并与直线导轨二滑动连接;所述直线导轨二设置在连接座上,上弯驱动装置与连接座连接,实现驱动转动装置的轮轴上升与型材贴合并对型材进行向上弯曲。
10.一种型材正反弯曲方法,其特征在于:设置在同一个圆平面的第一成型轮组件和第二成型轮组件;第一成型轮组件包括第一成型轮,第二成型轮组件包括第二成型轮;所述第一成型轮和第二成型轮之间的位置作为型材弯曲工位;
型材正反弯曲方法包括以下步骤:
第一步,将第一成型轮组件移动至圆平面的圆心位置,控制第一成型轮组件和第二成型轮组件在圆平面同步转动,此时,第二成型轮以第一成型轮的中心作为圆心做圆周运动,对型材弯曲工位的型材进行正向弯曲;
第二步,将第一成型轮组件移动离开圆平面的圆心位置,将第二成型轮组件移动至圆平面的圆心位置,控制第一成型轮组件和第二成型轮组件在圆平面反向同步转动,此时,第一成型轮以第二成型轮的中心作为圆心做圆周运动,对型材弯曲工位的型材进行反向弯曲;
在第一步和第二步中,调节第一成型轮组件和第二成型轮组件之间的距离和/或控制第一成型轮组件和第二成型轮组件同步转动的转动角度,实现型材的变曲率弯曲;
或者,型材正反弯曲方法包括以下步骤:
步骤一,将第一成型轮组件移动至圆平面的圆心位置,控制第一成型轮组件和第二成型轮组件在圆平面同步转动以调节第二成型轮组件的转动角度,控制型材在型材弯曲工位的推送,实现对型材进行正向弯曲;
步骤二,将第一成型轮组件移动离开圆平面的圆心位置,将第二成型轮组件移动至圆平面的圆心位置,控制第一成型轮组件和第二成型轮组件在圆平面反向同步转动以调节第一成型轮组件的转动角度,控制型材在型材弯曲工位的推送,实现对型材进行反向弯曲;
在步骤一和步骤二中,调节第一成型轮组件和第二成型轮组件之间的距离,实现型材的变曲率弯曲。
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Assignor: Guangdong Gaopu Bending Technology Co.,Ltd.

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Granted publication date: 20211029

License type: Common License

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