JPS63200913A - 自動ねじ加工装置 - Google Patents
自動ねじ加工装置Info
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- JPS63200913A JPS63200913A JP3214887A JP3214887A JPS63200913A JP S63200913 A JPS63200913 A JP S63200913A JP 3214887 A JP3214887 A JP 3214887A JP 3214887 A JP3214887 A JP 3214887A JP S63200913 A JPS63200913 A JP S63200913A
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- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 5
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 4
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000012840 feeding operation Methods 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
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- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
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- Control Of Position Or Direction (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、工作機械における自動ねじ加工装置に関し、
特に、タップの適応制御による自動ねし加工装置に関す
る。
特に、タップの適応制御による自動ねし加工装置に関す
る。
従来より、工作機械におけるねし加工装置は、第5図に
示す如く、タップ工具Tを主軸Hに保持し、タップを主
軸により回転させつつワークWにねじ穴を穿孔するよう
になっていて、主軸の回転数を数値制御すると共に、主
軸方向をZ軸とする座標で、イニシャル点I、アプロー
チ点R2大底位Wzoを設定し、この間の送り速度とし
て普通、イニシャル点■からアプローチ点Rまでは早送
り速度F1で接近させ、アプローチ点Rから穴底位置z
0までは切削速度F2で加工し、加工が終了すると、主
軸を逆転させつつ穴底位置Z0からアプローチ点Rまで
切削速度F2で戻したのちイニシャル点Iへ早送り速度
F1で復帰させるように数値制御するのが普通であった
。
示す如く、タップ工具Tを主軸Hに保持し、タップを主
軸により回転させつつワークWにねじ穴を穿孔するよう
になっていて、主軸の回転数を数値制御すると共に、主
軸方向をZ軸とする座標で、イニシャル点I、アプロー
チ点R2大底位Wzoを設定し、この間の送り速度とし
て普通、イニシャル点■からアプローチ点Rまでは早送
り速度F1で接近させ、アプローチ点Rから穴底位置z
0までは切削速度F2で加工し、加工が終了すると、主
軸を逆転させつつ穴底位置Z0からアプローチ点Rまで
切削速度F2で戻したのちイニシャル点Iへ早送り速度
F1で復帰させるように数値制御するのが普通であった
。
しかし、上記従来の装置においては、機械動作の慣性遅
れや電気制御関係の遅れのため、主軸の回転停止と送り
停止とが合わず、下記の如き問題点がある。
れや電気制御関係の遅れのため、主軸の回転停止と送り
停止とが合わず、下記の如き問題点がある。
即ち、その工つは、穴底位置Z0で送り動作を停止して
も、回転モーメントの慣性により主軸が回転を続け、ね
じ切りが進んで、第5図で点Zeとして示すような位置
まで穿孔することである。
も、回転モーメントの慣性により主軸が回転を続け、ね
じ切りが進んで、第5図で点Zeとして示すような位置
まで穿孔することである。
もう1つは、タップに伸びや縮みの力が働くことで、そ
