JPS59116003A - 工作機械用接触検出装置 - Google Patents
工作機械用接触検出装置Info
- Publication number
- JPS59116003A JPS59116003A JP57225389A JP22538982A JPS59116003A JP S59116003 A JPS59116003 A JP S59116003A JP 57225389 A JP57225389 A JP 57225389A JP 22538982 A JP22538982 A JP 22538982A JP S59116003 A JPS59116003 A JP S59116003A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- contact
- current
- voltage
- circuit
- tool
- Prior art date
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- Granted
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
- B23Q17/22—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work
- B23Q17/2233—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work for adjusting the tool relative to the workpiece
- B23Q17/2241—Detection of contact between tool and workpiece
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、軸受を介して回転軸承された主軸上の工具が
ワークに接触したことを電気的に検出する工作機械用接
触検出装置、特に主軸の工具がワークに接触したことに
よって、工作機械上に形成されるループ状の２次電流流
路に誘導電流が流れるようにし、この誘導電流が流れた
ことを電気的に検出することで工具とワークの接触を検
出するようにした工作機械用接触検出装置に関する。
ワークに接触したことを電気的に検出する工作機械用接
触検出装置、特に主軸の工具がワークに接触したことに
よって、工作機械上に形成されるループ状の２次電流流
路に誘導電流が流れるようにし、この誘導電流が流れた
ことを電気的に検出することで工具とワークの接触を検
出するようにした工作機械用接触検出装置に関する。
〈従来技術〉
一般にかかる工作機械用接触検出装置においては、誘導
電流が流れる２次電流流路中、に主軸を軸承する軸受が
直列的に入るため、軸受に油膜が生じて軸受の内外輪間
が電気的に絶縁されると、工具がワークに接触しても２
次電流流路に誘導電流が流れず、工具とワークとの間の
接触を検出できなくなる。
電流が流れる２次電流流路中、に主軸を軸承する軸受が
直列的に入るため、軸受に油膜が生じて軸受の内外輪間
が電気的に絶縁されると、工具がワークに接触しても２
次電流流路に誘導電流が流れず、工具とワークとの間の
接触を検出できなくなる。
このため、従来では軸受の油膜によって発生する絶縁抵
抗をバイパスする手段として、主軸の外周面に接触し、
主軸ヘッドに対して電気的に導通されたブラシを設けて
いたが、このものでは、ブラシの接触抵抗を数オーム以
下にしないと充分な感度が得られないため、接触抵抗の
小さい高価なブラシが必要となるだけでなく、ブラシの
接触抵抗の変化により検出感度が変化する問題があった
。
抗をバイパスする手段として、主軸の外周面に接触し、
主軸ヘッドに対して電気的に導通されたブラシを設けて
いたが、このものでは、ブラシの接触抵抗を数オーム以
下にしないと充分な感度が得られないため、接触抵抗の
小さい高価なブラシが必要となるだけでなく、ブラシの
接触抵抗の変化により検出感度が変化する問題があった
。
また、軸受の内外輪間に発生する電圧信号によって接触
を検出するようにしたものもあるが、このものでは、油
