JP2008080409A - Working line of machine tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、工作機械および工作機械を並べて構成された加工ラインに関するものである。 The present invention relates to a machine tool and a machining line configured by arranging machine tools.
機械加工システムとして、床面に設置される設置ベース体とこの設置ベース上に横方向に間隔をおいて取付けられた複数の加工機本体から構成された加工システムが特許文献1に掲載されている。
前述の特許文献1に記載の機械加工システムにおいては、加工ラインの前方からはメンテナンス等による機械本体へのアプローチが容易であるが、後方から機械本体へアプローチする為には電気制御ユニットや流体圧ユニットが邪魔になり、メンテナンスが難しいという問題がある。また、機械の稼動中に工具を手動で交換できるような構成にはなっていない。 In the machining system described in Patent Document 1, it is easy to approach the machine main body by maintenance or the like from the front of the machining line, but in order to approach the machine main body from the rear, an electric control unit or fluid pressure is required. There is a problem that the unit gets in the way and maintenance is difficult. Moreover, it is not the structure which can change a tool manually during operation of a machine.
本発明は、メンテナンスが容易であり、さらに機械設置に必要なスペースを最小限にした工作機械および複数の工作機械により構成された加工ラインの提供を目的とするものである。 An object of the present invention is to provide a machine tool that is easy to maintain and that has a minimum space required for machine installation, and a machining line that includes a plurality of machine tools.
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、左右一対のサイドフレームと、前記両サイドフレームを連結する連結フレームにより構成され前記左右一対のサイドフレームと前記連結フレームとにより囲まれた加工空間を有し上下方向を開放した機台フレームと、前記加工空間に設けられたワークテーブルと、該機台フレームの上部に設けられ主軸ユニットを有して前記主軸ユニットを直交三軸方向に移動可能に設けた加工機ユニットと、前記機台ユニットの前方あるいは下方に設けられた排出物回収装置と、前記加工空間で排出された排出物を該排出物回収装置へ導く排出物案内手段とからなる工作機械を提供すること要旨とする。 In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is constituted by a pair of left and right side frames and a connecting frame that connects the both side frames, and is surrounded by the pair of left and right side frames and the connecting frame. A machine frame having a vertical machining space and having a vertical opening, a work table provided in the machining space, and a spindle unit provided at an upper part of the machine frame, the spindle unit being orthogonal three axes A processing machine unit movably provided in a direction, an exhaust material recovery device provided in front of or below the machine base unit, and an exhaust material guide for guiding the exhaust material discharged in the processing space to the exhaust material recovery device It is a gist to provide a machine tool comprising means.
請求項2に記載の発明は請求項1に記載の工作機械において、前記機台フレーム下部には切り欠き部が設けられ、該切り欠き部に前記排出物回収装置を配置した工作機械を提供することを要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the machine tool according to the first aspect, wherein a notch portion is provided in a lower portion of the machine base frame, and the discharge collecting device is disposed in the notch portion. This is the gist.
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の工作機械を横に複数台並設した加工ラインであって、該加工ラインを構成する少なくとも2台の工作機械に対して、加工ラインの前方あるいは下方に共通の排出物回収装置が設けられ、前記各工作機械より排出された排出物を前記排出物回収装置により回収することを特徴とした工作機械の加工ラインを提供することを要旨とする。 The invention according to claim 3 is a processing line in which a plurality of machine tools according to claim 1 are arranged side by side, and at least two machine tools constituting the processing line are arranged with respect to the processing line. A gist is to provide a machining line for machine tools, characterized in that a common waste collection device is provided in front or below, and the waste discharged from each machine tool is collected by the waste collection device. To do.
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の工作機械の加工ラインにおいて、該加工ライン中の各工作機械には前記機台フレーム下部に切り欠き部が設けられ、該切り欠き部に前記排出物回収装置を配置した工作機械の加工ラインを提供することを要旨とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the machine tool machining line according to the third aspect, each machine tool in the machining line is provided with a notch at a lower portion of the machine base frame, and the notch is provided at the notch. The gist of the present invention is to provide a machining line for a machine tool in which the waste collection device is arranged.