の理由は主軸の駆動動作と送り動作のスタート時期にズ
レがあったり、またその加減速時定数に差があるためで
、タップ工具Tは取付は部にスプリングBが介設されて
いるので、機構上の破壊はないが、加工結果は誤差をと
もなう。
の理由は主軸の駆動動作と送り動作のスタート時期にズ
レがあったり、またその加減速時定数に差があるためで
、タップ工具Tは取付は部にスプリングBが介設されて
いるので、機構上の破壊はないが、加工結果は誤差をと
もなう。
第4図は、主軸の駆動動作と送り動作との関係を対照す
るグラフで、横軸に時間を示し、縦軸に主軸の回転数及
び送り速度を示している。第4図において、時期t0に
回転及び送りの停止を指令したとすると、Z軸はサーボ
モータで駆動されていて、その切削送り速度時の惰性は
僅かで、時期t1に停止するが、主軸回転の方は、まず
制御信号の遅れ時間T1により時期t2に減速し始め、
更に主軸の減速時定数が大きいため機械動作の遅れ時間
T2により時期t3でやっと停止する。戻り動作は、通
常は、直ちに逆転動作に移るべきであるが、やはり制御
信号の遅れ時間T3により時期t4でようやく逆転し始
め、その逆転信号を送り動作側が受信してやっとZ軸が
駆動され、正しい戻し送りになるのは時期t5になる。
るグラフで、横軸に時間を示し、縦軸に主軸の回転数及
び送り速度を示している。第4図において、時期t0に
回転及び送りの停止を指令したとすると、Z軸はサーボ
モータで駆動されていて、その切削送り速度時の惰性は
僅かで、時期t1に停止するが、主軸回転の方は、まず
制御信号の遅れ時間T1により時期t2に減速し始め、
更に主軸の減速時定数が大きいため機械動作の遅れ時間
T2により時期t3でやっと停止する。戻り動作は、通
常は、直ちに逆転動作に移るべきであるが、やはり制御
信号の遅れ時間T3により時期t4でようやく逆転し始
め、その逆転信号を送り動作側が受信してやっとZ軸が
駆動され、正しい戻し送りになるのは時期t5になる。
図中斜線で示される領域L1はタップの伸びを示し、同
じく領域L2はタップの縮みを示す。
じく領域L2はタップの縮みを示す。
このタップの伸びは穴底位置を狂わせ、底入との噛付き
等を生じ、タップの縮みは穴の出口を破損したりする。
等を生じ、タップの縮みは穴の出口を破損したりする。
特に、アルミ材などの小径のタップは主軸回転数が高い
ため、上記傾向は更に強く、精度を要する加工は更に難
しくなる。例えば主軸の駆動にもサーボモータを用いて
同期させるなどの対策もあるが、特殊なNC装置が必要
で、極めて高価になる場合が多かった。
ため、上記傾向は更に強く、精度を要する加工は更に難
しくなる。例えば主軸の駆動にもサーボモータを用いて
同期させるなどの対策もあるが、特殊なNC装置が必要
で、極めて高価になる場合が多かった。
本発明は、このような問題点に鑑みて創案されたもので
、タップ加工時に機械動作や制御の遅れを遅い方の制御
パターンに早い方の制御パターンを合わせ、比較的簡単
かつ安価なハードウェアで上質のタップ加工が可能な自
動ねし加工装置を提供することを目的とする。
、タップ加工時に機械動作や制御の遅れを遅い方の制御
パターンに早い方の制御パターンを合わせ、比較的簡単
かつ安価なハードウェアで上質のタップ加工が可能な自
動ねし加工装置を提供することを目的とする。
本発明において、上記の問題点を解決するために講じら
れた手段は、NC加工プログラムにより主軸の回転速度
を指示する主軸駆動手段と、NG加工プログラムにより
タップの穴底位置及び主軸の送り速度を指示する送り制
御手段とを備えた自動ねし加工装置において、予め回転
動作の遅れを演算し、穴底位置の手前に主軸の回転停止
位置を設定する回転停止位置演算手段と、送り制御手段
の動作を主軸駆動手段の動作にほぼ一致させる加減速時
定数付加手段とを備え、タップの適応制御を行う自動ね
し加工装置とするものである。
れた手段は、NC加工プログラムにより主軸の回転速度
を指示する主軸駆動手段と、NG加工プログラムにより
タップの穴底位置及び主軸の送り速度を指示する送り制
御手段とを備えた自動ねし加工装置において、予め回転
動作の遅れを演算し、穴底位置の手前に主軸の回転停止
位置を設定する回転停止位置演算手段と、送り制御手段
