CN107838686A - 一种微型固推发动机自动脱模整形设备 - Google Patents
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Abstract
一种微型固推发动机自动脱模整形设备,包括上/下料工位、旋转工作台工位、工件转移工位、芯棒脱模工位、定位环脱模工位、堵头自动拆卸工位、底座拆卸工位、整形工位与称重适配工位。本发明的多工位设计,实现了较高的设备空间利用率,提高了工序的高效性。通过多处导向与缓冲设计,保证了堵头环切的安全性;通过切刀与刮刀的配合使用以及切刀的分步进刀设计,避免了刀具对壳体及药柱的损伤;通过定位销设计,可通用于宽尺寸范围与宽整形高度的工件的脱模整形;本发明通过远程控制可实现无人操作,整形速度为4发/分钟,整形精度±0.5mm,可满足外形在∮100×300mm以内的同类产品的自动脱模整形需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种固推发动机装药成型后的脱模整形设备,尤其是涉及一种微型固推发动机自动脱模整形设备。
背景技术
固推发动机是我国国防与航天事业中最为主要的动力装置之一,其使用的燃料为固体推进剂。微型固推发动机壳体外径一般为20mm至50mm,装药量为10g至1000g,一般为翼型药面的通孔酒杯状结构,上下端口均为安装配合螺纹。该类发动机典型的特征为:结构尺寸小,药柱燃速高,药型复杂,整形精度要求高,一般采用配套底座、堵头、定位环的浇注插芯成型的制作方式。脱模整形工艺常采用手工操作方式,存在脱模工艺繁琐,整形安全风险大,操作效率低下以及内翼孔端面不平整等质量弊端。因此,需设计一种微型微型固推发动机自动脱模整形设备解决上述问题,提高生产效率。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足而提供一种微型固推发动机自动脱模整形设备,具有较高的自动化程度与工作效率,整形高度可调,适用性强。
本发明的技术方案是:包括上/下料工位、旋转工作台工位、工件转移工位、芯棒脱模工位、定位环脱模工位、堵头自动拆卸工位、底座拆卸工位、整形工位与称重适配工位;所述芯棒脱模工位包括控制第三气动抓手25抓取待脱模芯棒的第二组合气缸,控制栅栏水平移动的第三组合气缸装于芯棒收集台上;所述定位环脱模工位包括控制第四气动抓手抓取待脱模定位环的第四组合气缸,定位环收集箱;所述堵头自动拆卸工位包括固定套筒,控制固定套筒上下运动的第一伸缩气缸,滑动套筒、第一导杆装于固定套筒内且与固定套筒同轴,固定套筒内设有起缓冲作用的第一弹簧,滑动套筒内设有起缓冲作用的第二弹簧,滑动套筒下端外沿设有第一定位盘,第一导杆底部设有环切刀,还包括与环切刀配合使用的第一气动抓手;还包括控制固定板、顶杆、第二定位盘上下运动的第四伸缩气缸;第三定位盘下端设有第二滑道,第二滑道下方设有堵头收集箱;所述底座拆卸工位包括带动第一气动抓手上下活动的第二伸缩气缸,通过超越离合器带动第一气动抓手间歇式同方向旋转的第一旋转气缸(37),第一气动抓手下端连第一接有滑道;所述超越离合器与第一旋转气缸分别装于第二伸缩气缸通孔结构的活动端上下两侧,且与第二伸缩气缸的活动端的通孔同轴;所述整形工位包括用于驱动主动轮旋转的第三旋转气缸,第三旋转气缸通过皮带驱动从动轮旋转;从动轮端面装有与微型固推发动机大口端匹配的第四定位盘,弓形板一端设有与微型固推发动机小口端匹配的第五定位盘;还包括控制弓形板水平旋转、第五定位盘上下活动的旋转压紧气缸,带动用于切除微型固推发动机内壁药段的切刀水平运动的第三滑台气缸,带动用于刮除微型固推发动机内壁药段刮刀上下运动的第二滑台气缸,还包括控制第二滑台气缸水平移动、第三滑台气缸上下移动的第一滑台气缸;所述切刀周围设有第一抽气罩,刮刀周围设有第二抽气罩;所述称重适配工位包括中部为通孔的柱型称量托台,称量托台上端有与整形后内腔药柱的微型固推发动机壳体端面完全接触的环带,称量托台下端与称重传感器连接;还包括控制适配杆在称量托台通孔中沿第三导杆上下活动的第八伸缩气缸。