請求項5に記載の発明は、請求項3または4に記載の工作機械の加工ラインにおいて、前記排出物回収装置には、前記加工ラインにおける各工作機械に対応した回収口がそれぞれ設けられた工作機械の加工ラインを提供することを要旨とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a machine tool processing line according to the third or fourth aspect, wherein the discharge collecting device is provided with a recovery port corresponding to each machine tool in the processing line. The main point is to provide a machine processing line.
請求項6に記載の発明は、請求項3〜5のいずれか一項に記載の工作機械の加工ラインにおいて、該加工ライン全体を覆うようなカバーが設けられたことを特徴とする工作機械の加工ラインを提供することを要旨とする。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a machine tool machining line according to any one of the third to fifth aspects, wherein a cover that covers the entire machining line is provided. The main point is to provide a processing line.
請求項7に記載の発明は請求項6に記載の工作機械の加工ラインにおける前記カバーのライン両端側面にはワークを加工ラインの側方から搬入および搬出可能な開口部を設けたことを特徴とする工作機械の加工ラインを提供することを要旨とする。 The invention according to claim 7 is characterized in that openings are provided on both side surfaces of the cover in the machining line of the machine tool according to claim 6 so that workpieces can be carried in and out from the side of the machining line. The main point is to provide a machine tool machining line.
本発明の請求項1に記載の工作機械によれば、加工空間で排出された切屑やクーラント等の排出物を前方あるいは下方から排出可能であり、排出物回収装置が機械後方に張り出すこともないため、機械後方からのメンテナンスが容易となり機械の設置スペースの削減も可能である。また、上下方向を開放した機台フレームを持つため、下方に大きな開放空間があり、排出物の排出性も良く、排出物案内手段の形状設計の自由度が高い。これにより機能性の高い形状や目的・用途に最適化された排出物案内手段の設計が可能となる。また、下方に排出物回収装置を設置した場合は前方の障害物も無くなる為、さらに前方からのメンテナンス性も向上する。また、機械本体をフレーム形状としたことで機械本体の重量を大幅に削減でき、機械本体の下方に位置する排出物回収装置に対する負担を軽減できる。 According to the machine tool of the first aspect of the present invention, it is possible to discharge wastes such as chips and coolant discharged in the processing space from the front or the lower side, and the waste collection device projects over the rear of the machine. Therefore, maintenance from the rear side of the machine is easy and the installation space of the machine can be reduced. In addition, since it has a machine base frame that is open in the vertical direction, there is a large open space below, good dischargeability of the discharge, and a high degree of freedom in designing the shape of the discharge guide means. As a result, it is possible to design a discharge guide means optimized for a highly functional shape, purpose and application. Further, when the waste collection device is installed at the lower side, there is no obstacle in the front, and the maintenance performance from the front is further improved. Moreover, the weight of the machine main body can be greatly reduced by making the machine main body into a frame shape, and the burden on the waste collection device located below the machine main body can be reduced.
さらに、本発明の請求項2に記載の工作機械によれば加工空間で排出された切屑やクーラント等の排出物を機台ユニット下部に設けた切り欠き部に配置された排出物回収装置から排出可能であり、機械前方や後方からのメンテナンスが容易となるとともに機械の設置スペースの更なる削減が可能となる。 Furthermore, according to the machine tool of the second aspect of the present invention, the discharged material such as chips and coolant discharged in the processing space is discharged from the discharged material collecting device disposed in the notch portion provided in the lower part of the machine unit. It is possible to facilitate maintenance from the front and rear of the machine and further reduce the installation space of the machine.
さらに、本発明の請求項3に記載の加工ラインによれば、加工ラインを構成する少なくとも2台以上の工作機械に対して排出物回収装置を共用化することができる為、排出物回収装置の台数削減や加工ライン全体の設置スペースの削減が可能となる。また、前方あるいは下方に排出物回収装置を配置したことにより、後方からのメンテナンスが容易となる。また、下方に排出物回収装置を設置した場合はさらに前方からのメンテナンス性も向上する。 Furthermore, according to the processing line of the third aspect of the present invention, the waste collection device can be shared with at least two machine tools constituting the processing line. It is possible to reduce the number of units and the installation space of the entire processing line. In addition, since the waste collection device is arranged in front or below, maintenance from the rear becomes easy. In addition, when the waste collection device is installed below, the maintainability from the front is further improved.
