JPH0343020B2 - - Google Patents
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- JPH0343020B2 JPH0343020B2 JP60002981A JP298185A JPH0343020B2 JP H0343020 B2 JPH0343020 B2 JP H0343020B2 JP 60002981 A JP60002981 A JP 60002981A JP 298185 A JP298185 A JP 298185A JP H0343020 B2 JPH0343020 B2 JP H0343020B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tool
- signal
- breakage
- breakage detection
- value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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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
- B23Q17/09—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool
- B23Q17/0952—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool during machining
- B23Q17/0971—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool during machining by measuring mechanical vibrations of parts of the machine
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は工具折損の検出方法に関するものであ
り、更に詳しくは工具折損の検出手段としてAE
信号のピークホールド値を利用するソフトウエア
化に好適な工具折損の検出および折損判定の基準
値(以下、しきい値と称する)の設定方法に関す
るものである。 従来の技術 ワークの加工中に発生するAE
(AcousticEmission)信号をハードウエア処理
し、工具の折損時に付設されたコンピユータから
ワークの加工中止信号を発信し得るように構成さ
れた工具折損の検出装置が知られている。しか
し、ソフトウエア処理を行う場合、このような
AE信号は通常、コンピユータへの入力に先立つ
てアナログ/デイジタル・コンバータによつてデ
イジタル信号に変換されるが、AE信号は周波数
成分が高いため、折損検出装置の構成要素として
変換時間や演算時間の短かい高性能のアナログ/
デイジタル・コンバータや中央演算装置(CPU)
が要求されるようになる。 また従来の工具折損検出装置では、折損判定用
の基準値を設定する専用の記憶装置を設け、フラ
イス、ボーリング、タツプ等の工具および工具の
大きさによつて定まる切削加工様式に合せて数種
類の基準値を設定・記憶しておき、使用する工具
を変える毎に、作業者がこの中より基準レベルを
選択・指定していた。 発明が解決しようとする問題点 而して、上記の如きソフトウエア処理に使用す
る変換時間や演算時間の短かい高速型のアナロ
グ/デイジタル・コンバータや中央演算装置は極
めて高価であり、汎用の工作機械用の工具折損検
出装置に使用することには経済上の不利が伴な
う。 また、速度の遅いアナログ/デイジタル・コン
バータや中央演算装置を使用した場合には、サン
プル周期との関係でAE信号の最高ピーク値が検
出されないままワークの加工が進行してしまうと
いう検出精度上の問題点も認められ、工具の折損
を確実に検出し得る、且つ、経済性に優れた工具
折損の検出手段の確立が強く要望されていた。ま
た判定用の基準値を設定するために専用の記憶装
置を設けているので、コスト高になり、その記憶
容量との関係から多種類の基準値を設定すること
が困難になる。例えば、基準値が異なる工具が数
十種類あるのに対して、記憶装置に設定できる基
準値が5種類であつたとすると、数十種の基準値
を、無理に5種類の基準値に分類する必要があ
り、最適な基準値と異なる基準値でAE信号と比
較されるため、工具折損の判定の信頼性が低下す
る。 なお、このように数値制御装置において、工具
に関するデータを記憶する専用の記憶装置を設け
たものとしては、この他にも、特開昭57−102733
号に記載された予備工具に対する工具寸法自動補
正装置がある。この発明で記憶させているのは、
予備工具についての工具寸法補正値(折損判定用
の基準値ではない)であり、これを複数のデシタ
ルスイツチにより構成される補正値設定装置に設
定・記憶させ、予備工具が主軸に挿着されたこと
を検知して、内部の補正値メモリに記憶された補
正量を、この記憶値に基づき変更するようにして
いる。この装置は、工具の交換に伴なつて補正値
