JPH02504371A - 長尺加工片の複雑な加工のできる工作機械 - Google Patents

長尺加工片の複雑な加工のできる工作機械

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JPH02504371A JP1505570A JP50557089A JPH02504371A JP H02504371 A JPH02504371 A JP H02504371A JP 1505570 A JP1505570 A JP 1505570A JP 50557089 A JP50557089 A JP 50557089A JP H02504371 A JPH02504371 A JP H02504371A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 長尺加工片の複雑な加工のできる工作機械本発#Jは、材料の切除によシ加工片 を加工する種類の工作機械に属し、さらに詳しでは、十分く大きな長さの加工片 にクーて旋盤削シ、7ライスFIIIシ1.及び穿孔のような加工作業を行うこ とのできる多機能模様を目的としている。
本発明は、前記の種類の工作機械を提供する目的を有し、一方では平行旋盤に、 フライス盤に、一連の固定又は回転工具をもったマシニング・センターに用いら れ、他方では、加工片の長さをり、直径をDとしたとき、L/D)3の比較的長 尺の加工片の複雑な加工(少くとも2軸で、!軸は回転軸による)のできるもの である。
まず、いわゆる平行旋盤が知られておシ、そこでは、加工すべき加工片は、主軸 加工片ホルダ、いわゆるチャックによって支持され、加工片の回転は、一般に水 平な回転軸Cの周シに行われ、一方固定工具は、hc−C平行な面の互いに直角 な二つの方向(x、y)に移動できる。一般に、WIECVC沿った長さくL) が、横断寸法(D)の約3倍以上である加工片を問題にするときは必然的ではあ るが、チャックと同軸の回転心理し台が用いられる。
フランス国特許第2 、581 、907号(ワース及びクリュファト)は、旋 盤の特に新しい適用を開示しており、そこでは主軸加工片ホルダは、ガイド上を 滑るように取9つけられ、一方工具ホルダは、回転工具同様に固定工具を支片す る。
いわゆる垂直旋盤も知られており、そこでは加工片ホルダの回転軸は垂直である 。垂直旋盤は、心押し台を備えておらず、一般に重くて塊状の加工片の加工に当 てられる。
二番目にはフライス盤が知られ、そこでは加工すべき加工片は、直交する3本の 職に沿って移動できるテーブル1c固定される。加工すべき加工片は、回転主軸 によって支えられ、テーブルに向い合って取シつけられた回転工具(7ライス) に当てられ、工具の回転軸は、一般にテーブルの移動軸の一つと直角である。
三番目には、フライス盤の機能原理の部@νζ属し、より複雑な工作機械が知ら れ、そこでは加工すべき加工片は固定テーブルによって支えられ、一方、回転工 具は直交する3本の軸に沿って移動できる。一般にこれらの工作機械、いわゆる マシニング・センターは、工具の装着及び移動の数値制御手段と同じく主軸加工 片ホルダの自動装着手段を備えている。マシニング・センターは、一般Kjll 状のモータ・ブロックのような、同一加工片について一逼の作業を行うのに非常 に通しておシ、工具の交換は、制御の一般プログラムに従って動く付属機械、い わゆる工具交換装置によって行われる。疑いもなく工具の交換は、機械の運転時 間のある部分を占める。が、これらの機械の高度な自(化が、その不利な点を補 償している。それらの運転の複i/aなプログラム化という理自eてもかかわら ず、マシニング・センターが大量生産用に予定されていることは注目されるだろ う。
垂M更盤の機能的機構を含んだ81@の工作機械も知られているが、加工すべき 加工片に対し、回転工具を使用するいくつかの可能性のために工具を移動する3 本の軸を翌している。上から下への穿孔及びしばしば水平な上面の7ライス削シ は、切粉の排出の問題を提供することは注目されるであろう。
この種の工作機械の第1の例は、米国特許第346.435号許0機械は、中断 ベッド型であり、さらに方向づけはできるけれども工具の主犯を1本しか所有し ていない。