さらに、本発明の請求項4に記載の加工ラインによれば、加工ライン中の各工作機械には前記機台フレーム下部に切り欠き部が設けられ、該切り欠き部に対して排出物回収装置を配置可能とした工作機械で構成されるようにしたため、請求項3の効果に加えて更なる加工ライン全体の設置スペースの削減が可能となる。また、前方および後方からのメンテナンスが容易となる。 Furthermore, according to the machining line of claim 4 of the present invention, each machine tool in the machining line is provided with a notch in the lower part of the machine base frame, and an exhaust collection device is provided for the notch. In addition to the effect of claim 3, the installation space of the entire processing line can be further reduced. In addition, maintenance from the front and rear becomes easy.
さらに、本発明の請求項5に記載の加工ラインによれば、排出物回収装置には各工作機械に対応した回収口がそれぞれ設けられたため、複数台工作機械を並べた場合においても効率よく排出物の回収が可能であり、回収物の飛散等が起こりにくいという効果がある。 Furthermore, according to the processing line according to claim 5 of the present invention, since the discharge collection device is provided with a collection port corresponding to each machine tool, it is efficiently discharged even when a plurality of machine tools are arranged. It is possible to collect the object, and there is an effect that the collected object is hardly scattered.
さらに、本発明の請求項6に記載の加工ラインによれば、加工ライン全体を覆うようなカバーを設けたため、加工ライン中の各工作機械に対し、個別のカバーを設ける必要が無く、加工ラインとして部品点数の削減が可能となる。 Furthermore, according to the processing line of the sixth aspect of the present invention, since the cover that covers the entire processing line is provided, it is not necessary to provide an individual cover for each machine tool in the processing line. As a result, the number of parts can be reduced.
さらに、本発明の請求項7に記載の加工ラインによれば、加工ライン全体を覆うカバーのライン両端側面に、ワークを加工ラインの側方から搬入および搬出可能な開口部を設けたため、ワークの搬入および搬入操作も側方を介して行われる為、加工ラインの前方や後方からのアプローチが容易となる。 Furthermore, according to the processing line of the seventh aspect of the present invention, since the opening that can carry in and out the workpiece from the side of the processing line is provided on both side surfaces of the line covering the entire processing line, Since the carry-in and carry-in operations are also performed through the side, approach from the front and rear of the processing line becomes easy.
以下、本発明を具体化した工作機械の一実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように工作機械の機台フレーム10は、互いに平行な一対のサイドフレーム11,11と、両サイドフレーム11間に一体的に架橋連結された連結フレーム13とによって構成されており、上下方向に解放されている。この両サイドフレーム11間における前記連結フレーム13の前方には加工空間Eが形成されている。前記連結フレーム13の前面にはワークを装着する為のワークテーブル14が取付けられている。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a machine tool embodying the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the
