JP3936545B2 - Tread segment inner surface unevenness measuring apparatus and measuring method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ加硫用金型のトレッドセグメントの内面凹凸測定装置及び測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
ユニフォーミティの良いタイヤを製造するために、タイヤ加硫用金型としては、一般的に割りモールドが採用されている。図9に示すように、この割りモールドfは、上部サイドモールドaと下部サンドモールドb、及び径方向に複数個に分割したセグメントモールドc…とから成る。セグメントモールドcは、タイヤのトレッドパターンを成形するトレッドセグメントdと、トレッドセグメントdを外面側から保持するセクターシューeとから成る。
【0003】
ところで、ラジアルタイヤのRRO(Radial Runout )と、割りモールドfのクラウン内面g(トレッドセグメントdの内面)の凹凸量とは、高い相関にあることが知られており、割りモールドfのRROに対する十分な配慮が不可欠とされている。そのため、従来では、割りモールドfを装着したタイヤプレス(タイヤ加硫機)hの稼働位置における割りモールドf内部に、上下軸心廻りに回転可能でかつ上下動可能な距離検出用非接触センサiを有する測定装置jを設置し、非接触センサiを回転させてクラウン内面gまでの距離を 360°に渡って測定していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようにタイヤプレスhによって割りモールドfを締付けた稼働状態にてクラウン内面gの凹凸量を測定した場合、トレッドセグメントd単体の測定ではなく、コンテナ(セクターシューe)の成分とプレスプラテンkの歪みなどによるプレス成分を加算した状態で測定するので、コンテナを交換したりプレス間を移動取付けしたときにはその測定データが再現されず再測定を要していた。
また、下部サイドモールドbのアダプタリング嵌合部mに測定装置jのアダプタリングnを嵌合してセンタリングする方式であるが、この嵌合部mは、加硫時に加熱によって直径が常温時に比べて 0.6mm程熱膨張で大きくなるため、測定装置jのセンタリングに誤差が生じ、その誤差分だけ計測した凹凸量の1次成分が偏心加算されてしまうという問題があった。
また、アダプタリング嵌合部mは、ブラダーをチャックすると共に毎回の加硫動作でタイヤを取出すビードリングの当り面であるので、実際に稼働に供した嵌合部mの面は荒れており、測定装置jのアダプタリングnと緊密に嵌り合うことが難しく、測定装置jのセンタリングの使用に困難性を伴っていた。
【0005】
そこで、本発明は、センタリング誤差が大幅に減少し、高精度に計測することができるトレッドセグメントの内面凹凸測定装置及び測定方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係るトレッドセグメントの内面凹凸測定装置は、タイヤ加硫用金型のトレッドセグメントを稼働状態と同等の円筒形に整列した外周面を基準に保持する取付リング部と、底部とを、一体状に連設したトレッドセグメント保持体を備え、さらに、該トレッドセグメント保持体の取付リング部の内周面に保持した円筒整列状のトレッドセグメントの内面凹凸量を測定する測定手段を、上記トレッドセグメント保持体の上記底部の中心部に着脱自在に位置決め保持手段を介して取付けたものである。
【0007】
また、タイヤ加硫用金型のトレッドセグメントを稼働状態と同等の円筒形に整列した外周面を基準に保持する取付リング部と、底部とを、一体状に連設したトレッドセグメント保持体を備えると共に、該トレッドセグメント保持体の底部の中心部に着脱自在に位置決め保持手段を介して鉛直状に取付けられる回転軸と、該回転軸に上下動可能に設けられると共にトレッドセグメント保持体の取付リング部の内周面に保持した円筒整列状のトレッドセグメントの内面までの距離を測定する非接触センサと、を有する測定手段を備え、さらに、該非接触センサから出力されたアナログ電気信号をエンコーダの回転パルス毎にA/D変換して記憶すると共に演算するデータ記憶演算手段を、具備するものである。
【0008】
また、本発明に係るトレッドセグメントの内面凹凸測定方法は、タイヤ加硫用金型のトレッドセグメントを稼働状態と同等の円筒形に整列して、有底筒状のトレッドセグメント保持体の取付リング部の内周面に、保持し、上記トレッドセグメント保持体の底部の中心部に取付けた測定手段にて該円筒整列状のトレッドセグメントの内面凹凸量を測定するものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態を示す図面に基づき、本発明を詳説する。
【0010】
図1は、本発明に係るトレッドセグメントの内面凹凸測定装置の実施の一形態を示す断面正面図である。図1〜図3に示すように、この測定装置は、取付リング部2と底部3とを一体状に連設した有底筒状のトレッドセグメント保持体1と、トレッドセグメント保持体1の底部3の中心部(軸心P位置)に設置される測定手段4と、測定手段4を底部3の中心部に着脱自在に保持する位置決め保持手段6と、データ記憶演算手段5と、を備えている。
【0011】
