JP2002096203A - 工作機械のワーク加工ポイント表示装置 - Google Patents

工作機械のワーク加工ポイント表示装置

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JP2002096203A
JP2002096203A JP2000281322A JP2000281322A JP2002096203A JP 2002096203 A JP2002096203 A JP 2002096203A JP 2000281322 A JP2000281322 A JP 2000281322A JP 2000281322 A JP2000281322 A JP 2000281322A JP 2002096203 A JP2002096203 A JP 2002096203A
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JP2000281322A
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Narimitsu Nakaminami
成光 中南
Atsushi Adachi
淳 安達
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DMG Mori Co Ltd
Original Assignee
Mori Seiki Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 左右の刃物台の後側に主軸台を配置する場合
において、ワークの加工ポイントを容易確実に視認でき
る工作機械のワーク加工ポイント表示装置を提供する。 【解決手段】 刃物台6が搭載された往復台5を固定ベ
ッド4上の作業者に近い側に配設するとともに、該固定
ベッド4上の作業者から遠い側に主軸台7を配設してな
る工作機械のワーク加工ポイント表示装置において、上
記主軸台7に装着されたワークの加工ポイントを撮像す
るCCDカメラ60と、該CCDカメラ60からの画像
を表示するディスプレイとを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、固定ベッドの作業
者に近い側に刃物台を配置し、作業者から遠い側にワー
クが装着された主軸台を配置してなる工作機械に関し、
詳細には上記主軸台のワークのプログラムチェック等を
行なう場合に必要となるワーク加工ポイント表示装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、量産型の工作機械(NC旋盤)
として、作業者側から見て、固定ベッドの手前側(作業
者に近い側)の左右に刃物台が搭載された往復台をそれ
ぞれX軸,Z軸方向に移動可能に配設するとともに、両
刃物台の間の後側(作業者から遠い側)に主軸台を配置
した構造のものがある。
【0003】この種の工作機械は、上記主軸台の主軸に
ワークを装着し、該ワークを回転駆動しつつ左右の往復
台及び刃物台を相対移動させることにより工具を切り込
んで上記ワークに所定の切削加工を施すものである。
【0004】ところで、NC旋盤等では、ワークの加工
内容に対応した加工プログラムを予め設定するが、この
設定した加工プログラムにより正しい加工動作が行われ
るか否かを加工前に確認するためのプログラムチェック
を行なう必要がある。このようなプログラムチェックを
行なう場合、従来、機外から作業用ドアの窓を通してワ
ークの加工ポイントを目視しながら行なうのが一般的で
ある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
工作機械において、作業者から見て、左右の刃物台の後
側に主軸台を配置する構造を採用している場合には、機
外からワークの加工ポイントが見え難く、プログラムチ
ェックを行うのに手間がかかるという問題がある。
【0006】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
で、左右の刃物台の後側に主軸台を配置する場合におい
て、ワークの加工ポイントを容易確実に視認できる工作
機械のワーク加工ポイント表示装置を提供することを目
的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、刃物