膜が切れて軸受の油膜によって生しる電気抵抗が零にな
ると接触検出が全く出来なくなる問題があった。
を検出するようにしたものもあるが、このものでは、油
膜が切れて軸受の油膜によって生しる電気抵抗が零にな
ると接触検出が全く出来なくなる問題があった。
〈発明の目的〉
そこで本発明は、軸受の油膜に起因する電気抵抗が太き
い状態では軸受の一対の回転輪間の電圧で接触を検出し
、かかる電気抵抗が小さい状態では２次電流流路の電流
増加によって接触を検出できるようにして、軸受の油膜
に起因する電気抵抗が大幅に変化しても確実に接触検出
が行え、かつブラシの接触抵抗にも影響を受けることな
しに接触検出が行えるようにすることにある。
い状態では軸受の一対の回転輪間の電圧で接触を検出し
、かかる電気抵抗が小さい状態では２次電流流路の電流
増加によって接触を検出できるようにして、軸受の油膜
に起因する電気抵抗が大幅に変化しても確実に接触検出
が行え、かつブラシの接触抵抗にも影響を受けることな
しに接触検出が行えるようにすることにある。
〈発明の構成〉
本発明の特徴とするところは、２次電流流１２＆に流れ
る電流を検出する接触電流検出手段と、Φ山受力く介装
された主軸と主軸へ・ノド間に生じる接角虫１１等の誘
起電圧を検出する電圧検出手段とを設しす、両イ炙出手
段からの出力を加算的に合成した値力く設定イ直を超え
たことによって工具とワークの接触な）炙出するように
したことにある。
る電流を検出する接触電流検出手段と、Φ山受力く介装
された主軸と主軸へ・ノド間に生じる接角虫１１等の誘
起電圧を検出する電圧検出手段とを設しす、両イ炙出手
段からの出力を加算的に合成した値力く設定イ直を超え
たことによって工具とワークの接触な）炙出するように
したことにある。
〈実施例〉
以下本発明の実施例を図面に基づし）て説明する。
第１図において、１０は加工機であり、このカロエ機１
０はヘッド１１上にコラム１２力く立“され、このコラ
ム１２には軸受１３，１４Ｇこて主Φ山１５を回転可能
に軸承した主軸へ・ノド１６カ（上下方向摺動可能に設
けられている。へ・ノド１１上にｂよ主軸軸線方向に摺
動可能にサドル１７カく案内され、このサドル１７上に
はワークＷを載置するワークテーブル１８が紙面に垂直
な方向に摺動可能Ｇご案内されている。これら主軸へ・
ノド１６及び−ＩＪ−トール１７並びにテーブル１８は
図示省略の送りモータによってそれぞれ移動されろうよ
になっている。
０はヘッド１１上にコラム１２力く立“され、このコラ
ム１２には軸受１３，１４Ｇこて主Φ山１５を回転可能
に軸承した主軸へ・ノド１６カ（上下方向摺動可能に設
けられている。へ・ノド１１上にｂよ主軸軸線方向に摺
動可能にサドル１７カく案内され、このサドル１７上に
はワークＷを載置するワークテーブル１８が紙面に垂直
な方向に摺動可能Ｇご案内されている。これら主軸へ・
ノド１６及び−ＩＪ−トール１７並びにテーブル１８は
図示省略の送りモータによってそれぞれ移動されろうよ
になっている。
前記主軸１５の一端には工具Ｔが挿入され、他端にはス
リップリング２０が設＆）られ、このスリップリング２
０に接触するブラシ２１は主軸ヘッド１６に対して絶縁
して設けられている。２２は主軸ヘッド１６の前端面に
主軸１５と同心的に設けられた誘導コイルであり、この
誘導コイル２２は主軸１５の周囲をとり巻くような環状
の鉄心２３を有し、この鉄心２３には第２図に示すよう
に交流電源２６にて励磁される１次巻線２４が巻回され
ている。そして、第１図に示されるようにこの１次巻線
２４の一端２４ａは交流電源２６の一方の電極に接続さ
れ、他端２４ｂには抵抗２７を介して交流電源２６の他
方の電極に接続されている。抵抗２７は１次巻線２４を
流れる電流の変化により後述する２次電流流路４０の電
流変化を間接的に検出するもので、この抵抗２７両端の
電圧が電流検出回路２８にて検出されるようシこなって
いる。
リップリング２０が設＆）られ、このスリップリング２
０に接触するブラシ２１は主軸ヘッド１６に対して絶縁
して設けられている。２２は主軸ヘッド１６の前端面に
主軸１５と同心的に設けられた誘導コイルであり、この
誘導コイル２２は主軸１５の周囲をとり巻くような環状