具体的に説明すると、トレッドセグメント保持体1の取付リング部2は、タイヤ加硫用金型のトレッドセグメント7…を稼働状態と同等の円筒形に整列した外周面8を基準に保持するものであって、取付リング部2の内周面9に円筒整列状のトレッドセグメント7…を保持する。そして、この取付リング部2の下端に円形の底部3が、例えば溶接やボルト・ナット結合等にて一体状に連設されている。
【0012】
測定手段4は、トレッドセグメント保持体1の取付リング部2の内周面9に保持した円筒整列状(図1の状態)のトレッドセグメント7…の内面10の凹凸量を測定するものであって、トレッドセグメント保持体1の底部3の中心部(軸心P)に鉛直状に着脱自在として取付けられる回転軸11と、回転軸11に上下動可能に設けられると共に取付リング部2の内周面9に保持した円筒整列状のトレッドセグメント7…の内面10までの距離を測定する非接触センサ12と、を有している。
【0013】
回転軸11は、中心固定軸部13と、中心固定軸部13に軸受14…を介して外嵌された円筒状の外側回転軸部15とを有し、中心固定軸部13と外側回転軸部15とは相対的に回転自在とされている。なお、中心固定軸部13の下端13aは外側回転軸部15から突出状とされ、後述する位置決め保持手段6にて保持される。また、外側回転軸部15の上端には上下二段のケーシング16,17が付設されると共に、上のケーシング16内部にエンコーダ18が設けられ、エンコーダ18の軸部が上記中心固定軸部13の上端13bに連結されている。
【0014】
また、外側回転軸部15の外面には軸心方向にガイドレール19が付設されると共に、ガイドレール19に沿って上下スライド自在なスライドブロック20が設けられている。そして、スライドブロック20に径方向突出状に所定長さの支持アーム21が取付けられると共に、支持アーム21の先端に上記非接触センサ12が設けられている。また、ケーシング16の上面に付設されたプレートの下面に、引張力を付与するバランサ22が付設されてそのワイヤ23の下端がスライドブロック20に連結されると共に、プレートの上面にはハンドル24が付設されており、手動にて回転軸11の外側回転軸部15を軸心P廻りに回転できる。
【0015】
ところで、25はトレッドセグメント保持体1の取付リング部2の上縁に取付けられる補助測定手段であり、この補助測定手段25としては、例えば、取付リング部2の上縁に固定される固定部25aと、固定部25aに対してスライド自在に設けられたスライド杆部25bとを備え、スライド杆部25bの移動距離を測定できるデジタルスケールユニットが使用される。この補助測定手段25は、回転軸11からトレッドセグメント7の内面10近傍までの距離を計測するために設けられる。即ち、非接触センサ(レーザ変位計ヘッド)12は、被照射物に照射して反射したレーザ光を受光することで被照射物までの距離を検知するが、その測定可能範囲は 100mm未満と小さいため、トレッドセグメント7のクラウン部(内面10)までの距離は測定できるが、クラウン部の絶対径は測定できない。そのため、補助測定手段25を設けて絶対径の測定を補助するようにしている。また、非接触センサ12にてクラウン部までの距離を測定できるよう支持アーム21の長さを設定している。
【0016】
また、図1と図2に示すように、位置決め保持手段6は、トレッドセグメント保持体1の底部3の軸心P近傍に載置される位置決めブロック26と、位置決めブロック26の位置を平面視2方向から調整するブロック固定用の第1調整ボルト27…,第2調整ボルト28…と、第1・第2調整ボルト27…,28…に螺合すると共に底部3の上面に固着されたナット部材29…と、回転軸11の中心固定軸部13の下端13aを位置決めブロック26側へ押圧する押圧ボルト30と、押圧ボルト30に螺合すると共に底部3の上面に固着されたナット部材31と、を備えている。
【0017】
詳しく説明すると、位置決めブロック26は、矩形偏平ブロック体の一外側面34aを切欠いて平面視台形状の凹部32を形成したものであって、凹部32には、上記中心固定軸部13の下端13aの外周面に2点接触可能な一対の勾配面33,33を有している。この一対の勾配面33,33は、中心固定軸部13の下端13aの外周面に例えば90°の中心角度θで接触するよう設定されている。また、ブロック固定用の第1調整ボルト27…は、凹部32を形成した側の外側面34a及びその反対側の外側面34bに直角に当接するよう配設されると共に、第2調整ボルト28,28は位置決めブロック26の残りの2面(外側面35a,35b)に直角に当接するよう配設されている。
【0018】
この位置決め保持手段6によれば、測定手段4の回転軸11の軸心をトレッドセグメント保持体1の中心部(軸心P)に一致させた状態に於て、各ナット部材31からの第1・第2調整ボルト27…,28…の突出寸法を調整して位置決めブロック26の凹部32の勾配面33,33を中心固定軸部13の下端13aに当接させ、押圧ボルト30にて該下端13aを押付けることにより、回転軸11が底部3の上面に鉛直状に保持され、かつ、中心固定軸部13が固定される。このようにして、位置決めブロック26をセンタリングセット位置に固定しておけば、押圧ボルト30を緩めて回転軸11を取外し、再び回転軸11を取付ける際でもセンタリングを容易かつ正確に再現することができる。
【0019】
図3に示すように、データ記憶演算手段5は、測定手段4の非接触センサ(レーザ変位計ヘッド)12に接続されたレーザ変位計アンプ36と、レーザ変位計アンプ36に接続されると共にエンコーダ18に接続されるA/D変換器37と、補助測定手段25に接続される補助測定手段用アンプ38と、該アンプ38とA/D変換器37に接続される波形アナライザ(パーソナルコンピュータ)39と、を備えている。