前記サイドフレーム11,11の上端面には、Y軸ガイドレール15がそれぞれY軸(前後)方向に互いに平行に敷設されている。このY軸ガイドレール15にはY軸サドル16がスライダ17を介して、Y軸方向の往復動可能に装着されている。前記連結フレーム13には、Y軸サーボモータ18が固着され、その回転軸には図示しないカップリングを介してボールねじ19が直列に連結され、このボールねじ19は、前記Y軸サドル16にブラケット20を介して取付けられたボールねじナット21に螺合されている。そして、前記Y軸サーボモータ18によりボールねじ19が回転されると、ナット21を介してY軸サドル16がY軸(前後)方向に往復動されるようになっている。
On the upper end surfaces of the
前記Y軸サドル16は、図1に示すように左右一対の可動枠16a、16bと、可動枠16a、16bの後端部間に連結された可動取付体16cとによって、平面視コ字状に形成されている。前記可動取付枠16cの前面には、上下一対のX軸ガイドレール22がX軸(左右)方向に互いに平行に敷設されている。このX軸ガイドレール22には、X軸サドル23がスライダ24を介して、X軸方向の往復動可能に装着されている。前記Y軸サドル16の可動取付枠16cの背面側には図3に示すようにX軸サーボモータ25が配置され、その回転軸にはカップリングを介してボールねじ26が連結され、このボールねじ26は、前記X軸サドル23にブラケット27を介して取付けられたボールねじナット28に螺合されている。前記X軸サーボモータ25によりボールねじ26が回転されると、ナット28を介してX軸サドル23がX軸(左右)方向に往復動されるようになっている。
As shown in FIG. 1, the Y-
前記X軸サドル23の前面には、左右一対の案内部材29がZ軸(上下)方向に指向するように取付けられ、各案内部材29には、Z軸サドル30の左右両側後部にZ軸方向に互いに平行に敷設した左右一対のZ軸ガイドレール31がZ軸方向の往復動可能に装着されている。前記X軸サドル23の上端部にはZ軸サーボモータ32が取付けられ、この回転軸には図示しないカップリングを介してボールねじ33が連結され、このボールねじ33は、前記Z軸サドル30にブラケット34を介して取付けられたボールねじナット35に螺合されている。前記Z軸サーボモータ32によりボールねじ33が回転されると、ナット35を介して、Z軸サドル30がZ軸方向に往復動されるようになっている。
A pair of left and
前記Z軸サドル30には、主軸ユニットとしての主軸装置36が下向きに装着され、その主軸37の先端部には、ワークを加工するための工具38が取付けられている。前記Z軸サドル30には前記主軸37を回転するための主軸モータ39が装着されている。この実施形態では、前記Y軸サドル16、Y軸サーボモータ18、X軸サドル23、X軸サーボモータ25、Z軸サドル30、Z軸サーボモータ32、主軸装置36及び主軸モータ39等によって加工機ユニットが構成されている。
A
図2に示すように、前記連結フレーム13の背面側には、前記主軸37に装着された工具38を交換するための工具交換装置41が装着されている。
As shown in FIG. 2, a
この工具交換装置41の構成について図2に基づいて説明する。前記連結フレーム13の背面側にはブラケット42を介して、マガジン旋回用モータ43が上向きに取付けられ、その回転軸にはマガジン44が垂直軸線の周りで回動可能に支持されている。前記マガジン44の外周部には工具38を工具ホルダと共に把持する把持部45が複数箇所に装着されている。また、前記連結フレーム13には加工空間Eとマガジン収納部とを開閉可能に離隔する為の開閉口46が図示しない駆動手段により開閉可能に設けられている。そして、前記マガジン旋回用モータ43によって、マガジン44の所定の把持部45を工具交換位置に割り出し回転すると共に、前記Y軸サーボモータ18、X軸サーボモータ25及びZ軸サーボモータ32を作動することにより、主軸装置36をX、Y、Z軸方向にそれぞれ移動して、マガジン44との間で直接使用済み工具38と新工具38の交換を行うことができるようになっている。
The configuration of the
サイドフレーム11の前側には図3に示すような加工ラインLに用いられるようなワーク搬送装置55によりワークWをワークテーブル14に搬入出する為の開口を形成する凹部11aがそれぞれ形成されている。
On the front side of the
図1に示すように、前記機台フレーム10の前方には、排出物回収装置としてのクーラント装置51が設けられており、前記両サイドフレーム11間の加工空間Eの下方開放位置には排出物案内手段としてのシュータ52が設けられている。そして、ワークの加工により加工空間Eで発生した切屑やクーラント等の排出物は前記シュータ52を介して前記クーラント装置51に回収される。
As shown in FIG. 1, a