前記種類の機械の第2の例は、フランス国脣許第2.555,086号(コンタ ン)によって開示された。この特許に記載された機械は、旋盤削りの固定工具で も、フライス削フの回転工具でも受は入れられる工具ホルダを所有している。主 軸加工片ホルダの連続した回転及び停止トζよって、加工片の複数面をフライス 加工によって加工できる。第2のヘッドがこの機械を装備l、第1のヘッドと同 時に作動できる。垂直旋盤型のこの機械は、ある長さの加工片を旋盤加工又はフ ライス加工するには不便であシ1、ましてやそのよう々加工片に泊ったらせん状 のカム溝を7ライス加工するのには不便である。
垂直夏盤の構造をもつそのような機械の第3の例は、フ2ンス国特許第2,56 0.541号に開運した追加特許g 2 、585 、276号(サテ;)によ って開示さnた。この刊行物に記載された機械は、主要特徴として、垂直面内を 回動できる回転加工片ホルダと直交する3本の軸に沼って移動可能な工具ホルダ との組み合わせを有し、加工片ホルダは、フライス削り作業のために割り出され たいろいろな位置をとることができる。
垂直旋盤の構造をもつそのような機械の第4の例は、フランス国特許第2.55 8.401号(ワシノ)によって開示された。そこではまだ、機械の全体構造は 、直交する3本の軸に沼って動くことのできる工具ホルダと組み合わされた垂直 旋盤の構造である。この機械では、複数の工具は、割り出されたいろいろな位置 に會くことができる回転タレットによって支持される。これにより、タレットの 工具をはずしたり、再び取9つけたシせねばならないということなしに、加工片 を旋盤加工し、穿孔し、かつフライス削シすることができる。
この配fiiid、  ”多数の異なった加工を要求する加工片の加工のための 数多くの工具の交換の問題°を、°本来の意味での加工の笑施に実際に必要なも のより大きな種類の工作機械の使用に頼ることなしに°解決する。
前記の工作機械について、タレットに取りっケラれた工具の数は、例えばほぼ1 0を減らすしかできないことが観察されるであろう(図は、6という数を示して いる)。ところで50本の異なった工具、すなわちいろいろな直径のドリル及び 7ライス、異なる形状、半径及び向きの旋盤工具が用いられることはしばしばで ちる。さらに、工具は、非常にしばしば研き゛直さn1多くの場合、その結果と して直径が小さくなる。
加工された加工片は、曲がるおそれがあるので、あまシ長<(L)3)すること はできないことが、次に観察されるであろう。最後に、この機械は回転中の加工 片と千道中の回転工具を同時に駆動する、例えば予想されていない加工片ホルダ のゆつくりした回転を必要とするらせん溝をフライス加工するのを想定していな いことが観察されるであろう。
したがって、出願人に公知の先行技術によるいかなる工作機械も、出願人が発明 の方向に定めた全目的を達成しないことは、明らかである。
本発明によれば、本質的に回転加工片ホルダ及び直交する3本の軸に沿って加工 片に対して可動な工具ホルダからなp、加工片ホルダ及び工具ホルダは共通のフ レームによって支持されている種類の工作機械の、切粉の除去番でよって加工片 を加工するようにした工作機械は、一般的には、次の三つの配置の組み合わせに よって!#徴づけられる。
−加工片ホルダは、いわゆる水平旋削の軸(C)の周りに回転可能で、直交する 前記3不の軸の1 ! (X)に平行であり、前記軸(りは、その平らな上面が 前記旋PA軸に平行で、心押し台、ころ台又は振れ止めのような一つ又は複数の 支持及び/又は心出し手段の固定手段を有するテーブル上&C張シ出している。
−工具ホルダは、少くとも四つの位置に割り出し、回転可能であシ、1個は固定 工具用、1個は回転工具用の2個の締めつけチャックを有しているタレットであ る。
−加工片ホルダは、次のような運動群の運動の一つを付与する駆動手段とrjA 連している。すなわち、定められた角度位置(割り出し)での固定、フライス削 p用のbわゆる運い速度(10−10回/分に含まれるλいわゆる遅い速度の約 10倍以上のいわゆる速い速度である。