が自動的に変更されるという特徴を有する。 しかし、この装置は専用の記憶装置を設けてい
るという点で、上記従来装置と同様で、この部分
のためにコストが上昇し、記憶容量の制限により
設定データの数が限定され、記憶容量を大きくし
ようとすれば、コストが嵩むという問題は、同様
である。 本発明の主要な目的は、在来のAE信号を利用
する工具折損の検出装置に認められた上記の如き
不都合を解消し得る工具折損の検出手段を提供す
ることにある。 問題点を解決するための手段 斯かる目的に鑑みて本発明は、数値制御装置の
補助機能を用いて、ワークの加工プログラム上
で、工具毎に、折損判定用の基準値を数値で直接
指定し、加工プログラムの順次実行に伴つて工具
が交換される毎に、この基準値を読み出して工具
折損検出装置に設定されるようにし、 一方、工具折損検出装置において、ワーク切削
時間の経過と共に変化するAE信号のピーク値を
逐次比較し、該AE信号の最大ピーク値を、工具
折損検出装置のホールド回路によつて折損検出の
有効期間に亘つてピークホールドし、該ピークホ
ールドされたAE信号の最大ピーク値を、工具折
損検出装置のアナログ/デイジタル・コンバータ
によつてデイジタル信号に変換した後、上述によ
うに設定されている折損判定用の基準値と比較し
て工具折損の有無を判定することを要旨とするも
のである。 実施例 第1図は本発明の実施に際して使用される工具
折損検出装置を例示するブロツク線図であり、第
2図は工具折損検出信号の伝播経路を説明する流
れ線図である。また第3図はAE信号のピークホ
ールド波形の説明図である。 これらの図面に於いて、ワークの加工中に発生
するAE波は、AEセンサ1によつて検出され、電
圧信号に変換される。電圧信号に変換されたAE
信号はこの後、増幅・検波器2に送られて増幅さ
れた状態で第3図に見られるように包絡線検波さ
れる。計測されたAE信号の最大ピーク値
(Pmax)は、工具折損検出装置に組込まれたピ
ークホールド回路3によつて折損検出の有効区間
(Teff)に亘つてピークホールドされ逐次更新さ
れながらアナログ/デイジタル・コンバータ4に
送り込まれデイジタル(Dmax)に変換される。
このAE信号の最大ピーク値(Pmax)に対応す
るデイジタル信号(Dmax)は、この後、前記工
具折損検出装置に接続された数値制御装置7の持
つ基本的機能の一つである周知の補助機能、例え
ば3桁のインプツト能力を備えたM機能を利用し
て与えられたしきい値と比較される。より詳細に
説明すると、数値制御装置7の補助機能、例えば
3桁のインプツト能力を備えたM機能の下2桁を
利用して、工具折損の検出基準レベル(基準値を
ワークの加工プログラムで数値(例えば0〜99)
により直接指定し、このようにして指定された前
記基準値(L)とデイジタル信号(Dmax)とを
比較して工具の折損の有無を判定する。ここで加
工プログラム上の指定とは、1つのワークを工具
を変えながら加工して行く手順を記述した数値制
御装置の加工プログラムにおいて、加工の開始時
または工具を変える際に読み込まれる部分に、検
出基準レベルをM□00〜M□99と記述して(例え
ばM510と記述すれば基準レベルは10)、その工具
についての折損判定の基準レベルを0〜99までの
100個の値の1つに設定することである。下記第
1表は基準値Lの例示であつて、100個の値の内
の6個の値のみを示している。
り、更に詳しくは工具折損の検出手段としてAE
信号のピークホールド値を利用するソフトウエア
化に好適な工具折損の検出および折損判定の基準
値(以下、しきい値と称する)の設定方法に関す
るものである。 従来の技術 ワークの加工中に発生するAE
(AcousticEmission)信号をハードウエア処理
し、工具の折損時に付設されたコンピユータから
ワークの加工中止信号を発信し得るように構成さ
れた工具折損の検出装置が知られている。しか
し、ソフトウエア処理を行う場合、このような
AE信号は通常、コンピユータへの入力に先立つ
てアナログ/デイジタル・コンバータによつてデ
イジタル信号に変換されるが、AE信号は周波数
成分が高いため、折損検出装置の構成要素として
変換時間や演算時間の短かい高性能のアナログ/
デイジタル・コンバータや中央演算装置(CPU)
が要求されるようになる。 また従来の工具折損検出装置では、折損判定用
の基準値を設定する専用の記憶装置を設け、フラ
イス、ボーリング、タツプ等の工具および工具の
大きさによつて定まる切削加工様式に合せて数種
類の基準値を設定・記憶しておき、使用する工具
を変える毎に、作業者がこの中より基準レベルを
選択・指定していた。 発明が解決しようとする問題点 而して、上記の如きソフトウエア処理に使用す
る変換時間や演算時間の短かい高速型のアナロ
グ/デイジタル・コンバータや中央演算装置は極
めて高価であり、汎用の工作機械用の工具折損検
出装置に使用することには経済上の不利が伴な
う。 また、速度の遅いアナログ/デイジタル・コン
バータや中央演算装置を使用した場合には、サン
プル周期との関係でAE信号の最高ピーク値が検
出されないままワークの加工が進行してしまうと