台が搭載された往復台を固定ベッド上の作業者に近い側
に配設するとともに、該固定ベッド上の作業者から遠い
側に主軸台を配設してなる工作機械のワーク加工ポイン
ト表示装置において、上記主軸台に装着されたワークの
加工ポイントを撮像する撮像手段と、該撮像手段からの
画像を表示する画像表示手段とを備えたことを特徴とし
ている。
【0008】請求項2の発明は、請求項1において、上
記撮像手段が、機械本体の周囲を覆うカバーの上記主軸
台上方部分に配設されたCCDカメラであり、上記画像
表示手段が機外に配設されたディスプレイであることを
特徴としている。
【0009】請求項3の発明は、請求項1と同様の工作
機械のワーク加工ポイント表示装置において、上記主軸
台に装着されたワークの加工ポイントを視認可能位置に
反射鏡を配設したことを特徴としている。
【0010】
【発明の作用効果】本発明にかかるワーク加工ポイント
表示装置によれば、主軸台に装着されたワークの加工ポ
イントを画像表示するようにしたので、ワークの加工ポ
イントを機外から直接目視する必要がなく、ワークから
離れた位置で映像により確認することができ、プログラ
ムチェックを容易確実に行なうことができる。
【0011】請求項2の発明では、主軸台の上方のカバ
ーにCCDカメラを配設し、機外にディスプレイを配設
したので、ワークの加工ポイントを機外のディスプレイ
で視認することができ、プログラムチェックを容易に行
なうことができる。
【0012】請求項3の発明では、反射鏡でワークの加
工ポイントを離れた位置から視認することができ、コス
ト上昇をまねくことなくプログラムチェックを容易確実
に行なうことができる。
【0013】
【発明の実施の形態】図1ないし図8は、本発明の一実
施形態による工作機械のワーク加工ポイント表示装置を
説明するための図であり、図1は斜め前方から見たNC
旋盤の機械本体の斜視図、図2は斜め後方から見た機械
本体の斜視図、図3は機械本体のカバーの正面図、図4
は機械本体の平面図、図5は主軸台案内装置の正面図、
図6は切り屑処理装置の側面図、図7,図8は第1,第
2クランプ機構の断面図である。本実施形態でいう前
後,左右とは、作業者側から見た状態で手前側が前,向
う側が後,左側が左,右側が右の意味である。
【0014】図において、1は例えばアルミホイール加
工に使用されるNC旋盤(工作機械)であり、これは機
械本体2にこれの外方を囲むようにカバー3を配設して
構成されている。この機械本体2は、作業者側から見
て、固定ベッド4の前端部(作業者に近い側)の左,右
側部にそれぞれ往復台5,5をZ軸方向(前後方向)に
移動可能に配設するとともに、各往復台5に刃物台6,
6をX軸方向(斜め左右方向)に移動可能に搭載し、上
記固定ベッド4の左,右の往復台5,5の間の後側(作
業者から遠い側)に主軸台7をこれの軸線をZ軸方向に
向けてかつ該Z軸方向に移動可能に配設した構造となっ
ている。
【0015】上記固定ベッド4は、鋳造により形成され
た大略直方体状のものである。この固定ベッド4の前部
には正面視でV字形状をなす左右の傾斜部4a,4aが
形成されており、後部には上記傾斜部4aから段落ちし
た平坦部4bが形成されている。
【0016】上記固定ベッド4の前部には切り屑回収用
の凹部4cが切り欠くように形成されており、この凹部
4cは上記左右傾斜部4aの下端部4a´と平坦部4b
の前端部4b´と固定ベッド4の前端壁4dとで囲まれ
ている。また上記平坦部4b内には上記凹部4cに連通
するトンネル4eが形成されており、該トンネル4eの
後端は固定ベッド4の後端壁4fから外方に開口してい
る。上記凹部4cとトンネル4eとで、ワーク加工時に
発生する切り屑を固定ベッド4の反作業者側後方から排
出する切り屑回収通路が構成されている。
【0017】上記左右の傾斜部4aに沿うように上記往
復台5が配設されており、該各往復台5は上記傾斜部4
aに形成された上下一対の案内面8,8により摺動自在
に支持されている。上記往復台5は不図示のサーボモー
タ,ボールねじ等からなる駆動機構によりZ軸方向に往
復駆動される。
【0018】上記刃物台6は、上記往復台5に摺動自在
に支持された刃物台ベース9上に刃物台本体10を固定
し、該刃物台本体10の後面に複数本の工具が装着され