この三重の特徴の結果、らせん状のカム溝の2ライス削りのような旋盤削り、フ ライ2削り及び複雑な加工の作業が比較的長い加工片(L/D>3)について加 工片ホルダから加工片を取!llはずすことなしに実現できるということになり 、その結果として、いろいろな加工のお互すの位置を非常に精度高くできる。
第1の%徴の二番目によれば、前記テーブルの上面は、通常は水平、換言すれば 直交する前記3本の軸の1本(Y)に平行であp1支持及び/又は心出し手段の 固定を可能とするために、旋削軸に平行に5!掘りされライス削りの固定テーブ ルとしても役立つであろう。
この最後の理由のためヲC1酵つきテーブルは、滑シ溝つき台のような手段より も有利で、心押し台の支持機能にほぼ等しい。
第2の機能の二番目にζよれば、工具ホルダのチャックは、−万ではタレット内 ↓(含まれた手段によって締めつけ及び締めつけ解除の作用を行うことができ、 他方では、それぞれ二つの作業(水平及び垂直)位置、収納位置及び装着・脱着 位置をとることができる。この後者の位置は、2個のチャックに共通であり、一 方装y#装置は工作機械に組み合わされている。
上記の機能に対応する工具ホルダ・ヘッドは、本出願人名義で同時に出願された 「工作機械用多用途加工ヘッド」と題したフランス国特許出願に記載されている 。
新規な配置によれば、上記グループの最初の二つの運動、すなわち固定と遅い速 度は、歯車及び正接ねじつき機構を用い、その結果、これらの運動が非常に精密 なやp方で操作できるようになる。
他の新規な配置によれば、工具ホルダ台は、11iliCに平行で、はぼ水平な 平面内に配置された1対の第1の滑シ溝を有する。これら第1の滑シ溝は、はぼ 岳直に延びた柱体を支えた、水子に可動な第1の往復台の案内として役立つ。柱 体は、平行な1対の第2の滑り溝を有し、これらの滑り溝は、第1の滑ジオの平 面に直角で、軸Cと直角な平面内に配量される。これら第2の滑り溝は、垂直に 可動な第2の往復台の案内として役立つ。第2の往復台は、平行な1対の纂3の 滑り簿を有し、これらの滑り′#は、第1の滑り溝の平面に直角で、第2の滑り 溝の平面に平行な平面内に配置され、したがって@Cにも平行である。これら第 3の滑シ簿は、第1の滑り溝の平面と第2の滑シ溝の平面とに同時に平行で、I CYに平行な回転軸の工具ホルダ・タレットをその趨部に支えた、ラムと呼ばれ る水平に可動な第3の往復台の案内として役立つ。
上記往復台のそれぞれは、周波数変動装置によシ運転される非同期型モータによ って回転駆動されるねじ機片によシ、その滑り溝に沿って動かされる。各往復台 の位置は、襲のl/1000のバーニヤつき、たとえば光学読み取9つきv4整 装置によp位置決めされる。位置決めは電子プロセッサに伝達され、往復台の動 きの制御、操作及び調整をN笑にする。タレットが、四つの付量以上に、例えば ある角度離れた位置に割り出される場合、回転軸に沿った工具のほぼ連続した移 動は、タレットの回転面内での工具軸の傾斜がどうであろうと、往復台の動きの 調整をζよって可能とされる。この配置は、前に述べたように、その回転軸に沿 ったそのような工具の移imを行う加工作業が、加工片の取りつけ変えを行う必 要なしに、他の作業の間、又はそれに続いて行われ得るという理由で利点がある 。
本発明は、添付の図と関連して特定の実施態様についてされている記載で一層理 解され、詳細が明らかKなるであろう。添付の図において、 第1図は、本発明の工作機械シ【よシ、ただ1回の把持で加工された加工片の斜 視図であシ、第1a図は、加工された加工片の他の例の同様な図であシ、 第2図は、工作機械の構造の主要要素を示す斜視図であり、 第3,4及び5図は、それぞれ先端部立面図、側面図及び部分的上面図であシ、 第6図は、本質的装貴の協働を示す部分的側面図であり、 第7図は、全体的に工作機械を示した斜視図であり、第8図は、工作機械に備え つけられている遮蔽保護那を正面から示している。