の鉄心２３を有し、この鉄心２３には第２図に示すよう
に交流電源２６にて励磁される１次巻線２４が巻回され
ている。そして、第１図に示されるようにこの１次巻線
２４の一端２４ａは交流電源２６の一方の電極に接続さ
れ、他端２４ｂには抵抗２７を介して交流電源２６の他
方の電極に接続されている。抵抗２７は１次巻線２４を
流れる電流の変化により後述する２次電流流路４０の電
流変化を間接的に検出するもので、この抵抗２７両端の
電圧が電流検出回路２８にて検出されるようシこなって
いる。
また、前記ブラシ２１と主軸ヘッド１６との間には、工
具ＴとワークＷとの接触時において軸受１３．１４の内
外輪間に発生ずる電圧を検出する商人力インピーダンス
の電圧検出回路２９が接続されており、この電圧検出回
路２９からは、軸受１３．１４の内外輪に発生する電圧
に比例した電圧信号が出されるようになっている。
具ＴとワークＷとの接触時において軸受１３．１４の内
外輪間に発生ずる電圧を検出する商人力インピーダンス
の電圧検出回路２９が接続されており、この電圧検出回
路２９からは、軸受１３．１４の内外輪に発生する電圧
に比例した電圧信号が出されるようになっている。
前記軸受１３．１４の内外輪間の電気抵抗は、内外輪と
転勤ボールとの間におりる油膜の発生状況によって変化
し、第２図に示されるように軸受１３．１４の内外輪間
の電気抵抗は可変抵抗ＶＲとみなすことができる。
転勤ボールとの間におりる油膜の発生状況によって変化
し、第２図に示されるように軸受１３．１４の内外輪間
の電気抵抗は可変抵抗ＶＲとみなすことができる。
したがって、軸受１３．１４の内外輪間の電気抵抗が小
さい状態では、工具ＴとワークＷが接触すると、２次電
流流路４０に大きな接触電流が流れて電流検出回路２８
から大きな電圧信号が送出されることになり、かかる電
気抵抗が大きい場合には、２次電流流路４０に流れる電
流は小さくなるが、２次電流の減少による一次巻線内及
び抵抗２７における電圧降下の減少、２次電流流路４０
内に存在する機械各部における電圧降下の割合が減少し
、軸受１３．１４の内外輪間には大きな誘起電圧が発生
して電圧検出回路２９がら大きな電圧信号が送出される
ことになる。
さい状態では、工具ＴとワークＷが接触すると、２次電
流流路４０に大きな接触電流が流れて電流検出回路２８
から大きな電圧信号が送出されることになり、かかる電
気抵抗が大きい場合には、２次電流流路４０に流れる電
流は小さくなるが、２次電流の減少による一次巻線内及
び抵抗２７における電圧降下の減少、２次電流流路４０
内に存在する機械各部における電圧降下の割合が減少し
、軸受１３．１４の内外輪間には大きな誘起電圧が発生
して電圧検出回路２９がら大きな電圧信号が送出される
ことになる。
３０は電流検出回路２８の出力と電圧検出回路２９の出
力を加算的に合成し、この合成した電圧が設定値を越え
たことによって工具ＴとワークＷの接触を検出する接触
検出回路で、第１図に示すようにレベルシフト回路３１
、利得調整回路３２、加算回路３４、判別回路３５によ
って構成されている。
力を加算的に合成し、この合成した電圧が設定値を越え
たことによって工具ＴとワークＷの接触を検出する接触
検出回路で、第１図に示すようにレベルシフト回路３１
、利得調整回路３２、加算回路３４、判別回路３５によ
って構成されている。
電流検出回路２８から出力される２次電流流路４０の電
流値を表す電圧信号はレベルシフト回路３１に供給され
、工具ＴとワークＷが接触していない状態でレベルシフ
ト回路３１の出力が零になるようにレベルシフＩ・され
る。これによりレベルシフト回路３１からは、工具Ｔと
ワークＷの接触による抵抗２７両端の電圧上昇分、ずな
わち工具ＴとワークＷの接触により２次電流流路４ｏに
流れる電流に比例した信号が出力される。そして、この
レベルシフト回路３１からの信号は、加算回路３４に供
給されて利得調整回路３２によってレベル調整された電
圧検出回路２９の出力と加算され、この加算値が設定値
Ｖｒｅｆを越えると判別回路３５から接触検出信号ＴＤ
Ｓが出力される。
流値を表す電圧信号はレベルシフト回路３１に供給され
、工具ＴとワークＷが接触していない状態でレベルシフ