いう検出精度上の問題点も認められ、工具の折損
を確実に検出し得る、且つ、経済性に優れた工具
折損の検出手段の確立が強く要望されていた。ま
た判定用の基準値を設定するために専用の記憶装
置を設けているので、コスト高になり、その記憶
容量との関係から多種類の基準値を設定すること
が困難になる。例えば、基準値が異なる工具が数
十種類あるのに対して、記憶装置に設定できる基
準値が5種類であつたとすると、数十種の基準値
を、無理に5種類の基準値に分類する必要があ
り、最適な基準値と異なる基準値でAE信号と比
較されるため、工具折損の判定の信頼性が低下す
る。 なお、このように数値制御装置において、工具
に関するデータを記憶する専用の記憶装置を設け
たものとしては、この他にも、特開昭57−102733
号に記載された予備工具に対する工具寸法自動補
正装置がある。この発明で記憶させているのは、
予備工具についての工具寸法補正値(折損判定用
の基準値ではない)であり、これを複数のデシタ
ルスイツチにより構成される補正値設定装置に設
定・記憶させ、予備工具が主軸に挿着されたこと
を検知して、内部の補正値メモリに記憶された補
正量を、この記憶値に基づき変更するようにして
いる。この装置は、工具の交換に伴なつて補正値
が自動的に変更されるという特徴を有する。 しかし、この装置は専用の記憶装置を設けてい
るという点で、上記従来装置と同様で、この部分
のためにコストが上昇し、記憶容量の制限により
設定データの数が限定され、記憶容量を大きくし
ようとすれば、コストが嵩むという問題は、同様
である。 本発明の主要な目的は、在来のAE信号を利用
する工具折損の検出装置に認められた上記の如き
不都合を解消し得る工具折損の検出手段を提供す
ることにある。 問題点を解決するための手段 斯かる目的に鑑みて本発明は、数値制御装置の
補助機能を用いて、ワークの加工プログラム上
で、工具毎に、折損判定用の基準値を数値で直接
指定し、加工プログラムの順次実行に伴つて工具
が交換される毎に、この基準値を読み出して工具
折損検出装置に設定されるようにし、 一方、工具折損検出装置において、ワーク切削
時間の経過と共に変化するAE信号のピーク値を
逐次比較し、該AE信号の最大ピーク値を、工具
折損検出装置のホールド回路によつて折損検出の
有効期間に亘つてピークホールドし、該ピークホ
ールドされたAE信号の最大ピーク値を、工具折
損検出装置のアナログ/デイジタル・コンバータ
によつてデイジタル信号に変換した後、上述によ
うに設定されている折損判定用の基準値と比較し
て工具折損の有無を判定することを要旨とするも
のである。 実施例 第1図は本発明の実施に際して使用される工具
折損検出装置を例示するブロツク線図であり、第
2図は工具折損検出信号の伝播経路を説明する流
れ線図である。また第3図はAE信号のピークホ
ールド波形の説明図である。 これらの図面に於いて、ワークの加工中に発生
するAE波は、AEセンサ1によつて検出され、電
圧信号に変換される。電圧信号に変換されたAE
信号はこの後、増幅・検波器2に送られて増幅さ
れた状態で第3図に見られるように包絡線検波さ
れる。計測されたAE信号の最大ピーク値
(Pmax)は、工具折損検出装置に組込まれたピ
ークホールド回路3によつて折損検出の有効区間
(Teff)に亘つてピークホールドされ逐次更新さ
れながらアナログ/デイジタル・コンバータ4に
送り込まれデイジタル(Dmax)に変換される。
このAE信号の最大ピーク値(Pmax)に対応す
るデイジタル信号(Dmax)は、この後、前記工
具折損検出装置に接続された数値制御装置7の持
つ基本的機能の一つである周知の補助機能、例え
ば3桁のインプツト能力を備えたM機能を利用し
て与えられたしきい値と比較される。より詳細に
説明すると、数値制御装置7の補助機能、例えば
3桁のインプツト能力を備えたM機能の下2桁を
利用して、工具折損の検出基準レベル(基準値を
ワークの加工プログラムで数値(例えば0〜99)
により直接指定し、このようにして指定された前
記基準値(L)とデイジタル信号(Dmax)とを
比較して工具の折損の有無を判定する。ここで加
工プログラム上の指定とは、1つのワークを工具
を変えながら加工して行く手順を記述した数値制
御装置の加工プログラムにおいて、加工の開始時
または工具を変える際に読み込まれる部分に、検
出基準レベルをM□00〜M□99と記述して(例え
ばM510と記述すれば基準レベルは10)、その工具
についての折損判定の基準レベルを0〜99までの
100個の値の1つに設定することである。下記第
1表は基準値Lの例示であつて、100個の値の内
の6個の値のみを示している。
【表】
この比較演算の結果、ワークの切削加工が進行
する間に検出されたAE信号の最大ピーク値
(Pmax)に対応するデイジタル信号(Dmax)
が、工具折損状態に相当するしきい値として設定
された前記AE信号の基準値(L)を上廻つた場
合には工具に折損事故が発生したものと判断し、
工具折損信号を送出して数値制御工作機械、例え
ばマニシングセンタ7を停止させる。また本発明
に於いては、数値制御装置の補助機能を利用して
デイジタル信号(Dmax)と比較すべき工具折損