たタレットヘッド11を回転割り出し可能に配設した概
略構造のものである。上記刃物台ベース9は不図示のサ
ーボモータ,ボールねじ等からなる駆動機構によりX軸
方向に往復駆動される。
【0019】上記主軸台7は正面視で略半楕円形状をな
しており、内部には主軸12が挿入配置され、複数個の
軸受(不図示)を介して回転自在に支持されている。こ
の主軸12にはワークWを把持するチャック13が装着
されており、不図示の主軸駆動モータにより回転駆動さ
れる。
【0020】上記固定ベッド4の平坦部4bの上面に
は、図5に示すように、固定ベース15が取付け固定さ
れており、該固定ベース15の左右側部には前後方向に
延びる摺動凹部15a,15aが形成されている。この
固定ベース15上には主軸台ベース16がZ軸方向に移
動可能に配設されている。この主軸台ベース16は前後
方向に延びる長方形板状のものであり、これの前部に上
記主軸台7が載置固定されており、後部は上記平坦部4
bの後端から後方に突出するようオーバーハング状に延
びている。
【0021】上記主軸台ベース16の下面の左右両端部
には上記摺動凹部15aに摺動自在に係合する凸部16
a,16aが形成されており、該凸部16aの下面及び
内側面が摺動凹部15aの上面及び内側面に面接触して
いる。上記主軸台ベース16は、固定ベース15に配設
されたボールねじ19を不図示のサーボモータにより回
転駆動することにより往復駆動され、これにより主軸台
7は作業者から遠い側の上記平坦部4b上にてワークW
を加工するワーク加工位置Aと、作業者に近い側の上記
凹部4c上方にて加工済みワークと次加工ワークとを交
換するワーク着脱位置Bとの間で移動するようになって
いる。
【0022】ここで上記主軸台ベース16がワーク加工
位置Aにあるときは、該主軸台ベース16の上記主軸台
7が搭載された前部が固定ベース15で支持され、ワー
ク着脱位置Bにあるときは主軸台7の搭載された前部か
ら後方にオーバーハング状に延びる後部が上記固定ベー
ス15で支持されている。
【0023】上記固定ベッド4には主軸台ベース16を
ワーク加工位置Aに位置決め固定する第1,第2クラン
プ機構20,21が配設されている。この第1クランプ
機構20は主軸台ベース16の左右両側部に配設され、
第2クランプ機構21は主軸台ベース16の左側部のみ
配設されている(図4参照)。
【0024】上記第1クランプ機構20は、図7に示す
ように、1つの油圧シリンダブロック22内に4つのピ
ストン23を上下方向に摺動自在に挿入配置した概略構
造のものであり、油圧シリンダブロック22は固定ベー
ス15上面の左右端部に複数本のボルト24により固定
されている。
【0025】また油圧シリンダブロック22のピストン
23部分は主軸台ベース16の側壁に凹設された凹部1
6b内に非接触状態で挿入配置されており、各ピストン
23は主軸台ベース16の凸部16aに対向している。
上記油圧シリンダブロック22の油室22aに油圧が供
給されると、各ピストン23が下降して主軸台ベース1
6を固定ベース15に押圧固定する。油圧が解放される
とスプリング25がピストン23を上昇させ、これによ
りクランプが解除される。
【0026】上記第2クランプ機構21は、図8に示す
ように、固定ベッド4の平坦部4b上面に3つの油圧シ
リンダ27,27,27を並列配置するとともにボルト
締め固定し、該各油圧シリンダ27内にピストン28を
水平方向に摺動自在に挿入配置して構成されており、こ
の各ピストン28は固定ベース15を貫通して主軸台ベ
ース16の凸部16aの左側面に対向している。
【0027】各油圧シリンダ27の油室27aに油圧が
供給されると、各ピストン28が右方に前進して主軸台
ベース16を固定ベース15に押圧固定する。油圧が解
放されるとスプリング29がピストン28を後退させ、
これによりクランプが解除される。
【0028】上記固定ベッド4には主軸台ベース16を
ワーク加工位置Aとワーク着脱位置Bとの間で案内支持
する主軸台案内装置が配設されており、この主軸台案内
装置は以下の構造となっている。
【0029】上記主軸台ベース16の前面には幅方向に
延びる角柱状の支持部材33が配設されており、該支持
部材33は主軸台ベース16の前下縁に切り欠いて形成
された切欠き部16dに結合させることにより位置決め