次に前記のように構成された工作機械の動作について説明する。前記ワークテーブル14の上面にワークを載置し、図示しないワーククランプ機構によって、所定位置にワークをクランプする。前記主軸モータ39を作動させて主軸37を回転させると共に、Y軸サーボモータ18、X軸サーボモータ25及びZ軸サーボモータ32を作動して、工具38によりワークを加工する。ワークを加工中に発生する切屑やクーラント等の排出物はシュータ52を介してクーラント装置51に回収される。
Next, the operation of the machine tool configured as described above will be described. A work is placed on the upper surface of the work table 14, and the work is clamped at a predetermined position by a work clamp mechanism (not shown). The
ワークの加工時間が所定時間行われた後、工具38の交換が必要になると、図示しない駆動手段により開閉口46が開いた後、前記工具交換装置41のマガジン旋回用モータ43が作動されてマガジン44の把持部45が工具交換位置に割り出し回転され、主軸装置36の前記3軸方向への移動により使用済み工具38と新工具38とが交換される。
When the
上記実施形態における工作機械によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)上記実施形態では、機台フレーム10の前方にクーラント装置51を設け、このクーラント装置51により排出物を回収するようにしたので、クーラント装置51が後方に張り出すようなことは無く、機械後部からの機械本体へのアプローチが容易になる。
(2)上記実施形態では、工具交換装置41のマガジン44を連結フレーム13の背面側に設けたため、加工中においても手動での工具交換が後方より容易にできる。
(3)上下方向を開放した機台フレーム10を持つため、下方に大きな開放空間があり、排出物の排出性も良く、シュータ52の形状設計の自由度が高い。これにより機能性の高い形状や目的・用途に最適化されたシュータ52の設計が可能となる。
According to the machine tool in the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In the above embodiment, since the
(2) In the above embodiment, since the
(3) Since the
次に上記実施形態における工作機械を複数台配置した加工ラインについて図3および図4に基づき説明する。なお、以下の各実施形態において、前記実施形態と同じ機能を有する部材については同一の符号を付して説明を簡略または省略する。 Next, a processing line in which a plurality of machine tools in the above embodiment are arranged will be described with reference to FIGS. In the following embodiments, members having the same functions as those in the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof is simplified or omitted.
加工ラインLは上記実施形態における工作機械Mが横一列上に配列されており、加工ラインL全体を覆うようにカバー56が設けられている。このカバー56にはワークWを搬入出する為の開閉窓57および前方から加工状態の確認、図示された搬送形態とは別形態の搬送を行うための各工作機械Mに対応した複数の前方開閉窓58が設けられている。クーラント装置51は各工作機械Mの前方を横断するように設けられており、各工作機械Mの前方に対応する位置には回収口59が設けられている。また、開閉窓57外部と各工作機械M、Mの間にはワークWを搬送する為のワーク搬送手段55が設けられている。
In the processing line L, the machine tools M in the above embodiment are arranged in a horizontal row, and a
次に上記構成における加工ラインLの動作について説明する。
未加工のワークWはワーク搬送手段55により開閉窓57より加工機械Mのワークテーブル14上部に搬入される。搬入されたワークWは図示しないワーククランプ機構によりクランプされ所定の加工が行われる。加工の際に排出される切屑やクーラント等の排出物はシュータ52、回収口59を介してクーラント装置51に回収される。回収された切屑、スラッジ等の固形物はチップコンベア60により搬送され、搬出口62よりクーラント装置51外部の図示しない固形物回収箱に回収される。クーラント等の液状物はドラムフィルター61により濾過され、図示しないクリーンタンクにストックされ、再度利用される。全ての加工工程を完了したワークWは反対側の開閉窓57を介してワーク搬送手段55により加工ラインL外部に搬出される。
Next, the operation of the processing line L in the above configuration will be described.
