KR20220170584A - 공작기계용 척 개폐 제어방법 - Google Patents

공작기계용 척 개폐 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공작기계용 척 개폐 제어방법에 관한 것으로서, 특히 다품종 공작물과 주축 척 조건에 의해 공작물과 척의 빈번한 교체 시마다 매번 상이한 척의 개폐 동작을 미리 저장된 설정값을 호출하여 이루도록 함으로써, 작업성을 향상하는 공작기계용 척 개폐 제어방법에 관한 것이다. 구성은 공작기계용 척 개폐 제어방법으로서, (a) 로보트 또는 갠트리 로더로부터 공작물을 주축의 척에 공급, 안착시키는 단계와; (b) 상기 주축의 척에 공급, 안착된 공작물을 클램핑 동작 및 위치를 셋팅하는 단계와; (c) 상기 공작물의 클램핑 위치 셋팅 후, 척의 언클램핑 동작 및 위치를 셋팅하는 단계와; (d) 상기 주축의 척이 공작물을 클램핑 셋팅된 위치값과 언클램핑 셋팅된 위치값을 저장하는 단계와; (e) 상기 저장된 척의 클램핑 및 언클램핑 위치값을 호출하여 공작물의 가공을 연속적으로 수행하는 단계; 를 포함한다.

Description

공작기계용 척 개폐 제어방법{Chuck Opening and Closing Control Method For machine tools}
본 발명은 공작기계용 척 개폐 제어방법에 관한 것으로서, 특히 다품종 공작물과 주축 척 조건에 의해 공작물과 척의 빈번한 교체 시마다 매번 상이한 척의 개폐 동작을 미리 저장된 설정값을 호출하여 이루도록 함으로써, 작업성을 향상하는 공작기계용 척 개폐 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 공작기계는 공작물을 클램프하기 위해 척(chuck)을 가지고 있고, 이 척은 스핀들상에 배치된 척킹시스템에 의해 개폐 즉, 클램프(clamp) 또는 언클램프(unclamp) 작동하게 되어 있다.
그리고, 상기 척의 일측에는 척킹시스템의 위치를 검출하는 위치검출기가 설치되어 있다.
상기와 같은 위치검출기는 척의 개방과 폐쇄 위치를 감지하여 척의 클램프상태와 언클램프 상태를 인식하게 되어 있다.
이러한 공작기계용 척 개폐 제어방법은 공작물을 척에 안착하는 단계와; 공작물을 클램핑하는 단계와; 클램핑 위치를 셋팅하는 단계와; 클램핑 마진을 셋팅하는 단계와; 언클램핑하는 단계와; 언클램핑 위치를 셋팅하는 단계와; 언클램핑 마진을 셋팅하는 단계와; 공작물을 가공하여 생산하는 단계; 로 이루어진다.
그러나, 종래의 공작기계용 척 개폐 제어방법은 1개의 척킹에 대하여 1개의 클램프, 언클램프, NG 설정만 할 수 있기 때문에 공작물의 교체시 마다 매번 공작물을 척 안착부터 클램핑 동작, 위치 셋팅, 마진 설정, 언클램프 동작, 위치 설정, 마진 설정 등의 ‘세팅 완료’ 시점까지 반복 작업을 하여야 하므로 번거롭고 불편하며 작업성이 저하되는 문제점이 있었다.
공개번호 제10-2019-0087794호
이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 척이 각 공작물을 클램프 및 언클램프 했을 때의 설정값을 저장하여 추후 공작물의 가공시 저장된 정보를 호출하여 간단하고 신속하게 척의 개폐 작업을 이루도록 함으로써, 작업성을 향상하는 공작기계용 척 개폐 제어방법을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 공작기계용 척 개폐 제어방법으로서, (a) 로보트 또는 갠트리 로더로부터 공작물을 주축의 척에 공급, 안착시키는 단계와; (b) 상기 주축의 척에 공급, 안착된 공작물을 클램핑 동작 및 위치를 셋팅하는 단계와; (c) 상기 공작물의 클램핑 위치 설정 후, 척의 언클램핑 동작 및 위치를 셋팅하는 단계와; (d) 상기 주축의 척이 공작물을 클램핑 셋팅된 위치값과 언클램핑 셋팅된 위치값을 저장하는 단계와; (e) 상기 저장된 척의 클램핑 및 언클램핑 위치값을 호출하여 공작물의 가공을 연속적으로 수행하는 단계; 를 포함한다.