の動作を主軸駆動手段の動作にほぼ一致させる加減速時
定数付加手段とを備え、タップの適応制御を行う自動ね
し加工装置とするものである。
本発明では、主軸駆動手段が主軸の回転速度を指示した
際に発生する穴底位置のズレの対策として、回転停止位
置演算手段が回転動作の遅れを予め演算し、穴加工完了
位置の手前に主軸の回転停止位置を設定する。また、送
り制御手段から送り速度が指示された際の実行は主軸駆
動手段に比べてかなり迅速なので、加減速時定数付加手
段が送り制御手段の動作に時定数を付与して、主軸駆動
手段の動作にほぼ一致させる。このように時期と動作を
予め調整することにより、本発明はタップの適応制御を
行うものである。
際に発生する穴底位置のズレの対策として、回転停止位
置演算手段が回転動作の遅れを予め演算し、穴加工完了
位置の手前に主軸の回転停止位置を設定する。また、送
り制御手段から送り速度が指示された際の実行は主軸駆
動手段に比べてかなり迅速なので、加減速時定数付加手
段が送り制御手段の動作に時定数を付与して、主軸駆動
手段の動作にほぼ一致させる。このように時期と動作を
予め調整することにより、本発明はタップの適応制御を
行うものである。
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明す
る。
る。
第1図は、本発明を実施した自動ねし加工装置の基本的
構成を示すブロック図である。第1図において、自動ね
し加工装置は、CPU1と、キーボード付きディスプレ
イ2及びその入出力ボート2aと、NG加工プログラム
を格納するNC加工プログラムメモリ3と、そのNC加
工プログラムからイニシャル点、アプローチ点及び穴底
位置の座標値を取出して一時格納する座標値設定メモリ
4と、NC加工プログラムにより主軸モータ5の回転速
度を指示する主軸駆動手段6と、NC加工プログラムに
よりZ軸上−タ7に主軸の送り速度を指示する送り制御
手段8と、穴底位置の手前に主軸の回転停止位置を設定
する回転停止位置演算手段9と、送り制御手段8の動作
を主軸駆動手段6の動作にほぼ一致させる加減速時定数
付加手段10と、タップ到達位置を検出する到達位置検
出手段11とで構成されている。主軸モータ5にはタコ
ゼネレータ5aが付設され、Z軸上−タ7にはパルスゼ
ネレータ7aが付設されて、主軸駆動手段6及び送り制
御手段8にそれぞれの回転数をフィードバックする。
構成を示すブロック図である。第1図において、自動ね
し加工装置は、CPU1と、キーボード付きディスプレ
イ2及びその入出力ボート2aと、NG加工プログラム
を格納するNC加工プログラムメモリ3と、そのNC加
工プログラムからイニシャル点、アプローチ点及び穴底
位置の座標値を取出して一時格納する座標値設定メモリ
4と、NC加工プログラムにより主軸モータ5の回転速
度を指示する主軸駆動手段6と、NC加工プログラムに
よりZ軸上−タ7に主軸の送り速度を指示する送り制御
手段8と、穴底位置の手前に主軸の回転停止位置を設定
する回転停止位置演算手段9と、送り制御手段8の動作
を主軸駆動手段6の動作にほぼ一致させる加減速時定数
付加手段10と、タップ到達位置を検出する到達位置検
出手段11とで構成されている。主軸モータ5にはタコ
ゼネレータ5aが付設され、Z軸上−タ7にはパルスゼ
ネレータ7aが付設されて、主軸駆動手段6及び送り制
御手段8にそれぞれの回転数をフィードバックする。
回転停止位置演算手段9は、予め主軸回転速度の減速時
間を切削送り速度に適用して穴底位置の手前に主軸の回
転停止位置を設定し、到達位置検出手段11によりタッ
プが回転停止位置に達したことを検出すると、主軸駆動
手段6は減速を開始し、一方、加減速時定数付加手段1
0は送り制御手段8に所定の時定数を付与して、Z軸の
減速を緩やかにし、前記回転停止位置から送りの減速を
開始して所望の穴底位置で主軸の回転停止と同時にタッ
プが停止するようにする。戻し動作の場合には、到達位
置検出手段11によりタップが穴底位置に達したことを
検出すると、主軸の逆転及び戻し方向の送りが同時に指
令され、送り制御手段8に加減速時定数付加手段10が
所定の時定数を付与することにより、Z軸の加速を緩や
かにし、主軸の回転とZ軸の戻しを調和させる。