固定されている。この支持部材33の下面左右両端部に
はガイド34,34が固定されている。
【0030】また上記固定ベッド4の左右の傾斜部4a
の下端部4a´には該下端部4a´に沿って前後方向に
延びる平面部4gが段落ち状に形成されている。この左
右の平面部4gの上面にはレール35がボルト締め固定
されており、このレール35に上記各ガイド34が摺動
自在に係合している。
【0031】上記固定ベッド4の底部には、図6に示す
ように、ワーク切削部に供給された切削油,及び加工中
に発生する切り屑を回収して機外に排出する切り屑処理
装置が配設されており、この切り屑処理装置は以下の構
造となっている。
【0032】上記固定ベッド4の凹部4c及びトンネル
4eにより形成された切り屑回収通路内にはクーラント
タンク40が配設されている。このクーラントタンク4
0は、上記凹部4c及びトンネル4eの全長に渡って延
び、さらに固定ベッド4の後端壁4fから機外の後方に
延びるタンク本体41と、該タンク本体41の後端から
斜め後方に立ち上がって延びる排出ダクト部42とを備
えている。
【0033】上記タンク本体41は左右側壁41a,4
1aと底壁41bとからなり上方に開口する箱状のもの
であり、また上記排出ダクト部42は後端部42aが下
方に開口した筒状のものである。この後端部42aの開
口の下方には切り屑回収バケット43が配設されてい
る。
【0034】上記クーラントタンク40内にはこれの全
長に渡って延びる無端状のチップコンベア44が配設さ
れており、該チップコンベア44は不図示の駆動モータ
により回転駆動される。このチップコンベア44は、多
数の短冊板をヒンジ結合してなる帯板状のコンベアから
なり、クーラントタンク40内に落下した切り屑を回収
して搬送し、切削油及び細かい切り屑は底壁部41bに
落下させるようになっている。
【0035】上記タンク本体41の底壁部41bには上
記チップコンベア44を通過して落下した切削油及び切
り屑を該タンク本体41の下流端部41dに洗い流す傾
斜板45が配設されている。該傾斜板45は前側から後
側に傾斜するよう配置されている。またこの傾斜板45
の上面には切り屑の滑りをよくするための樹脂膜(不図
示)が被覆形成されており、この樹脂膜により傾斜角度
を大きくすることなく切り屑の引っ掛かりを防止してい
る。
【0036】また上記タンク本体41の下流端部41d
には切削油回収通路46が連通接続されており、該回収
通路46の流入口には切り屑を濾過するフィルタ47が
配設されている。この回収通路46は例えば別室に設け
られた不図示のクリーンタンクに連通接続され、該クリ
ーンタンクに切削油を回収するようになっている。
【0037】加工中に発生した切り屑及び切削油は凹部
4c内の上記タンク本体41内に落下し、切り屑はチッ
プコンベア44により機外に搬出され、回収バケット4
3に回収される。
【0038】一方、上記チップコンベア44を通過した
切削油及び切り屑は傾斜板45上に落下し、切削油はこ
の傾斜板45に沿って自然に流れる。そしてこの切削油
の流れにより切り屑も下流端部41dに洗い流される。
この洗い流された切削油中の切り屑はフィルタ47によ
り濾過され、定期的に回収される。また切り屑が濾過さ
れた切削油は切削油回収通路46を通ってクリーンタン
クに回収される。
【0039】上記カバー3は鉄板製のものからなり、図
3に示すように、上記機械本体2の前後面,左右側面,
及び上面を覆っている。このカバー3の機械本体2の前
面を覆う正面壁3aには作業用ドア開口50が形成され
ている。該ドア開口50の下縁は主軸台ベース16に臨
む部分に設定され、上縁は天井壁3bの前縁に設定され
ている。
【0040】上記ドア開口50には左,右一対の正面ド
ア51,51が配設されており、この各正面ドア51は
幅方向にスライド可能に支持されている。また上記各正
面ドア51には透明ガラスが配設された窓51aが形成
されている。
【0041】上記カバー3の機械本体2の左,右側面を
覆う左,右側面壁3c,3cには側面ドア開口52が形
成されている。この各ドア開口52は待機位置にある上
記刃物台6のタレットヘッド11に臨む部分に形成され
ている。このドア開口52の開口高さ,及び開口幅は作
業者が出入り可能な大きさに設定されている。上記側面
壁3cには上記ドア開口52を開閉する側面ドア53が