【0020】
次に、このトレッドセグメントの内面凹凸測定装置を用いた測定方法の一例を説明する。図1に示すように、先ず、トレッドセグメント保持体1の取付リング部2の内周面9に、一組のトレッドセグメント7…を、稼働状態と同等の円筒形に整列して取付けて保持する。また、測定手段4の回転軸11を(図2で説明した如く)位置決め保持手段6にて保持体1の底部3の中心部(軸心P上)にセットすると共に、補助測定手段25を取付リング部2にセットする。なお、位置決めブロック26は予めセンタリングセット位置に固定されている。また、データ記憶演算手段5を(図3の如く)セットする。
【0021】
このようにして測定準備が完了すれば、図4に示すように、先ず、補助測定手段25のスライド杆部25bを軸心P側へスライドさせてその先端面40を回転軸11の測定基準面41に当接させ、この時点で補助測定手段25の値を0にリセットする。本実施の形態では、測定基準面41をガイドレール19の径方向外面としている。なお、回転軸11の軸心Pから測定基準面41までの距離L1 は基準機械寸法であるため予め知られている。
【0022】
次に、図5に示すように、補助測定手段25のスライド杆部25bの先端を、トレッドセグメント7の内面10近傍まで後退させることにより、回転軸11の測定基準面41からスライド杆部25bの先端面40までの距離L2 を計測する。その後、非接触センサ12を手動にて上昇させ、非接触センサ12にてスライド杆部25bまでの距離L3 を測定する。そして、図6に示すように、非接触センサ12を測定位置まで下降させ、非接触センサ12にてトレッドセグメント7の内面10までの距離L4 を測定する。このように、各距離L1 ,L2 ,L3 ,L4 を測定すれば、トレッドセグメント7の内面10の絶対径(半径)測定値はL4 −L3 +L2 +L1 によって求めることができる。このとき、距離L3 ,L4 は、非接触センサ12の測定可能範囲内とされる。そして、トレッドセグメント保持体1にて保持した円筒整列状のトレッドセグメント7…の内面10までの距離L4 を測定しつつ回転軸11の外側回転軸部15を回転させて、トレッドセグメント7…の内周面を1回転( 360°)に渡って測定していく。
【0023】
このときのデータ記憶演算手段5の作動状況を図3〜図6を参照しつつ説明すると、補助測定手段25から出力された計測データ(距離L2 )がアンプ38を介して波形アナライザ39に入力され記憶される。また、非接触センサ12から計測データ(距離L3 )がアナログ電気信号として出力されてレーザ変位計アンプ36にて増幅されると共に、A/D変換器37に入力されてA/D変換され、波形アナライザ39に入力され記憶される。その後、非接触センサ12から計測データ(距離L4 )がアナログ電気信号として出力されてレーザ変位計アンプ36にて増幅されると共に、アナログ電気信号は回転変位に伴い発生するエンコーダ18のパルス毎にA/D変換器37にてA/D変換され、波形アナライザ39にて1回転分の計測データ(距離L4 )が入力され記憶される。なお、距離L1 のデータは波形アナライザ39に予め入力しておけば良い。
【0024】
その後、波形アナライザ39にて記憶した1回転分のデータが演算処理(フーリエ級数解析)されることにより、図8に示すように、波形アナライザ39の画面には、1回転分の生波形Dと、1回転分の生波形Dをフーリエ解析して得られた1次波形A・2次波形B・1〜20次の合成波形C等が表示されると共に、各次数成分の振幅値やピーク位置、及び平均直径等が数値化して表示され(図示省略)、凹凸量を円周上に特定することができる。即ち、トレッドセグメント7のRRO測定結果を表示することができる。なお、非接触センサ12の高さ位置を変更し、トレッドセグメント7の測定高さ位置を変更して(上述と同様に)内面凹凸量を測定する。
【0025】
ところで本発明では、各種サイズのトレッドセグメントについて内面凹凸測定が可能なように構成されている。即ち、図7に示すように、トレッドセグメント7の各種サイズに対応する複数個のトレッドセグメント保持体1…を設けると共に、各トレッドセグメント保持体1の底部3に位置決め保持手段6を設ける。図7では、小サイズのトレッドセグメント7…に対応したトレッドセグメント保持体1の使用状態を例示している。このとき、位置決め保持手段6は、保持体1のサイズに関係なく同一形状寸法のものが使用され、測定手段4を共用できるようにしている。ただし、測定手段4の支持アーム21はトレッドセグメント7のサイズによって交換する必要があり、長さ寸法の異なる複数本の支持アーム21が予め用意される。なお、補助測定手段25及びデータ記憶演算手段5(図3参照)も共用される。
【0026】
【発明の効果】
本発明は上述の如く構成されるので、次に記載する効果を奏する。
【0027】
(請求項1又は2によれば)トレッドセグメント保持体1によって、トレッドセグメント7…を稼働状態と同等の円筒形に整列して保持し、この円筒整列状のトレッドセグメント7…の内面凹凸量を測定することができる。即ち、従来では、タイヤプレス(タイヤ加硫機)によって割りモールド全体を締付けた稼働状態でクラウン部の凹凸量を測定する装置を使用していたため、コンテナ成分とプレス成分が加算された測定結果が得られてしまうが、本発明ではコンテナ成分もプレス成分も加算されない状態にトレッドセグメント7…を保持して凹凸量を測定することができるので、セグメント単体の有効かつ正確な測定結果を得ることができる。