所述上/下料工位、旋转工作台工位、工件转移工位、芯棒脱模工位、定位环脱模工位、堵头自动拆卸工位、底座拆卸工位、整形工位与称重适配工位可由智能开关控制,也可以由人工控制。
所述上/下料工位包括上/下料工位包括上/下料车(1)、上/下料台(3)、用于转移料盘的第一组合气缸。
所述旋转工作台工位包括旋转台面与基座。
所述栅栏槽深与待脱模芯棒匹配。
所述上/下料台与旋转工作台工位之间设有机械手。
所述基座设有底座收集箱与堵头收集箱。
本发明的有益效果在于:旋转工作台多工位设计,实现了较高的设备空间利用率;通过多处导向与缓冲设计,保证了堵头环切的安全性;通过切刀与刮刀的配合使用以及切刀的分步进刀设计,避免了刀具对壳体及药柱的损伤;通过定位销设计,可通用于宽尺寸范围与宽整形高度的工件的脱模整形;通过设计留有通气孔的端口定位方式,可以配套吹扫气进行残屑清理;通过简单设计使称量适配一体化,提高了工序的高效性;通过脱模整形与称重适配整体式设计,具有较高的信息化程度;通过两台伸缩气缸活动端连接的方式,实现了工件转移过程中的三个固定点的定位;通过工件转移过程中的顶堵头工位设计,避免了工件重复翻转;通过堵头环切与卸堵头的一体式设计,提高了工位能力;通过旋转气缸与伸缩气缸的配合使用,实现了卸底座过程中的旋转与下移的同步;通过机械手设计,实现了上/下料一体式结构;通过工件托台与各工位的对应设计,实现了简单有效的工件抓取定位方式;借助工件本身的底座结构,实现了脱模过程中工件下端的固定;通过滑道的设计将芯棒收集到指定点横置,便于推入规整箱。本发明通过远程控制可实现无人操作,整形速度为4发/分钟,整形精度±0.5mm,可满足外形在∮100×300mm以内的同类产品的自动脱模整形需求。
附图说明
图1为微型固推发动机脱模整形前示意图。
图2为本发明的俯视图。
图3为芯棒脱模、定位环脱模、堵头环切与底座脱模工位示意图。
图4为堵头环切工位剖视图。
图5为底座脱模工位示意图。
图6为堵头顶出工位示意图。
图7为端面整形工位示意图。
图8为端面整形工位俯视图。
图9为端面整形工位局部剖视图。
图10为称量适配工位示意图。
具体实施方式
如图1所示,芯棒84、定位环86、药柱88均从微型固推发动机壳体87的大口端装于微型固推发动机内,微型固推发动机壳体87的小口端装有堵头89,通常装药时采用底座90与堵头89的螺纹连接处85进行螺纹连接堵住微型固推发动机小口端。
如图2所示,本发明包括上/下料工位、旋转工作台工位、工件转移工位、芯棒脱模工位、定位环脱模工位、堵头自动拆卸工位、底座拆卸工位、整形工位与称重适配工位。上/下料工位、旋转工作台工位、工件转移工位、芯棒脱模工位、定位环脱模工位、堵头自动拆卸工位、底座拆卸工位、整形工位与称重适配工位可由智能开关控制,也可以由人工控制。上/下料工位包括上/下料车1、上/下料台3、用于转移料盘的第一组合气缸5。上/下料车1设有多层料盘2,上/下料台3设有不合格品放置区4。上/下料台3与旋转工作台模块之间设有转移微型固推发动机的机械手6。旋转工作台包括旋转台面7与基座8。旋转台面7沿圆周均匀设有通孔的与微型固推发动机壳体匹配的若干个托台9。基座8设有固定微型固推发动机底座的第一底座卡扣、第二底座卡扣、底座收集箱18与堵头收集箱20等。上料工作方式为,先启动机械手6将待整形脱模的微型固推发动机从料盘2转移至工件托台9中,完成上料工位;下料工作方式为,启动旋转台面7带动工件回到上料原点,启动机械手6将工件从工件托台9中转移至料盘2原位或不合格品放置区4。