본 발명은 공작기계용 척 개폐 제어방법에 있어서, 상기 주축의 척은 공작물의 로딩/언로딩과, 공작물 1,2,3...n 등 n개의 개별 척킹 조건을 갖도록 제어할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 공작기계용 척 개폐 제어방법에 있어서, 상기 주축의 척은 공작물의 상태나 조건 1,2,3...,n 등 n개의 척킹 조건을 갖도록 제어할 수 있는 것을 특징으로 한다.
이상에서와 같이 본 발명은 공작물과 척의 빈번한 교체 시마다 매번 위치값을 설정하지 않아도 미리 저장된 설정값을 호출하여 간단히 작업을 개시할 수 있어 작업 시간이 단축되고, 작업 편의성을 향상시키는 효과가 있다.
또, 본 발명은 공작물의 다양화 등 로보트 자동화를 이용한 가공이 증가함에 따라 로딩/언로딩 2개의 개별 척킹 및 공작물 상태 조건 1,2 등 다양한 조건의 경우에도 적용 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공작기계용 척 개폐 제어방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 공작기계의 요부 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도이다.
도 3은 본 발명 따른 공작기계용 척 개폐 제어방법의 일시시예로서, 공작물의 앞면에 맞는 주축 척 셋팅값 및 저장과 공작물의 뒷면에 맞는 주축 척 셋팅값 및 저장하는 단계를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다.
여기서, 하기의 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 반복적인 설명은 생략하며, 아울러 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이것은 고유의 통용되는 의미로 해석되어야 함을 명시한다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 공작기계용 척 개폐 제어방법은, (a) 로보트 또는 갠트리 로더로부터 공작물을 주축의 척에 공급, 안착시키는 단계(S10)와; (b) 상기 주축의 척에 공급, 안착된 공작물을 클램핑 동작 및 위치를 셋팅하는 단계(S20)와; (c) 상기 공작물의 클램핑 위치 셋팅 후, 척의 언클램핑 동작 및 위치를 셋팅하는 단계(S30)와; (d) 상기 주축의 척이 공작물을 클램핑 셋팅된 위치값과 언클램핑 셋팅된 위치값을 저장하는 단계(S40)와; (e) 상기 저장된 척의 클램핑 및 언클램핑 위치값을 호출하여 공작물의 가공을 연속적으로 수행하는 단계(S50); 로 대별되어 이루어진다.
먼저, 본 발명에 따른 공작기계는 직선운동, 회전운동 및 주축회전운동을 통하여, 단 한 번의 세팅으로도 다축가공(多軸加工) 및 다공정 가공이 가능하도록 하며, 특히 수치제어공작기계(numerical control machine tool)라 하여 절삭공구의 움직임이나 주축(스핀들)의 회전수 등을 설계도의 요구대로 미리 펀치테이프에 기록해 두고, 그것을 제어장치에 넣어 가공함으로서, 복잡한 형상을 정확하게 자동적으로 가공할 수 있으며, 또 이 테이프를 보존함으로써 동일한 물건을 언제든지 제작할 수 있는 이점이 있다.
이러한 공작기계는 공통적으로 주축 모터에 의해 회전하는 주축에 적당한 툴(tool)을 홀더(holder)를 통하여 장착하며, 이를 공작 가공물(이하, 공작물이라 함)에 대하여 회전시킴으로서 공작물을 가공하게 된다.
또, 본 발명에 따른 공작기계는 도 2에 도시된 바와 같이 다품종 공작물의 가공을 위해 예컨대, 척(111)을 구비하는 주축(110)을 구비한다.