の検出基準レベル(L)をワークの加工プログラ
ム上で直接指定し、加工の進行中の工具が変更さ
れたときプログラムの実行に伴なつて検出基準レ
ベル(L)を自動更新して、現在使用している工
具に対応したものとするから、工具を変更する毎
に、作業者が記憶装置に設定した数種類の基準レ
ベルから、選択する従来方法に比べて、遥かに容
易に工具折損の検出が可能である。 特に加工プログラム上で工具折損の検出基準レ
ベル(L)を数値により直接に設定し、加工時
に、この値で工具折損検出装置内に設けた1つの
メモリ(このようなメモリは、特別の記憶装置を
設ける従来の装置においてもAE信号との比較の
ために設ける必要がある)を、更新・記憶してい
るから、特別の記憶装置を設けた場合のように記
憶容量の制限を受けず、必要な種類の基準レベル
を、例えば0〜99といつた具体的な数値で工具毎
に設定できる。そして、基準レベルの種類の制約
がなく、工具毎に任意の数値を書き込めるので、
選択できる基準レベツルが限られていた従来の方
法に比べて、よりきめの細かい比較ができ、精度
の高い比較演算結果を提供することができる。 発明の効果 以上の説明から理解し得る如く、本発明方法に
於いては、AE信号のピーク値をワーク加工の進
行と共に逐次更新しながらピークホールドし、斯
くして得られた最大ピーク値を予め設定された工
具折損の基準値と比較することによつて工具が折
損しているか否かを判断しているため、アナロ
グ/デイジタル・コンバータや中央演算装置の作
動速度や演算速度が比較的遅い場合にも良好な工
具折損の検出機能を発揮することができる。ま
た、本発明方法によればAE信号をデイジタル信
号に変換した状態で工具の折損を判定しているか
ら、ソフトウエアによる検出信号の処理が可能に
なる。従つて、ハードウエアに依存していた在来
方式に比較して適用範囲の広い制御系を容易に形
成することができる。 特に本発明によれば、折損判定用の基準値を0
〜99といつた数値で加工プログラム上に直接指定
し、工具が交換される毎に、この数値で、工具折
損検出装置のメモリの内容を更新・記憶するか
ら、専用の記憶装置が不要で低コスト化が図れる
とともに、基準値を数値データで各工具毎に独立
してきめ細かく設定でき、信頼性の高い比較演算
結果を得ることができる。
する間に検出されたAE信号の最大ピーク値
(Pmax)に対応するデイジタル信号(Dmax)
が、工具折損状態に相当するしきい値として設定
された前記AE信号の基準値(L)を上廻つた場
合には工具に折損事故が発生したものと判断し、
工具折損信号を送出して数値制御工作機械、例え
ばマニシングセンタ7を停止させる。また本発明
に於いては、数値制御装置の補助機能を利用して
デイジタル信号(Dmax)と比較すべき工具折損
の検出基準レベル(L)をワークの加工プログラ
ム上で直接指定し、加工の進行中の工具が変更さ
れたときプログラムの実行に伴なつて検出基準レ
ベル(L)を自動更新して、現在使用している工
具に対応したものとするから、工具を変更する毎
に、作業者が記憶装置に設定した数種類の基準レ
ベルから、選択する従来方法に比べて、遥かに容
易に工具折損の検出が可能である。 特に加工プログラム上で工具折損の検出基準レ
ベル(L)を数値により直接に設定し、加工時
に、この値で工具折損検出装置内に設けた1つの
メモリ(このようなメモリは、特別の記憶装置を
設ける従来の装置においてもAE信号との比較の
ために設ける必要がある)を、更新・記憶してい
るから、特別の記憶装置を設けた場合のように記
憶容量の制限を受けず、必要な種類の基準レベル
を、例えば0〜99といつた具体的な数値で工具毎
に設定できる。そして、基準レベルの種類の制約
がなく、工具毎に任意の数値を書き込めるので、
選択できる基準レベツルが限られていた従来の方
法に比べて、よりきめの細かい比較ができ、精度
の高い比較演算結果を提供することができる。 発明の効果 以上の説明から理解し得る如く、本発明方法に
於いては、AE信号のピーク値をワーク加工の進
行と共に逐次更新しながらピークホールドし、斯
くして得られた最大ピーク値を予め設定された工
具折損の基準値と比較することによつて工具が折
損しているか否かを判断しているため、アナロ
グ/デイジタル・コンバータや中央演算装置の作
動速度や演算速度が比較的遅い場合にも良好な工
具折損の検出機能を発揮することができる。ま
た、本発明方法によればAE信号をデイジタル信
号に変換した状態で工具の折損を判定しているか
ら、ソフトウエアによる検出信号の処理が可能に
なる。従つて、ハードウエアに依存していた在来
方式に比較して適用範囲の広い制御系を容易に形
成することができる。 特に本発明によれば、折損判定用の基準値を0
〜99といつた数値で加工プログラム上に直接指定
し、工具が交換される毎に、この数値で、工具折
損検出装置のメモリの内容を更新・記憶するか
ら、専用の記憶装置が不要で低コスト化が図れる
とともに、基準値を数値データで各工具毎に独立
してきめ細かく設定でき、信頼性の高い比較演算
結果を得ることができる。
第1図は本発明の実施に好適な工具折損検出装
置を例示するブロツク線図であり、第2図は工具