第1図によれば、純粋に仮定の機械加工片は、横断寸法り以上の長さLt−有す る細長い円筒の全体形状を有する。比L/Dは明らかに3以上であり、そのよう な加工片の加工、特に精密加工(1mの十分の1以上)が問題になる々らば、心 押し台の使用なしには不可能であろう。そのために、図の左端で爪部の間に把持 されている加工片は、その他端を心出し穴2によって心押し台で保持することが できる。刀ロエ片は、いろいろな加工を含んでいる。す々わち、その一端から大 部分にわたって延びているらせん状溝3、旋削acに直角な穴5を穿孔された平 坦面4、支壁部6及び平坦面4をよシ小さな直径部分に接続している平らな遊び 面7゜遊び面7自身は、その平面に直角な円筒形穴9を穿孔されており、穴9は 、軸CK傾斜され、平坦面の中央面に対してずらされている。第1a図によれば 、他の加工片1′が、円筒形部分と截頭円錐形部分から構成されている。截頭円 錐形部分は、加工片軸!“K対して偏心した中央夏3”をもった溝3′を有して いる。そのような加工片が、取りつけ変えなしに上記の先行技術による公知−の 機械で加工できないことは全く自明であシ、一方、それらの加工が本発明の工作 機械で可能であることは、当業者に明らかである。
第2図によれば、多機能機械と呼ばれる本発明の工作機械の基台構造は、溝つき テーブル12を支えている第1の台と呼ばれる加工片ホルダ台11と、1対の第 1のf#シ湾14を支えている第2の台と呼ばれる工具ホルダ台13を有してい る。
好ましい実施態様では、第1の台11と第2の台12は、花崗岩又は再合成され た花崗岩で形成された要素であり、清り$14は鋳鉄で、テーブル!2は鋼でり くられる。台11と13は、両者の間にいかカる間隙も生じ々いよつなやり方で ボルト締めによって一体とされ、工作機械の固定フレームを構成する。固定フレ ームは、部分的セット及び後シて述べるであろう機械装置をそれ自身支えている 機械的をこ接合された架台も支えている。
台llは、従来の旋盤の主軸台を形成する垂直の隆起部21を有し、それには那 工片ホルダ・チャックが回転可能に取9つけられている。主軸台の他方のfll &こは、チャック駆動の減速装置及びその固定装置(これらの装置は、第4図で は26によって示されている)駆動モータ23は、ベル) 27 C84図)に よって連結されている装置の後部の基台に固定して設けられている。チャックと 向い合って位置している台11の部分は、切粉のシュートを構成するために中空 にされている。伸縮性のある心押し台26を有する可動主軸台25は、その固定 のために溝を利用しているテーブル12によって支えられる。可動主軸台は、テ ーブルに沿って、チャック220g C4(−直線のまま移動できる。
滑り溝14は、滑り溝の方向に延びた底板32を傳えた垂直な柱体の形状をした 第1の往復台31の子連案内として役立つ。第1の往復台31は、チャック軸C と平行な方向Xに油ったf#り溝14に溢って移動できる。往復台31の動きは 、フレームにしつかシ止められたナンド34(第3図)と協働する底板32によ って支持されたねじ33の回転によって行われる。
柱体31は、滑月L8によって、方向Xと直角で、テーブル12の面と直角な方 向ZK沿って移動できる第2の往復台35の子連案内として役立つ。柱体は、第 2の往復台の移動用ねじ37の駆動モータを支えている。
第2の往復台35Fi、それ自身滑り溝29に2って、軸X及び軸2に同時に直 角カ犯Yに沼って、第3の往復台36の子連案内に役立つ。第3の往復台36は 、回転タレット38を支え、タレットの回転軸又は割り出し軸は、第3の往復台 の子連駐Yに平行である。この往復台はさらに、タレットのいろいろな操作の制 御手段39、&Yに沿った往復台の移動手段41及び回転工具の回転駆動平段4 2を支えている。手段41は、第3の往復台によって支持されたねじを駆動し、 −第2の往復台としつかり連結されたナツトにかみ合ったモータから本質的に′ !i!#成さ九、手段42は、ベルト、シャフト及びタレットにおける角度転換 によって工具ホルダ・チャックを駆動するモータから不質的に構成される。現今 の工作機械の公知技術に見られる手段41及び42は、明らかに上記のようでは ないであろう。