間を切削送り速度に適用して穴底位置の手前に主軸の回
転停止位置を設定し、到達位置検出手段11によりタッ
プが回転停止位置に達したことを検出すると、主軸駆動
手段6は減速を開始し、一方、加減速時定数付加手段1
0は送り制御手段8に所定の時定数を付与して、Z軸の
減速を緩やかにし、前記回転停止位置から送りの減速を
開始して所望の穴底位置で主軸の回転停止と同時にタッ
プが停止するようにする。戻し動作の場合には、到達位
置検出手段11によりタップが穴底位置に達したことを
検出すると、主軸の逆転及び戻し方向の送りが同時に指
令され、送り制御手段8に加減速時定数付加手段10が
所定の時定数を付与することにより、Z軸の加速を緩や
かにし、主軸の回転とZ軸の戻しを調和させる。
第2図は、上記構成の信号処理の一例を具体的に示す回
路図である。同図において、イニシャル点座標値メモリ
4a、アプローチ点座標値メモリ4b及び大成位置座標
値メモIJ 4 Cは、第1図における座標値設定メモ
リ4内の各メモリであり、それらに接続された一致検出
回路11a、llb及びllcが、第1図における到達
位置検出手段11を形成している。又、回転停止位置演
算手段9の演算結果は、回転停止位置座標値メモIJ
9 aに設定され、−数構出回路9bに入力される。
路図である。同図において、イニシャル点座標値メモリ
4a、アプローチ点座標値メモリ4b及び大成位置座標
値メモIJ 4 Cは、第1図における座標値設定メモ
リ4内の各メモリであり、それらに接続された一致検出
回路11a、llb及びllcが、第1図における到達
位置検出手段11を形成している。又、回転停止位置演
算手段9の演算結果は、回転停止位置座標値メモIJ
9 aに設定され、−数構出回路9bに入力される。
これらの−数構出回路11a、flb、llc及び9b
には、送り制御手段8からZ軸現在位置座標値データが
入力され、各座標値メモリからのデータと一致した場合
、イニシャル点到達信号。
には、送り制御手段8からZ軸現在位置座標値データが
入力され、各座標値メモリからのデータと一致した場合
、イニシャル点到達信号。
アプローチ点到達信号、穴底位置到達信号もしくは回転
停止位置到達信号をそれぞれ発する。以後の信号処理は
、タップが既に穴底位置に達した後の動作であるか否か
で異なるので、後記する穴底位置到達メモ+J 11
dに到達の有無が登録され、その登録結果は各アンドゲ
ート12a、12b。
停止位置到達信号をそれぞれ発する。以後の信号処理は
、タップが既に穴底位置に達した後の動作であるか否か
で異なるので、後記する穴底位置到達メモ+J 11
dに到達の有無が登録され、その登録結果は各アンドゲ
ート12a、12b。
12 c、 12 d、 12 e及び12gなど
へ確認信号として送られる。まずイニシャル点到達信号
は、アントゲ−)12aで穴底位置到達以前であること
を確認されたのち、早送り前進信号として送り制御手段
8へ指令される。アプローチ点到達信号はアンドゲート
12bもしくは12Cで穴底位置到達以前と以後に区別
され、穴底位置到達以前はアンドゲート12bから切削
送り前進信号として送り制御手段8へ指令され、到達以
後はアンドゲート12Cから早送り戻り信号として送り
制御手段8へ指令される。また、このアプローチ点到達
信号はアントゲ−)12eで穴底位置到達以前であるこ
とを確認されたのち、主軸正転信号として主軸駆動手段
6へ指令される。穴底位置到達信号はアンドゲート12
dで穴底位置到達以前であることと主軸回転速度がゼロ
に達したこととを確認されたのち切削送り戻り信号とし
て送り制御手段8へ指令される。この切削送り戻り信号
が指令されたことは穴底位置到達以後になったことを意
味するので、取出されて前記穴底位置到達メモリ11d
に入力され、到達の有無を登録することになる。この切
削送り戻り信号は、アンドゲート12gへも入力され、
主軸の逆転状態を示す信号との一致がオペアンプ12h
に設定された時間内に得られなければ、主軸駆動手段6
及び送り制御手段8の双方へアラームを発する。回転停
止位置到達信号はアントゲ−)12fで穴底位置到達以
前であることを確認されたのち、主軸停止逆転信号とし
て主軸駆動手段6へ指令される。
へ確認信号として送られる。まずイニシャル点到達信号