여기서, 상기 주축(110)과 척(111)은 복수 개로 형성될 수 있다.
그러나, 본 발명에 따른 공작기계(100)는 주축(110)과 척(111)은 2개로 한정하는 것은 아니며 필요에 따라 3개 이상으로도 형성할 수 있다. 바람직하게는 주축(110)과 척(111)은 2개 내지 10개로 형성될 수 있다.
또, 본 발명에 따른 공작기계(100)는 상기 척(111)의 개폐를 감지(확인)하여 공작물(200)을 클램프 또는 언클램프 동작을 알 수 있도록 하는 제1 위치검출기(112)와 제2 위치검출기(113)를 구비한다.
또한, 상기 공작기계(100)는 상기 제1 위치검출기(112)와 제2 위치검출기(113)의 아날로그 신호(아날로그 입력 값)를 컴퓨터가 다룰 수 있는 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터(120)와, 상기 제1 위치검출기(112)와 제2 위치검출기(113)의 입력 값을 입력하는 입력부(130)와, 상기 입력부(130)를 통해 입력된 값을 근거로 공작기계(100)를 제어하는 제어부(140)와 상기 제어부(140)의 제어 상태를 표시하는 표시부(150)를 포함한다.
그리고, 상기 공작물(200)의 정보와 척(111)의 개폐 정보를 설정하는 Data 설정부(160)와 상기 Data 설정부(160)에서 설정된 공작물(200)의 정보와 척(111)의 개폐 정보를 저장하는 저장부(170)를 포함한다.
또, 상기 제어부(140)는 상기 공작물(200)의 위치 데이터 및 가공 데이터를 수신하는 데이터 수신부와 가공을 위한 가공 길이, 상기 공작물(200)의 위치 데이터와 상기 가공 데이터에 기초하여 주축(110)의 척(111)이 공작물(200)을 클램핑 동작시 개시 위치를 셋팅(설정)하기 위한 연산부(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 가공 데이터는 상기 공작물(200)의 가공 길이, 두께, 등에 대한 데이터를 포함할 수 있다.
또한, 데이터 수신부는 주축(110) 및 공작물 공급기(미도시) 사이의 상대 위치 데이터를 수신할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 공작기계의 구성은 다품종 공작물을 생산하기 위해 복수 개의 척을 구비하고 있는 통상적인 것으로서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
먼저, 본 발명은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 로보트 또는 갠트리 로더로부터 가공하고자 하는 공작물(200)의 일측면 예컨대 앞면에 맞는 주축(110)의 척(111)에 공작물(200)을 공급, 안착시킨다. 이때, 상기 주축(110)의 척(111)은 개방되어 있다.
그리고, 상기 주축(110)의 척(111)에 공급, 안착되어 있는 공작물(200)의 앞면을 클램핑하도록 제어부(140)를 제어하여 척(111)을 폐쇄시켜 클램핑 동작을 개시하고 연산부에 의해 클램핑 위치를 셋팅(설정)한다.
다음, 상기 주축(110)의 척(111)이 공작물(200)의 앞면을 클램핑 동작으로 클램핑 위치를 셋팅한 후, 클램핑 마진(Margin :여유도(餘裕度))도 셋팅한다.
계속해서, 상기 공작물(200)의 클램핑 위치 셋팅(설정)과 클램핑 마진 셋팅 후, 척(111)의 언클램핑 동작 및 위치를 셋팅(설정)한다.
즉, 상기 주축(110)의 척(111)에 앞면이 클램핑 되어 위치 셋팅 및 클램핑 마진 셋팅된 공작물(200)을 언클램핑하도록 제어부(140)를 제어하여 척(111)을 개방시켜 언클램핑 동작을 개시하고 연산부에 의해 언클램핑 위치를 셋팅(설정)한다.
다음, 상기 주축(110)의 척(111)이 공작물(200)의 앞면을 언클램핑 동작시 언클램핑 마진(Margin :여유도(餘裕度))도 셋팅한다.