折損検出信号の伝播経路を説明する流れ線図であ
る。また第3図はAE信号のピークホールド波形
の説明図である。 (P1乃至Po……AE信号のピーク値、(Pmax)
……AE信号の最大ピーク値、(Pmax)……デイ
ジタル信号、(L)……折損判定用の基準値。
置を例示するブロツク線図であり、第2図は工具
折損検出信号の伝播経路を説明する流れ線図であ
る。また第3図はAE信号のピークホールド波形
の説明図である。 (P1乃至Po……AE信号のピーク値、(Pmax)
……AE信号の最大ピーク値、(Pmax)……デイ
ジタル信号、(L)……折損判定用の基準値。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 数値制御装置の補助機能を用い、ワークの加
工プログラム上で、工具毎に、折損判定用の基準
値を数値で直接指定し、加工プログラムの順次実
行に伴つて工具が交換される毎に、この基準値を
読み出して工具折損検出装置に設定されるように
し、 一方、工具折損検出装置において、ワーク切削
時間の経過と共に変化するAE信号のピーク値を
遂次比較し、該AE信号の最大ピーク値を、工具
折損検出装置のホールド回路によつて折損検出の
有効期間に亘つてピークホールドし、該ピークホ
ールドされたAE信号の最大ピーク値を、工具折
損検出装置のアナログ/デイジタル・コンバータ
によつてデイジタル信号に変換した後、上述によ
うに設定されている折損判定用の基準値と比較し
て工具折損の有無を判定することを特徴とする工
具折損の検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60002981A JPS61164760A (ja) | 1985-01-10 | 1985-01-10 | 工具折損の検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60002981A JPS61164760A (ja) | 1985-01-10 | 1985-01-10 | 工具折損の検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61164760A JPS61164760A (ja) | 1986-07-25 |
| JPH0343020B2 true JPH0343020B2 (ja) | 1991-07-01 |
Family
ID=11544548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60002981A Granted JPS61164760A (ja) | 1985-01-10 | 1985-01-10 | 工具折損の検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61164760A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02131840A (ja) * | 1988-11-10 | 1990-05-21 | Hitachi Seiko Ltd | 工具折損検出装置を備えた数値制御穴明機 |
| JP4562051B2 (ja) * | 1999-11-30 | 2010-10-13 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 損耗センサ付き切削工具の信号処理装置および信号処理方法 |
| JP5328215B2 (ja) * | 2008-04-18 | 2013-10-30 | 株式会社東京精密 | 加工完了判定装置、加工装置及び加工完了判定方法 |
| CN109129016B (zh) * | 2018-10-22 | 2023-07-21 | 深圳大学 | 一种数控机床的断刀检测方法和检测系统 |
| WO2021156991A1 (ja) * | 2020-02-06 | 2021-08-12 | 住友電気工業株式会社 | 分析装置、提供装置、判定方法、提供方法、判定プログラムおよび提供プログラム |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57102733A (en) * | 1980-12-16 | 1982-06-25 | Toyoda Mach Works Ltd | Automatic dimension correcting apparatus for spare tool |
| JPS59175940A (ja) * | 1983-03-22 | 1984-10-05 | Nachi Fujikoshi Corp | 工具の異常検出方法 |
-
1985
- 1985-01-10 JP JP60002981A patent/JPS61164760A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61164760A (ja) | 1986-07-25 |
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