は、アントゲ−)12aで穴底位置到達以前であること
を確認されたのち、早送り前進信号として送り制御手段
8へ指令される。アプローチ点到達信号はアンドゲート
12bもしくは12Cで穴底位置到達以前と以後に区別
され、穴底位置到達以前はアンドゲート12bから切削
送り前進信号として送り制御手段8へ指令され、到達以
後はアンドゲート12Cから早送り戻り信号として送り
制御手段8へ指令される。また、このアプローチ点到達
信号はアントゲ−)12eで穴底位置到達以前であるこ
とを確認されたのち、主軸正転信号として主軸駆動手段
6へ指令される。穴底位置到達信号はアンドゲート12
dで穴底位置到達以前であることと主軸回転速度がゼロ
に達したこととを確認されたのち切削送り戻り信号とし
て送り制御手段8へ指令される。この切削送り戻り信号
が指令されたことは穴底位置到達以後になったことを意
味するので、取出されて前記穴底位置到達メモリ11d
に入力され、到達の有無を登録することになる。この切
削送り戻り信号は、アンドゲート12gへも入力され、
主軸の逆転状態を示す信号との一致がオペアンプ12h
に設定された時間内に得られなければ、主軸駆動手段6
及び送り制御手段8の双方へアラームを発する。回転停
止位置到達信号はアントゲ−)12fで穴底位置到達以
前であることを確認されたのち、主軸停止逆転信号とし
て主軸駆動手段6へ指令される。
主軸駆動手段6からは、主軸回転速度が取出され、ゼロ
一致検出回路6a及びマイナス−数構出回路6bでゼロ
に達したこととマイナス側へ逆転したこととを検出され
、主軸回転ゼロ信号は前記穴底位置到達の確認に使用さ
れ、主軸逆転中信号は前記アラームの判断に使用される
。
一致検出回路6a及びマイナス−数構出回路6bでゼロ
に達したこととマイナス側へ逆転したこととを検出され
、主軸回転ゼロ信号は前記穴底位置到達の確認に使用さ
れ、主軸逆転中信号は前記アラームの判断に使用される
。
第3図は本発明における主軸の駆動動作と送り動作との
関係を対照するグラフで、横軸に時間を示し、縦軸に主
軸の回転数及び送り速度を示している。第3図において
、時期tsは回転停止位置到達信号が発せられた時期で
、回転及び送り動作は加減速時定数に従って減速し、時
期t0に停止する。穴底位置の到達と主軸の回転ゼロが
確認されると、切削送り戻り指令が発せられ、制御遅れ
時間を経たのちの時期tbに主軸の逆転が開始する。前
記切削送り戻り指令は、オペアンプ12h′により、時
期tbにタイミングを合せて戻り動作を開始させる。回
転及び送り動作は加減速時定数に従って調和して加速し
、時期tgに正常な回転数及び送り速度に復帰する。
関係を対照するグラフで、横軸に時間を示し、縦軸に主
軸の回転数及び送り速度を示している。第3図において
、時期tsは回転停止位置到達信号が発せられた時期で
、回転及び送り動作は加減速時定数に従って減速し、時
期t0に停止する。穴底位置の到達と主軸の回転ゼロが
確認されると、切削送り戻り指令が発せられ、制御遅れ
時間を経たのちの時期tbに主軸の逆転が開始する。前
記切削送り戻り指令は、オペアンプ12h′により、時
期tbにタイミングを合せて戻り動作を開始させる。回
転及び送り動作は加減速時定数に従って調和して加速し
、時期tgに正常な回転数及び送り速度に復帰する。
尚、本発明の加減速時定数を送り制御側だけでなく、主
軸駆動側へも付与し、両方の加減速時定数を一致させる
ことにより、主軸の回転とZ軸の戻しを一層完全に調和
させることができる。
軸駆動側へも付与し、両方の加減速時定数を一致させる
ことにより、主軸の回転とZ軸の戻しを一層完全に調和
させることができる。
以上、説明したとおり、本発明によれば、タップ加工時
に機械動作や制御の遅れを自動検出して適応制御し、比
較的簡単かつ安価なハードウェアで上質のタップ加工が
可能な自動ねじ加工装置を提供することができる。
に機械動作や制御の遅れを自動検出して適応制御し、比
較的簡単かつ安価なハードウェアで上質のタップ加工が
可能な自動ねじ加工装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の1実施例の構成図、第2図は実施例の
信号処理の一例の回路図、第3図は実施例のタイミング