配設されており、該側面ドア53は前後方向にスライド
可能に支持されている。
【0042】また上記ドア開口52には踏み台55が配
設されており、該踏み台55は機械本体2の側方の機内
位置と側面ドア53より外方の機外位置とに渡るように
配設されている。この踏み台55を利用してドア開口5
2から機内のタレットヘッド11の各工具に手が届くよ
うになっている。
【0043】上記固定ベッド4の左右の傾斜部4a周り
は鉄板製のプロテクタ58が配設されている。このプロ
テクタ58はタレットヘッド11の上方を覆うとともに
傾斜部4aの往復台5周りを覆っており、これにより往
復台5の摺動部に切り屑が入り込むのを防止している。
上記プロテクタ58のタレットヘッド11に臨む部分に
は作業用開口58aが形成されており、該作業用開口5
8aにはスライド式のシャッタ59が配設されている。
このシャッタ59を開けることによりタレットヘッド1
1の工具に手が届くようになっている。
【0044】上記タレットヘッド11の工具を交換する
には、側面ドア53を開けて踏み台55を上ってドア開
口52から機内に入り、プロテクタ58のシャッタ59
を開けて行なうこととなる。
【0045】上記カバー3には、予め入力した加工プロ
グラムの内容が正しく作動するか否かを確認するための
ワーク加工ポイント表示装置が配設されている。このワ
ーク加工ポイント表示装置は、上記カバー3の天井壁3
bの内側に配設された撮像手段としてのCCDカメラ6
0と、カバー3の正面壁3aに配設された画像表示手段
としてのディスプレイ(不図示)とから構成されてい
る。上記CCDカメラ60は天井壁3bに取付け固定さ
れた支持ブラケット61により角度調整可能に支持され
ており、これによりワーク加工位置Aにある主軸台7の
ワークWの映像が上記ディスプレイに表示される。
【0046】本実施形態のワーク加工ポイント表示装置
によれば、カバー3の天井壁3bにCCDカメラ60を
配設し、該CCDカメラ60により主軸台7に装着され
たワークWをディスプレイに画像表示するようにしたの
で、ワークWの加工ポイントを窓を通して機外から直接
視認する必要がなく、ワークから離れた位置で映像によ
り確認することができ、プログラムチェックを容易確実
に行なうことができる。
【0047】そして本実施形態のNC旋盤1では、往復
台5,刃物台6がそれぞれZ軸,X軸方向に相対移動す
ることにより主軸12に装着されたワークWに所定の切
削加工が施される。この場合、2つの刃物台6,6が同
時にワークWを加工することも可能であり、1つずつ交
互に加工を行なうことも可能である。
【0048】上記ワーク加工が終了すると、往復台5,
刃物台6は所定の待機位置に移動待機し、主軸台ベース
16が前進して主軸台7をワーク着脱位置Bに移動させ
る。このワーク着脱位置Bにて加工済みワークを取り外
し、次加工ワークを装着する。このワーク交換はロボッ
トハンドにより自動的に行なうことも可能である。
【0049】このように本実施形態のNC旋盤によれ
ば、主軸台7を主軸台ベース16に固定し、該主軸台ベ
ース16を作業者から遠い側のワーク加工位置Aと、作
業者に近い側のワーク着脱位置Bとの間で移動可能に構
成したので、ワークWの着脱作業を固定ベッド4手前側
の作業者近傍位置で行なうことができ、ワーク着脱作業
性を向上できる。
【0050】本実施形態では、カバー3の左右側面壁3
cに待機位置にある刃物台6のタレットヘッド11に臨
むようドア開口52を形成するとともに、該開口52を
開閉する側面ドア53を配設したので、タレットヘッド
11の工具の交換作業を、機械本体2の側方のタレット
ヘッド11近傍で行なうことができ、工具交換時の作業
性を向上できる。
【0051】また機内側に配設されたプロテクタ58に
作業用開口58aを形成するとともに、該作業用開口5
8aを開閉するシャッタ59を配設したので、工具の交
換作業はシャッタ59を開けることにより容易に行なう
ことができ、かつ加工中はシャッタ59を閉じることに
より切り屑,切削油の飛散を防止できる。
【0052】本実施形態の切り屑処理装置によれば、ク
ーラントタンク40内にチップコンベア44を配設する
とともに、底部に傾斜板45を配設し、上記チップコン
ベア44を通過した切り屑を切削油によって下流端部4
1dに洗い流すようにしたので、タンク底部に切り屑が