ト回路３１の出力が零になるようにレベルシフＩ・され
る。これによりレベルシフト回路３１からは、工具Ｔと
ワークＷの接触による抵抗２７両端の電圧上昇分、ずな
わち工具ＴとワークＷの接触により２次電流流路４ｏに
流れる電流に比例した信号が出力される。そして、この
レベルシフト回路３１からの信号は、加算回路３４に供
給されて利得調整回路３２によってレベル調整された電
圧検出回路２９の出力と加算され、この加算値が設定値
Ｖｒｅｆを越えると判別回路３５から接触検出信号ＴＤ
Ｓが出力される。
利得調整回路３２は、第３図に示されるように、軸受１
３，１４の抵抗が零に近い状態で工具ＴとワークＷが接
触した時のレベルシフト回路３１の出力ａと、軸受１３
，１４の抵抗が大きい状態で工具ＴとワークＷが接触し
た時の利得調整回路３２の出力すとかほぼ同じレベルに
なるように電圧検出回路２９の出力を調整するものであ
る。これにより、加算回路３４からの出力Ｃは第３図に
実線で示されるように、軸受１３，１４の抵抗値の大き
さに拘わらず、実用可能な検出感度を得られる。
３，１４の抵抗が零に近い状態で工具ＴとワークＷが接
触した時のレベルシフト回路３１の出力ａと、軸受１３
，１４の抵抗が大きい状態で工具ＴとワークＷが接触し
た時の利得調整回路３２の出力すとかほぼ同じレベルに
なるように電圧検出回路２９の出力を調整するものであ
る。これにより、加算回路３４からの出力Ｃは第３図に
実線で示されるように、軸受１３，１４の抵抗値の大き
さに拘わらず、実用可能な検出感度を得られる。
例えば、軸受１３，１４の電気抵抗か低い領域では、第
２図における可変抵抗ＶＲが小さくなったことに等しく
、この状態では接触時においては電圧検出回路２９の出
力すはあまり大きく変化しないが、２次電流流路４０に
大きな短絡電流が流れるため電流検出回路２８の出力ａ
は大きく変化し、結果として両者の合成値Ｃは大きく変
化して接触を確実に検出できる。また、この反対に、軸
受１３，１４の抵抗が大きい領域では、第２図における
可変抵抗ＶＲが大きくなったことに等しく、この状態で
は接触時において電流検出回路２８の出力ａはあまり変
化しないが、電圧検出回路２９の出力すは大きく変化す
るため、その合成値Ｃは大きく変化して接触を確実に検
出できることになる。
２図における可変抵抗ＶＲが小さくなったことに等しく
、この状態では接触時においては電圧検出回路２９の出
力すはあまり大きく変化しないが、２次電流流路４０に
大きな短絡電流が流れるため電流検出回路２８の出力ａ
は大きく変化し、結果として両者の合成値Ｃは大きく変
化して接触を確実に検出できる。また、この反対に、軸
受１３，１４の抵抗が大きい領域では、第２図における
可変抵抗ＶＲが大きくなったことに等しく、この状態で
は接触時において電流検出回路２８の出力ａはあまり変
化しないが、電圧検出回路２９の出力すは大きく変化す
るため、その合成値Ｃは大きく変化して接触を確実に検
出できることになる。
さらに、軸受１３，１４の抵抗が中間的な値を取る領域
においても第３図からも明らがなように、電流検出回路
２８の出力ａもしくは電圧検出回路２９の出力すだげで
検出する場合に比べ高い感度を得られる。
においても第３図からも明らがなように、電流検出回路
２８の出力ａもしくは電圧検出回路２９の出力すだげで
検出する場合に比べ高い感度を得られる。
なお、上記実施例は接触により２次電流流路４０に流れ
る電流の大きさを１次巻線２４に流れる励磁電流の増加
量によって検出していたが、第４図に示されるように、
誘導コイル２２と同一構成の電流検出コイル２５を主軸
１５を取囲むように配設して、この電流検出コイル２５
により２次電流流路４０を流れる電流の大きさを検出す
るようにしてもよい。この場合、工具ＴとワークＷが接
触していない状態では電流検出回路２８の出力は零とな
るため、レベルシフト回路３１は不要となる。
る電流の大きさを１次巻線２４に流れる励磁電流の増加
量によって検出していたが、第４図に示されるように、
誘導コイル２２と同一構成の電流検出コイル２５を主軸
１５を取囲むように配設して、この電流検出コイル２５
により２次電流流路４０を流れる電流の大きさを検出す