계속해서, 상기 주축(110)의 척(111)이 공작물(200)의 앞면을 클램핑시 셋팅된 위치값과 언클램핑시 셋팅된 위치값을 저장한다.
즉, 상기 주축(110)의 척(111)이 공작물(200)의 앞면을 클램핑 했을 때 제1 위치검출기(112)와 제2 위치검출기(113)가 감지한 아날로그 신호(아날로그 입력 값)와, 상기 척(111)이 공작물(200)의 앞면을 언클램핑 했을 때 제1 위치검출기(112)와 제2 위치검출기(113)가 감지한 아날로그 신호(아날로그 입력 값)는, 상기 A/D 컨버터(120)에 의해 디지털 신호로 변환되어 상기 입력부(130)로 입력된다.
그리고, 상기 입력부(130)로 입력된 척(111)의 클램핑 셋팅된 위치값 및 클램핑 마진 셋팅값과, 척(111)의 언클램핑 셋팅된 위치값 및 언클램핑 마진 셋팅값은 상기 Data 설정부(160)에서 설정된 후, 저장부(170)에 저장된다.
여기서, 상기 저장부(170)에 저장된 공작물(200)의 앞면 클램핑 및 언클램핑한 위치 값은 상기 표시부(150)에 표시된다.
이어서, 본 발명은 상기 공작물(200)을 로딩/언로딩 하여 공작물(200)의 반대측을 설정합니다
즉, 로보트 또는 갠트리 로더로부터 가공하고자 하는 공작물(200)의 다른 일측면 예컨대 뒷면에 맞는 주축(110)의 척(111)에 공작물(200)을 공급, 안착시킨다. 이때, 상기 주축(110)의 척(111)은 개방되어 있다.
그리고, 상기 주축(110)의 척(111)에 공급, 안착되어 있는 공작물(200)의 뒷면을 클램핑하도록 제어부(140)를 제어하여 척(111)을 폐쇄시켜 클램핑 동작을 개시하고 연산부에 의해 클램핑 위치를 셋팅(설정)한다.
다음, 상기 주축(110)의 척(111)이 공작물(200)의 뒷면을 클램핑 동작으로 클램핑 위치를 셋팅한 후, 클램핑 마진(Margin :여유도(餘裕度))도 셋팅한다.
계속해서, 상기 공작물(200)의 뒷면 클램핑 위치 셋팅(설정)과 클램핑 마진 셋팅 후, 척(111)의 언클램핑 동작 및 위치를 셋팅(설정)한다.
즉, 상기 주축(110)의 척(111)에 공작물(200)의 뒷면이 클램핑 되어 위치 셋팅 및 클램핑 마진 셋팅된 공작물(200)을 언클램핑하도록 제어부(140)를 제어하여 척(111)을 개방시켜 언클램핑 동작을 개시하고 연산부에 의해 언클램핑 위치를 셋팅(설정)한다.
다음, 상기 주축(110)의 척(111)이 공작물(200)의 뒷면을 언클램핑 동작시 언클램핑 마진(Margin :여유도(餘裕度))도 셋팅한다.
계속해서, 상기 주축(110)의 척(111)이 공작물(200)의 뒷면을 클램핑시 셋팅된 위치값과 언클램핑시 셋팅된 위치값을 저장한다.
즉, 상기 주축(110)의 척(111)이 공작물(200)의 뒷면을 클램핑 했을 때 제1 위치검출기(112)와 제2 위치검출기(113)가 감지한 아날로그 신호(아날로그 입력 값)와, 상기 척(111)이 공작물(200)의 뒷면을 언클램핑 했을 때 제1 위치검출기(112)와 제2 위치검출기(113)가 감지한 아날로그 신호(아날로그 입력 값)는, 상기 A/D 컨버터(120)에 의해 디지털 신호로 변환되어 상기 입력부(130)로 입력된다.