溜まるのを防止できる。
【0053】また洗い流された切削油中の切り屑はフィ
ルタ47によって濾過されるので、定期的に回収するこ
とができ、これは比較的容易な除去作業であり、切り屑
を排出する際の作業効率を向上できる。
【0054】さらにまた上記フィルタ47により濾過さ
れた切削油は別置きのクリーンタンクに回収するように
したので、クリーンタンクの切削油をそのままワークW
の加工部に供給することが可能となり、切削油の回収作
業効率を高めることができる。
【0055】また本実施形態では、固定ベッド4の前部
に切り屑回収用凹部4cを形成し、平坦部4bに上記凹
部4cに続いて後方に延びて後端壁4fに開口するトン
ネル4eを形成し、この切り屑回収用凹部4c,トンネ
ル4e内にクーラントタンク40を配設したので、作業
者と反対側に切り屑や切削油を排出することができ、ク
ーラントタンク40や切り屑がワーク着脱作業の邪魔に
なることはなく、作業性を向上できる。
【0056】本実施形態の主軸台案内装置によれば、固
定ベッド4の左右傾斜部4aの下端部4a´に前後に延
びるレール35をボルト締め固定し、主軸台ベース16
の前端部に支持部材33を介して左右のガイド34を固
定し、該各ガイド34を上記レール35に摺動自在に係
合させたので、ワーク加工位置Aにおける主軸台7の支
持剛性,支持強度を確保することができ、また主軸台7
をワーク着脱位置Bに支障なく移動させることができ
る。
【0057】またワーク着脱時に主軸台ベース16がオ
ーバーハング状態となった場合でも、上記ガイド34と
レール35との摺動により主軸台ベース16を確実に支
持することができる。
【0058】なお、上記実施形態では、CCDカメラ6
0により撮像した画像をディスプレイにより表示するよ
うにした場合を説明したが、本発明は、ワークの加工ポ
イントを視認できる位置に反射鏡を配設することも可能
であり、このようにした場合には低コストでもってプロ
グラムチェックを容易に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態によるNC旋盤の機械本体
を斜め前方から見た斜視図である。
【図2】上記機械本体を斜め後方から見た斜視図であ
る。
【図3】上記機械本体に配設されたカバーの正面図であ
る。
【図4】上記機械本体の平面図である。
【図5】上記NC旋盤の主軸台案内装置の正面図であ
る。
【図6】上記NC旋盤の切り屑処理装置の側面図であ
る。
【図7】上記機械本体の第1クランプ機構の断面図であ
る。
【図8】上記機械本体の第2クランプ機構の断面図であ
る。
【符号の説明】
1 NC旋盤(工作機械) 2 機械本体 3 カバー 4 固定ベッド 5 往復台 6 刃物台 7 主軸台 60 CCDカメラ(撮像手段)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 刃物台が搭載された往復台を固定ベッド
    上の作業者に近い側に配設するとともに、該固定ベッド
    上の作業者から遠い側に主軸台を配設してなる工作機械
    のワーク加工ポイント表示装置において、上記主軸台に
    装着されたワークの加工ポイントを撮像する撮像手段
    と、該撮像手段からの画像を表示する画像表示手段とを
    備えたことを特徴とする工作機械のワーク加工ポイント
    表示装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、上記撮像手段が、機
    械本体の周囲を覆うカバーの上記主軸台上方部分に配設
    されたCCDカメラであり、上記画像表示手段が機外に
    配設されたディスプレイであることを特徴とする工作機
    械のワーク加工ポイント表示装置。
  3. 【請求項3】 刃物台が搭載された往復台を固定ベッド
    上の作業者に近い側に配設するとともに、該固定ベッド
    上の作業者から遠い側に主軸台を配設してなる工作機械
    のワーク加工ポイント表示装置において、上記主軸台に
    装着されたワークの加工ポイントを視認可能位置に反射
    鏡を配設したことを特徴とする工作機械のワーク加工ポ
    イント表示装置。
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