The unprocessed workpiece W is carried into the upper part of the work table 14 of the processing machine M through the opening / closing
上記実施形態における加工ラインによれば以下のような効果を得る事ができる。
(1)クーラント装置51を複数の工作機械Mで共有できるように工作機械Mに対応する回収口59を設けたためクーラント装置51の設置台数を削減することができる為、部品点数の削減、設置面積の削減が可能となる。
(2)クーラント装置51を各工作機械Mの前方を横断するように設けたため、各工作機械Mの後方からの機械のメンテナンスが容易となる。
(3)加工ラインL全体を覆うようなカバー56を設けたため、個別の工作機械M毎の外部カバーを設ける必要が無い為、部品点数の削減、各工作機械M、M間の距離を縮める事が可能となり、加工ラインLの長さを短縮することができ、加工ラインLの設置スペースを削減することができる。
(4)カバー56のライン両端側面に開閉可能な開閉窓57を設けたため、加工ラインLを横方向に一直線とすることが可能となり、加工ラインLの設置スペースが削減できる。
(5)加工ラインLを構成する各工作機械Mは上下方向を開放した機台フレーム10を持つため、下方に大きな開放空間があり、排出物の排出性も良く、シュータ52の形状設計の自由度が高い。これにより機能性の高い形状や目的・用途に最適化されたシュータ52の設計が可能となる。このことにより切屑やクーラント等の排出物の排出性が良い加工ラインLを構成することができる。
According to the processing line in the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Since the
(2) Since the
(3) Since the
(4) Since the open /
(5) Since each machine tool M constituting the processing line L has a
なお上記実施形態は以下のように変更しても良い。
・図5および図6に示すようにクーラント装置51の上部に工作機械Mを載置しても良い。このことにより上記実施例による効果に加えて、さらに設置スペースの削減が可能となる上に、前方に配置されたクーラント装置51が無くなることで工作機械Mの前方からもアプローチし易くなり、更なるメンテナンス性の向上が期待できる。また、工作機械Mをフレーム形状としたことで工作機械Mの重量を大幅に削減でき、工作機械Mの下方に位置するクーラント装置51に対する負担を軽減できる。
・さらに図5および図6に示す工作機械Mを並べて図7に示すような加工ラインLを構成しても良い。このことにより上記実施例による効果に加えて、さらに設置スペースの削減が可能となる上に、前方に配置されたクーラント装置51が無くなることで加工ラインLの前方からもアプローチし易くなり、更なるメンテナンス性の向上および前方からのワーク搬入出形態により最適な構成となる。また、加工ラインLを構成する工作機械Mをフレーム形状としたことで工作機械Mの重量を大幅に削減でき、工作機械Mの下方に位置するクーラント装置51に対する負担を軽減できる。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
As shown in FIGS. 5 and 6, the machine tool M may be placed on the
Further, the machine tool M shown in FIGS. 5 and 6 may be arranged to form a machining line L as shown in FIG. As a result, in addition to the effects of the above-described embodiments, the installation space can be further reduced, and the
・図8に示すようにクーラント装置51を分割構成しても良い。この場合さらに多くの工作機械Mからなる加工ラインLの構成が可能となる。
・図9に示すようにシュータ52を後方向けに配置し、機台ユニット10の後方に排出物を回収する為のクーラント装置51を設けても良い。この場合機械前方からの搬送が容易となり、設置スペースの削減が可能となる。また、図示しないが図9に示すような工作機械Mを複数台並べて加工ラインLを構成することも可能である。
・図10に示すように機台ユニット10の下部に切り欠き部71を設けてこの切り欠き部71にクーラント装置51を配置し、加工空間の下方に設けたシュータ52を介してクーラント装置51へクーラント等を回収するようにしても良い。このような形態の工作機械Mは上記実施例による効果に加えて、さらに設置スペースの削減が可能となる上に、工作機械Mの前方からも後方からもアプローチし易くなり、更なるメンテナンス性の向上および搬送形態の多様化が期待できる。図10に示す実施形態においては切り欠き部71を機台ユニット10の後方に設ける形にしたが、前方や中間位置等任意の位置に配置可能である。また、この工作機械Mを複数台配列し、加工ラインLを構成することも可能である。この加工ラインLによれば、上記実施例による効果に加えて、さらに設置スペースの削減が可能となる上に、工作機械Mの前方からも後方からもアプローチし易くなり、更なるメンテナンス性の向上および搬送形態の多様化が期待できる。
-You may divide | segment the
As shown in FIG. 9, the
As shown in FIG. 10, a
10…機台フレーム、11…サイドフレーム、13…連結フレーム、14…ワークテーブル、36…主軸装置、41…工具交換装置、51…クーラント装置、52…シュータ、55…ワーク搬送装置、57…開閉窓、59…排出口、E…加工空間、M…工作機械、L…加工ライン。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
The machine tool machining line according to claim 6, wherein openings on both sides of the cover of the machine tool machining line according to claim 6 are provided with openings through which workpieces can be loaded and unloaded from the side of the machining line.
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