るようにしてもよい。この場合、工具ＴとワークＷが接
触していない状態では電流検出回路２８の出力は零とな
るため、レベルシフト回路３１は不要となる。
〈発明の効果〉
以上述べたように本発明においては、２次電流流路に流
れる電流を検出する接触電流検出手段と、軸受が介装さ
れた主軸と主軸ヘッド間に生じる接触時の誘起電圧を検
出する電圧検出手段とを設＆ノ、雨検出手段からの出力
を加算的に合成した合成値が設定値を越えたことによっ
て工具とワークの接触を検出するようにしたので、軸受
の油膜によって発生する電気抵抗の大きさが大幅に変化
しても工具とワークの接触を高感度にかつ確実に検出で
きる利点がある。
れる電流を検出する接触電流検出手段と、軸受が介装さ
れた主軸と主軸ヘッド間に生じる接触時の誘起電圧を検
出する電圧検出手段とを設＆ノ、雨検出手段からの出力
を加算的に合成した合成値が設定値を越えたことによっ
て工具とワークの接触を検出するようにしたので、軸受
の油膜によって発生する電気抵抗の大きさが大幅に変化
しても工具とワークの接触を高感度にかつ確実に検出で
きる利点がある。
また、電圧検出回路の入力抵抗は大きい値にできること
からブラシと主軸の間の接触抵抗が大きくても検出感度
が低下することがない上、ブラシの接触抵抗が変化して
も検出感度が変化することはなく、長期に亘って安定し
た検出動作が期待できる利点もある。
からブラシと主軸の間の接触抵抗が大きくても検出感度
が低下することがない上、ブラシの接触抵抗が変化して
も検出感度が変化することはなく、長期に亘って安定し
た検出動作が期待できる利点もある。
図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は加工機の
構成とともに示した接触検出装置の第１実施例を示す構
成図、第２図はその等測的な電気回路線図、第３図はそ
の動作特性を示す特性図、第４図は本発明の第２実施例
を示す接触検出装置の構成図である。 １５・・・主軸、１６・・・主軸ヘット、２１・・・ブ
ラシ、２２・・・誘導コイル、２４・・・１次巻線、２
５・・・電流検出コイル、２６・・・交流電源、２８・
・・電流検出回路、２９・・・電圧検出回路、３０・・
・接触検出回路、３１・・・レーベルシフト回路、３２
・・・利得調整回路、３４・・・加算回路、３５・・・
判別回路、Ｔ・・・工具、Ｗ・・・ワーク。 特許出願人 豊田工機株式会社
構成とともに示した接触検出装置の第１実施例を示す構
成図、第２図はその等測的な電気回路線図、第３図はそ
の動作特性を示す特性図、第４図は本発明の第２実施例
を示す接触検出装置の構成図である。 １５・・・主軸、１６・・・主軸ヘット、２１・・・ブ
ラシ、２２・・・誘導コイル、２４・・・１次巻線、２
５・・・電流検出コイル、２６・・・交流電源、２８・
・・電流検出回路、２９・・・電圧検出回路、３０・・
・接触検出回路、３１・・・レーベルシフト回路、３２
・・・利得調整回路、３４・・・加算回路、３５・・・
判別回路、Ｔ・・・工具、Ｗ・・・ワーク。 特許出願人 豊田工機株式会社
Claims (1)
- ＋１） 軸受を介して回転軸承された主軸を有する主
軸ヘッドとワークを支持するワークテーブルとを機械本
体を通じて電気的に導通させかつ両者の相対的な接近、
離間運動に伴う主軸上の工具とワークとの接触によって
閉ループ状の２次電流流路が形成される工作機械におい
て、前記工具とワークが接触した時に前記２次電流流路
に誘導２次電流を誘起させる誘導コイルを配設するとと
もに、前記２次電流流路に流れる電流を検出する接触電
流検出手段と、前記軸受が介装された主軸と主軸ヘッド
間に生じる接触時の誘起電圧を検出する電圧検出手段と
、前記電流検出手段の出力信号と電圧検出手段の出力信
号とを加算的に合成する信号合成手段と、この信号合成
手段の出力が設定値を超えたことによって工具とワーク
との接触を検出する判別手段とを設けたことを特徴とす