の説明図、第4図は従来例のタイミングの説明図、第5
図はねじ切り加工の説明図である。 1;CPU。 3;NC加工プログラムメモリ、 6;主軸駆動手段、 8;送り制御手段、 9;回転停止位置演算手段、 10;加減速時定数付加手段。 特許出願人 日立精機株式会社 第2図 チ 第3図 s 第4図
信号処理の一例の回路図、第3図は実施例のタイミング
の説明図、第4図は従来例のタイミングの説明図、第5
図はねじ切り加工の説明図である。 1;CPU。 3;NC加工プログラムメモリ、 6;主軸駆動手段、 8;送り制御手段、 9;回転停止位置演算手段、 10;加減速時定数付加手段。 特許出願人 日立精機株式会社 第2図 チ 第3図 s 第4図
Claims (1)
- NC加工プログラムにより主軸の回転速度を指示する主
軸駆動手段と、該NC加工プログラムによりタップの穴
底位置及び主軸の送り速度を指示する送り制御手段とを
備えた自動ねじ加工装置において、予め回転動作の遅れ
を演算し、穴底位置の手前に主軸の回転停止位置を設定
する回転停止位置演算手段と、送り制御手段の動作を主
軸駆動手段の動作にほぼ一致させる加減速時定数付加手
段とを備え、タップの適応制御を行うことを特徴とする
自動ねじ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3214887A JPS63200913A (ja) | 1987-02-13 | 1987-02-13 | 自動ねじ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3214887A JPS63200913A (ja) | 1987-02-13 | 1987-02-13 | 自動ねじ加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63200913A true JPS63200913A (ja) | 1988-08-19 |
Family
ID=12350824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3214887A Pending JPS63200913A (ja) | 1987-02-13 | 1987-02-13 | 自動ねじ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63200913A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02292122A (ja) * | 1989-04-28 | 1990-12-03 | Okuma Mach Works Ltd | 数値制御方法及びその装置 |
| JPH03178721A (ja) * | 1989-12-07 | 1991-08-02 | Okuma Mach Works Ltd | 数値制御工作機械の同期タッピング装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5796722A (en) * | 1980-11-28 | 1982-06-16 | Fanuc Ltd | Control method of tapping |
| JPS60167731A (ja) * | 1984-02-03 | 1985-08-31 | Fanuc Ltd | タツピング加工方法 |
| JPS6389904A (ja) * | 1986-10-02 | 1988-04-20 | Mitsubishi Electric Corp | 数値制御装置 |
-
1987
- 1987-02-13 JP JP3214887A patent/JPS63200913A/ja active Pending
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| JPH03178721A (ja) * | 1989-12-07 | 1991-08-02 | Okuma Mach Works Ltd | 数値制御工作機械の同期タッピング装置 |
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