先行する図のいくつかの参照番号が示されている第3図ないし第5図は、工作機 械のいろいろな構成要素を:りよく配置できる。さらにこれらの図には底板32 によって支えられたねじ33の駆動手段43の位置が見られる。そこには、台1 1の延長部に位置した工具マガジン46の近くに、台11端部のほぼ上に配置さ れた工具交換装置45も見られる。図に示された例では、マガジンは、垂直な& 147の周pを回転する回転マガジン型であるが、チェー′ン型であってもよい 。笑施態様における交換装置は、マンジン内に垂直に配置された工具を把持し、 それを90″回動させた後、タレットのチャックに水平に導入する。切粉コンベ ヤ48は、台11及び13の延長部に配置される。
第6図によれば、テーブル11が、可動主軸台のほかに、穴8(第1図)のよう な加工が加工片の端面に加えられるように々る場合のために、加工された加工片 の端部を支持すべきキャヌタ一つき支持台15も受は入れることは明らかである 。したがって心押し台25は、キャヌターの調整に利用でき、それから工具及び 工具ホルダ・タレットの通過を可能にするために引込めることができる。この図 は、前に定義された一般的特徴に含まれるいろいろな手段及び配置の協働をよく 示している。
第7図によれば、51のよう々キーボード及び52のようなブラウン管を有する 制御台50が特に見られる。この制御台は、可動主軸台とほぼ向−合って、工作 機械の前面に配置される。台53は、加工区画に向ってどんな実際の位置でもと ることができる(矢印56)再3.4.5及び7図と同様であるが、第8図によ れば、混合線49ri2.太ざつばに云って第1の台8の上に位置した第1の加 工区画を、モータ及びその操作(バーニヤつき調棗)、匍」御、潤滑等の付属品 が配置されている第2の区画から分けている隔壁を表わしている。この隔壁は、 その長手方向の部分及び第2の台に対する第1の台のほぼ支持面に、第3の往復 台又はラム36を囲んでいる垂直の薄片幕53及び水平の薄片幕54を有してい る。互いに重力って滑るように取9つけられた薄片は、2個の区画の分離を1爽 にしながら、ラムの三軸移動を許容する。この隔壁の配置は、切粉又はその他の 粒子が、中に収容されている敏感な@置の機能を妨げるために第1の区画に入り 込むのを避けている。
工作機械の制御は、本発明の範囲に入らないけれども、しかしこの制御が数値型 であるのが有利であり、加工のコード番号、条件(移動速度、回IEi、速度、 工具の種類、等)を示す限定されない/セラメータを含む一運の基本プログラム の実行ができることは注目されよう。したがって、工作機械は、これらのパラメ ータの導入手段を有しておシ、工具の直線移動及び/又は加工片ホルダの回転の 制御手段も有している。最後に、工作機械は、任意の又はプログシムされた作業 の記憶手段を有し、記憶期間を遍じて行われる。
本発明の工作機械のいろいろな特徴の最良の組み合わせを記載し、明確にし、ま た特殊な案流態様を示したが、これらの特徴12違ったやp万で組み合わすこと がでさ、これらの特電を別な風に組み合わせた工作機械の他の実見態様が、不発 明の範囲に入るものとして含まれるものであることは、理解されるべきである。
補正書の写しく翻訳文)提出書(特許法第184条の7第1■

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.本質的に回転加工片ホルダ及び直交する3本の軸に沿つて加工片に対して可 動な工具ホルダからなり、加工片ホルダ及び工具ホルダは共通のフレームによつ て支持されている種類の切粉の除去により加工片を加工する工作機械において、 −加工片ホルダ(22)が、いわゆる水平旋削の軸(C)の周りに回転可能で、 直交する3本の軸(X,Y,Z)の1本(X)に平行であり、前記軸(C)が、 その平らな上面が前記旋削軸(C)に平行で、一つ又は複数の支持及び/又は心 出し手段(15,24)の固定手段を有するテーブル(12)上に張り出してい る。 −工具ホルダ(38)が、1個は固定工具用,1個は回転工具用の2個の締めつ けチヤツクを有している。 −加工片ホルダが、次のような運動群の三つの運動,すなわち、定められた角度 位置での固定、軸(C)と平行でないフライス削り作業用のいわゆる遅い回転速 度及び旋盤削り用のいわゆる速い速度の内の一つを付与する。 