【0028】
また、位置決め保持手段6にて測定手段4を位置決め(当止め)し保持することによりセンタリングする構造であるため、嵌合によるセンタリング構造で生じる嵌め合い誤差が無く、センタリング誤差を大幅に減少することができる。従って、測定結果であるトレッドセグメント7の内面凹凸量の1次成分を高精度に検出することができる。
【0029】
(請求項2によれば)測定手段4の非接触センサ12にて内面凹凸測定を能率良く行うことができる。また、測定手段4からの内面凹凸測定データをデータ記憶演算手段5によってフーリエ級数解析して、トレッドセグメント7のRRO測定結果を得ることができる。
【0030】
(請求項3によれば)トレッドセグメント7…を、コンテナ成分とプレス成分が加算されない稼働状態と同等の円筒形に整列して保持して、内面凹凸量を測定するので、セグメント単体の有効かつ正確な測定結果を得ることができる。即ち、従来では、タイヤプレスによって割りモールド全体を締付けた稼働状態でのクラウン部の凹凸測定方法であるため、コンテナ成分とプレス成分が加算された測定結果となっていたが、本発明ではこのような不具合が解消される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るトレッドセグメントの内面凹凸測定装置の実施の一形態を示す断面正面図である。
【図2】位置決め保持手段による回転軸のセンタリングを示す要部断面平面図である。
【図3】データ記憶演算手段の構成を示すブロック図である。
【図4】内面凹凸測定状態を示す第1の作用説明図である。
【図5】内面凹凸測定状態を示す第2の作用説明図である。
【図6】内面凹凸測定状態を示す第3の作用説明図である。
【図7】異サイズのトレッドセグメント保持体に対して測定手段を共用した状態を示す説明図である。
【図8】測定結果の一例を示す波形図である。
【図9】従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
1 トレッドセグメント保持体
2 取付リング部
3 底部
4 測定手段
5 データ記憶演算手段
6 位置決め保持手段
7 トレッドセグメント
8 外周面
9 内周面
10 内面
11 回転軸
12 非接触センサ
18 エンコーダ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a tread segment inner surface unevenness measuring apparatus and measuring method of a tire vulcanizing mold.
[0002]
[Prior art]
In order to manufacture a tire with good uniformity, a split mold is generally employed as a tire vulcanization mold. As shown in FIG. 9, the split mold f includes an upper side mold a, a lower sand mold b, and a segment mold c divided into a plurality of parts in the radial direction. The segment mold c includes a tread segment d that forms a tread pattern of a tire, and a sector shoe e that holds the tread segment d from the outer surface side.
[0003]
By the way, it is known that the RRO (Radial Runout) of the radial tire and the unevenness amount of the crown inner surface g (the inner surface of the tread segment d) of the split mold f are highly correlated with each other. Careful consideration is essential. Therefore, conventionally, a non-contact sensor i for distance detection that can rotate around the vertical axis and move up and down inside the split mold f at the operating position of the tire press (tire vulcanizer) h to which the split mold f is mounted. And measuring the distance to the crown inner surface g over 360 ° by rotating the non-contact sensor i.