그리고, 상기 입력부(130)로 입력된 공작물(200)의 뒷면 클램핑 셋팅된 위치값 및 뒷면 클램핑 마진 셋팅값과, 공작물(200)의 뒷면 언클램핑 셋팅된 위치값 및 뒷면 언클램핑 마진 셋팅값은 상기 Data 설정부(160)에서 설정된 후, 저장부(170)에 저장된다.
여기서, 상기 저장부(170)에 저장된 척(111)의 공작물(200)의 뒷면 클램핑 및 언클램핑한 위치 값은 상기 표시부(150)에 표시된다.
이와 같이, 상기 저장부(170)에 저장된 주축(110)의 척(111)이 공작물(200)의 앞면과 뒷면을 클램핑한 위치 셋팅값과 언클램핑한 위치 셋팅값을 공작물(200)의 가공시 호출하여 공작물(200)의 가공을 연속적으로 수행할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명은 하나의 공작물(200) 뿐만 아니라, 제2 공작물, 제3 공작물 .... N 개의 공작물을 개별적으로 주축(110)의 척(111)에 척킹 조건을 셋팅하고 그 셋팅 값을 저장한 후 호출하여 공작물 가공시 사용할 수 있다.
즉, 공작물의 로딩/언로딩과, 공작물 1,2,3...n 등 n개의 개별 척킹 조건을 갖도록 제어할 수 있다.
또, 본 발명은 상기 주축(110)의 척(111)이 공작물(200)의 상태나 조건 1,2,3...,n 등 n개의 척킹 조건을 갖도록 제어할 수 있다.
상기와 같은 구성의 본 발명에 따른 공작기계용 척 개폐 제어방법을 설명하면 다음과 같다.
상기 (a) 단계는, 로보트 또는 갠트리 로더로부터 공작물(200)을 주축(110)의 척(111)에 공급, 안착시킨다.(S10)
즉, 로보트 또는 갠트리 로더로부터 가공하고자 하는 공작물(200)의 일측면 예컨대 앞면에 맞는 주축(110)의 척(111)에 공작물(200)을 공급, 안착시키거나, 공작물(200)의 타일측면 예컨대 뒷면에 맞는 주축(110)의 척(111)에 공작물(200)을 공급, 안착시킨다. 이때, 상기 주축(110)의 척(111)은 개방되어 있다.
상기 (b) 단계는, 상기 주축(110)의 척(111)에 공급, 안착된 공작물(200)을 클램핑 동작 및 위치를 셋팅(설정)한다.(S20)
즉, 상기 주축(110)의 척(111)에 공급, 안착되어 있는 공작물(200)의 앞면 또는 뒷면을 클램핑하도록 제어부(140)를 제어하여 척(111)을 폐쇄시켜 클램핑 동작을 개시하고 연산부에 의해 클램핑 위치를 셋팅(설정)한다.
이때, 상기 주축(110)의 척(111)이 공작물(200)의 앞면 또는 뒷면을 클램핑 동작시 클램핑 마진(Margin :여유도(餘裕度))도 셋팅하는 것이 바람직하다.
상기 (c) 단계는, 상기 공작물(200)의 클램핑 위치 셋팅(설정) 후, 척(111)의 언클램핑 동작 및 위치를 셋팅(설정)한다.(S30)
즉, 상기 주축(110)의 척(111)에 클램핑 되어 위치가 셋팅(설정)된 공작물(200)의 앞면 또는 뒷면을 언클램핑하도록 제어부(140)를 제어하여 개방시켜 언클램핑 동작을 개시하고 연산부에 의해 언클램핑 위치를 셋팅(설정)한다.
이때, 상기 주축(110)의 척(111)이 공작물(200)의 앞면 또는 뒷면을 언클램핑 동작시 언클램핑 마진(Margin :여유도(餘裕度))도 셋팅하는 것이 바람직하다.