という三つの配置の組み合わせを特徴とする工作機械。 2.加工片ホルダが、少くとも四つの位置を割り出すことができる回転タレツト (38)であることを特徴とする請求の範囲1記載の工作機械。 3.前記遅い回転速度が、10−2回/分と10回/分との間に含まれ、前記速 い速度が、遅い回転速度の約3倍であることを特徴とする請求の範囲第1項記載 の工作機械。 4.前記心出し手段が、前記テーブルに固定可能な可動主軸台の心押し台(26 )によつて構成されることを特徴とする請求の範囲第1項記載の工作機械。 5.前記支持手段が、テーブルに固定可能なキャスターの支持台(15)によつ て構成されることを特徴とする請求の範囲第1項記載の工作機械。 6.加工片ホルダ・チャツクが、タレツトに含まれる手段によつて締めつけ及び 締めつけ解除の操作ができ、2個のチヤツクのそれぞれが、水平及び垂直の二つ の作業位置、収納位置及び装着・脱着位置をとることができて、装着・脱着位置 は2個のチヤツクに共通であり、多数の固定工具又は回転工具を同一加工片の加 工用に工作機械によつて使用できるようにする装着装置(46)が工作機械に組 み合わされていることを特徴とする請求の範囲第2項記載の工作機械。 7.前記運動群の最初の二つ、すなわち固定及び遅い速度が、これらの運動を非 常に精密なやり方で操作できるようにする歯車とねじの機構を用いていることを 特徴とする請求の範囲第1項記載の工作機械。 8.フレームが、いずれも花崗岩及び再合成花崗岩を含む材料で構成された前記 加工片ホルダ台(11)及び前記工具ホルダ台(13)を有することを特徴とす る請求の範囲第1項記載の工作機械。 9.工具ホルダ台(11)が、軸Cに平行で、ほぼ水平な平面内に配置された1 対の第1の滑り溝(14)を有し、前記第1の滑り溝は、長い面をもつ底部(3 2)及び垂直に延びる柱体(31)を含む永平に可動な第1の往復台(31,3 2)の案内として役立ち、柱体(31)が、軸Zに平行で、前記第1の滑り溝の 平面に直角、かつ軸Cに直角な平面に配置された1対の第2の滑り溝(28)を 有し、前記第2の滑り溝は、垂直に可動な第2の往復台(35)の案内として役 立ち、第2の往復台は、軸Yに平行て、第1の滑り溝の平面に直角、かつ第2の 滑り溝の平面に平行な、したがつて軸Cに直角な平面に配置された1対の第3の 滑り溝を有し、第3の滑り溝は、ラムと呼ばれる水平方向に可動であり、端部に 工具ホルダを支えている第3の往復台(36)の案内として役立つことを特徴と する請求の範囲第8項記載の工作機械。 10.工具ホルダ・タレツトの回転又は割り出し軸が、第1の滑り溝の平面及び 第2の滑り溝の平面に平行で、したがつて軸Yに平行な軸であることを特徴とす る請求の範囲第2項及び第9項記載の工作機械。 11.第1の往復台(31,32)が、ナツト(34)に螺合されたねじ(33 )によつて動かされ、ねじは第1の往復台によつて支えられ、ナツトはフレーム にしつかり止められており、第2の往復台(35)が、柱体(31)によつて支 えられたねじ(37)によつて動かされ、ねじは第2の往復台にしつかり止めら れたナツトに螺合されており、第3の往復台が、自身によつて支えられ、第2の 往復台にしつかり止められたナツトに螺合したねじによつて動かされ、これらの ねじが、周波数変動装置により運転される非同期型モータによつて、それぞれ回 転駆動されることを特徴とする請求の範囲第9項記載の工作機械。 12.各往復台(32,35,36)の位置が、パーニヤつき調整装置により位 置決めされることを特徴とする請求の範囲第11項記載の工作機械。 13.隔壁(49)が、第1の台(11)上に位置するいわゆる工作の第1の区 画を、その中に敏感な装置類が配置されている第2の区画から隔て、前記隔壁が 、その長手方向の部分に、ラム(36)を囲んでいる薄片幕(53)及び水平の 薄片幕(54)を含み、前記薄片は、ラムの三軸移動を許容するために互いに重 なり合つて滑るように取りつけられていることを特徴とする請求の範囲第9項記 載の工作機械。
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