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the unevenness amount of the crown inner surface g is measured in the operating state in which the split mold f is tightened by the tire press h in this way, the component of the container (sector shoe e) and the press platen are not measured for the tread segment d alone. Since the measurement is performed in a state in which the press component due to k distortion or the like is added, when the container is exchanged or moved between the presses, the measurement data is not reproduced and remeasurement is required.
In addition, the adapter ring n of the measuring device j is fitted to the adapter ring fitting part m of the lower side mold b and is centered. This fitting part m is heated at the time of vulcanization and has a diameter that is higher than that at room temperature. Therefore, there is a problem in that the centering of the measuring device j has an error, and the first-order component of the unevenness measured by the error is added eccentrically.
Moreover, since the adapter ring fitting part m is a contact surface of the bead ring which chucks the bladder and takes out the tire in every vulcanization operation, the surface of the fitting part m actually used for operation is rough. It was difficult to fit tightly with the adapter ring n of the measuring device j, and there was difficulty in using the centering of the measuring device j.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a tread segment inner surface unevenness measuring apparatus and measuring method in which a centering error is greatly reduced and measurement can be performed with high accuracy.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, the tread segment inner surface unevenness measuring apparatus according to the present invention is a mounting for holding a tread segment of a tire vulcanizing mold on the basis of an outer peripheral surface aligned in a cylindrical shape equivalent to an operating state. The tread segment holder includes a ring portion and a bottom portion that are continuously provided in an integrated manner, and the inner surface unevenness of the cylindrically aligned tread segment that is held on the inner peripheral surface of the mounting ring portion of the tread segment holder is determined. Measuring means for measuring is attached to the central portion of the bottom of the tread segment holder via a positioning and holding means in a detachable manner.