상기 (d) 단계는, 상기 주축(110)의 척(111)이 공작물(200)을 클램핑 위치 셋팅된 위치값과 언클램핑 위치 셋팅된 위치값을 저장한다.(S40)
즉, 상기 주축(110)의 척(111)이 공작물(200)의 앞면 또는 뒷면을 클램핑 했을 때 제1 위치검출기(112)와 제2 위치검출기(113)가 감지한 아날로그 신호(아날로그 입력 값)와, 상기 척(111)이 공작물(200)의 앞면 또는 뒷면을 언클램핑 했을 때 제1 위치검출기(112)와 제2 위치검출기(113)가 감지한 아날로그 신호(아날로그 입력 값)는, 상기 A/D 컨버터(120)에 의해 디지털 신호로 변환되어 상기 입력부(130)로 입력된다.
그리고, 상기 입력부(130)로 입력된 공작물(200)의 앞면 또는 뒷면을 클램핑 했을 때 척(111)의 클램핑 셋팅된 위치값과, 공작물(200)의 앞면 또는 뒷면을 언클램핑 했을 때 척(111)의 언클램핑 셋팅된 위치값 및 클램핑 마진 값과 언클램핑 마진 값은 상기 Data 설정부(160)에서 설정된 후, 저장부(170)에 저장된다.
여기서, 상기 저장부(170)에 저장된 공작물(200)의 앞면과 뒷면 클램핑 및 언클램핑 한 위치 값은 상기 표시부(150)에 표시된다.
상기 (e) 단계는, 상기 저장된 척(111)의 클램핑 및 언클램핑 위치값을 호출하여 공작물(200)의 가공을 연속적으로 수행할 수 있도록 한다.(S50)
즉, 상기 저장부(170)에 저장된 주축(110)의 척(111)이 공작물(200)의 앞면과 뒷면을 클램핑한 위치값과 언클램핑한 위치값을 공작물(200)의 가공시 호출하여 공작물(200)의 가공을 연속적으로 수행할 수 있도록 한다.
이와 같이 본 발명은 공작물(200)의 앞면과 뒷면에 대한 주축의 척 개폐로 공작물을 클램핑 및 언클램핑 제어방법을 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 다른 종류의 공작물, 복수 개의 척 개폐 제어도 동일한 방법으로 그 위치값을 개별로 설정 및 저장 후, 저장된 값을 가공시에 호출하여 사용토록 한다.
그러므로, 다품종 공작물 및 주축 척 조건의 경우 등 공작물과 척의 빈번한 교체 시마다 매번 위치값을 설정하지 않아도 미리 저장된 설정값을 호출하여 간단히 작업을 개시할 수 있어 작업 시간이 단축되고, 작업의 편의성이 향상될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 균등한 타 실시예로의 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
100 : 공작기계 110 : 주축
111 : 척 112 : 제1 위치검출기
113 : 제2 위치검출기 120 : A/D 컨버터
130 : 입력부 140 : 제어부
150 : 표시부 160 : Data 설정부
170 : 저장부 200 : 공작물

Claims (3)

  1. 공작기계용 척 개폐 제어방법으로서,
    (a) 로보트 또는 갠트리 로더로부터 공작물을 주축의 척에 공급, 안착시키는 단계와;
    (b) 상기 주축의 척에 공급, 안착된 공작물을 클램핑 동작 및 위치를 셋팅하는 단계와;
    (c) 상기 공작물의 클램핑 위치 셋팅 후, 척의 언클램핑 동작 및 위치를 셋팅하는 단계와;
    (d) 상기 주축의 척이 공작물을 클램핑 셋팅된 위치값과 언클램핑 셋팅된 위치값을 저장하는 단계와;
    (e) 상기 저장된 척의 클램핑 및 언클램핑 위치값을 호출하여 공작물의 가공을 연속적으로 수행하는 단계; 를 포함하는 공작기계용 척 개폐 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주축의 척은 공작물의 로딩/언로딩과, 공작물 1,2,3...n 등 n개의 개별 척킹 조건을 갖도록 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 공작기계용 척 개폐 제어방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 주축의 척은 공작물의 상태나 조건 1,2,3...,n 등 n개의 척킹 조건을 갖도록 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 공작기계용 척 개폐 제어방법.
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