る工作機械用接触検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57225389A JPH0240164B2 (ja) | 1982-12-22 | 1982-12-22 | Kosakukikaiyosetsushokukenshutsusochi |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57225389A JPH0240164B2 (ja) | 1982-12-22 | 1982-12-22 | Kosakukikaiyosetsushokukenshutsusochi |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59116003A true JPS59116003A (ja) | 1984-07-04 |
| JPH0240164B2 JPH0240164B2 (ja) | 1990-09-10 |
Family
ID=16828590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57225389A Expired - Lifetime JPH0240164B2 (ja) | 1982-12-22 | 1982-12-22 | Kosakukikaiyosetsushokukenshutsusochi |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0240164B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61214953A (ja) * | 1985-03-15 | 1986-09-24 | Dai Showa Seiki Kk | 工具とワ−クの接触検知装置 |
| JPH01228760A (ja) * | 1988-03-03 | 1989-09-12 | N T Eng Kk | 作業機械 |
| IT202000029618A1 (it) * | 2020-12-03 | 2022-06-03 | Marposs Spa | Sistema per il controllo dell’integrita’ di un utensile e metodo di montaggio di un componente |
| IT202200003554A1 (it) * | 2022-02-25 | 2023-08-25 | Marposs Spa | Sistema per il controllo dell’integrita’ di un utensile |
-
1982
- 1982-12-22 JP JP57225389A patent/JPH0240164B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61214953A (ja) * | 1985-03-15 | 1986-09-24 | Dai Showa Seiki Kk | 工具とワ−クの接触検知装置 |
| JPH038900B2 (ja) * | 1985-03-15 | 1991-02-07 | Daishowa Seiki | |
| JPH01228760A (ja) * | 1988-03-03 | 1989-09-12 | N T Eng Kk | 作業機械 |
| IT202000029618A1 (it) * | 2020-12-03 | 2022-06-03 | Marposs Spa | Sistema per il controllo dell’integrita’ di un utensile e metodo di montaggio di un componente |
| IT202200003554A1 (it) * | 2022-02-25 | 2023-08-25 | Marposs Spa | Sistema per il controllo dell’integrita’ di un utensile |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0240164B2 (ja) | 1990-09-10 |
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