[0007]
The tire vulcanization mold tread segment includes a tread segment holding body in which a mounting ring portion for holding a tread segment aligned in a cylindrical shape equivalent to an operating state as a reference and a bottom portion are integrally provided. And a rotating shaft that is detachably attached to the center of the bottom of the tread segment holder through a positioning and holding means, and a mounting ring portion of the tread segment holder that is vertically movable on the rotating shaft. A non-contact sensor for measuring the distance to the inner surface of the cylindrically aligned tread segment held on the inner peripheral surface of the encoder, and further, an analog electrical signal output from the non-contact sensor is used as an encoder rotation pulse. Data storage operation means for performing A / D conversion and storing and calculating each time is provided.
[0008]
The tread segment inner surface unevenness measuring method according to the present invention includes a tire vulcanization mold tread segment aligned in a cylindrical shape equivalent to an operating state, and a mounting ring portion of a bottomed cylindrical tread segment holder Is measured on the inner circumferential surface of the cylindrical tread segment by measuring means attached to the center of the bottom of the tread segment holder.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments.
[0010]
FIG. 1 is a cross-sectional front view showing an embodiment of a tread segment inner surface unevenness measuring apparatus according to the present invention. As shown in FIGS. 1 to 3, this measuring apparatus includes a bottomed cylindrical
[0011]
More specifically, the
[0012]
The measuring means 4 measures the amount of irregularities on the
[0013]
The
[0014]
A
[0015]
By the way,
[0016]
As shown in FIGS. 1 and 2, the positioning holding means 6 includes a
[0017]
More specifically, the
[0018]
According to this positioning and holding means 6, the first nut from each
[0019]
As shown in FIG. 3, the data storage calculation means 5 includes a laser
[0020]
Next, an example of a measuring method using the tread segment inner surface unevenness measuring apparatus will be described. As shown in FIG. 1, first, a pair of
[0021]
When the measurement preparation is completed in this way, as shown in FIG. 4, first, the
[0022]
Next, as shown in FIG. 5, the tip of the
[0023]
The operation status of the data storage calculation means 5 at this time will be described with reference to FIGS. 3 to 6. The measurement data (distance L 2 ) output from the auxiliary measurement means 25 is input to the
[0024]
Thereafter, the data for one rotation stored in the
[0025]
By the way, in this invention, it is comprised so that an internal surface unevenness | corrugation measurement is possible about the tread segment of various sizes. That is, as shown in FIG. 7, a plurality of
[0026]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
[0027]
(According to
[0028]
Further, since the measuring and holding means 6 is positioned (stopped) and held by the positioning and holding means 6 and is centered, there is no fitting error caused by the centering structure due to fitting, and the centering error is greatly reduced. Can do. Therefore, the primary component of the unevenness of the inner surface of the
[0029]
(According to claim 2) The inner surface unevenness measurement can be efficiently performed by the
[0030]
(According to claim 3) Since the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional front view showing an embodiment of a tread segment inner surface unevenness measuring apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional plan view of an essential part showing centering of a rotating shaft by positioning and holding means.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of data storage operation means.
FIG. 4 is a first operation explanatory view showing an inner surface unevenness measurement state.
FIG. 5 is a second operation explanatory view showing an inner surface unevenness measurement state;
FIG. 6 is a third action explanatory view showing an inner surface unevenness measurement state.
FIG. 7 is an explanatory view showing a state in which a measuring means is shared for tread segment holders of different sizes.
FIG. 8 is a waveform diagram showing an example of a measurement result.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
10 Inside
11 Rotation axis
12 Non-contact sensor
18 Encoder
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