完成上下料工序。所述芯棒脱模工位包含第二组合气缸10与芯棒收集台11,第二组合气缸10的活动端设有抓取芯棒的第三气动抓手25。芯棒收集台11包含多条倾斜式栅栏12,栅栏12槽深与微型固推发动机芯棒匹配,芯棒收集台11设置有控制栅栏12水平步进运动的第三组合气缸13。启动旋转台面7带动工件托台9中工件到达芯棒脱模工位,底座被第一底座卡扣26卡主;启动第二组合气缸10带动第三气动抓手25将芯棒抓取后从工件中拔出并转移至芯棒收集台11的栅栏12中;当栅栏12收集到一定数量芯棒后,启动第三组合气缸13按序移动栅栏,直至芯棒全部规整。完成芯棒脱模工序。定位环脱模工位包含第四组合气缸14与定位环收集箱15,第四组合气缸14的活动端设有抓取定位环的第四气动抓手27。启动旋转台面7带动工件托台9中工件到达定位环脱模工位,底座被第二底座卡扣卡主;启动第四组合气缸14带动第四气动抓手27将定位环抓取后从工件中拔出并转移至定位环收集箱15中,完成定位环脱模工序。
如图3所示,芯棒脱模工位包含第二组合气缸与芯棒收集台。第二组合气缸的活动端设有抓取芯棒的第三气动抓手25。芯棒收集台包含多条倾斜式栅栏,栅栏槽深与芯棒匹配。芯棒收集台设有控制栅栏水平步进运动的第三组合气缸。启动旋转台面带动托台中微型固推发动机到达芯棒脱模工位。第一底座卡扣26卡住微型固推发动机底座;启动第二组合气缸带动第三气动抓手25将芯棒抓取后从微型固推发动机中拔出并转移至芯棒收集台的栅栏中。当栅栏收集到一定数量芯棒后,启动第三组合气缸按序移动栅栏,直至芯棒全部规整。完成芯棒脱模工序。定位环脱模工位包含第四组合气缸与定位环收集箱,第四组合气缸的活动端设有抓取定位环的第四气动抓手27。启动旋转台面带动托台中微型固推发动机到达定位环脱模工位,底座被第二底座卡扣28卡住。启动第四组合气缸带动第四气动抓手27将定位环抓取后从微型固推发动机中拔出并转移至定位环收集箱中,完成定位环脱模工序。
如图4所示,第一伸缩气缸16带动固定套筒34进而带动滑动套筒35与第一导杆39上下运动,第三伸缩气缸设有抓微型固推发动机的第五气动抓手31,第一伸缩气缸16的活动端设有同轴的固定套筒34、第一导杆39与滑动套筒35,第一导杆39通过螺栓40固定在固定套筒34的中心,第一导杆39中部设有第一卡箍43、底部设有与微型固推发动机堵头匹配的冲子结构的环切刀45;固定套筒34内设有围绕第一导杆39的第一弹簧41,第一弹簧41上端与固定套筒34连接、下端与第一卡箍43的上端连接。滑动套筒35位于固定套筒34内,下端外沿设有与微型固推发动机大口端匹配的第一定位盘44,内沿为与第一导杆39匹配的套筒结构。滑动套筒35内设有围绕第一导杆39的第二弹簧42,第二弹簧42的上端与第一卡箍43的下端连接,下端与滑动套筒35的下端连接。启动旋转台面7带动托台9中的微型固推发动机到达堵头环切工位,启动第五气动抓手31将微型固推发动机抓取固定后,启动第一伸缩气缸16先带动第一定位盘44将微型固推发动机大口端压住,同时带动环切刀45继续向下进行堵头环切操作;直至将微型固推发动机内的堵头环切至一定深度后第一伸缩气缸16复位,带动第一定位盘44与环切刀45复位,完成微型固推发动机的堵头环切。
如图5所示,所述底座脱模工位包含第一气动抓手17、超越离合器38、第一旋转气缸37、第二伸缩气缸32、第一滑道46等;第一气动抓手17与微型固推发动机的螺纹连接底座匹配,固定在超越离合器38上方的活动端;第一气动抓手17下端连接有第一滑道46;超越离合器38与第一旋转气缸37分别固定在第二伸缩气缸32的活动端上下两侧,超越离合器38的底部与第一旋转气缸37活动端的***连接。先启动第二伸缩气缸32带动第一气动抓手17上升至指定位置;然后启动第一气动抓手17抓紧螺纹连接底座;接着关闭第二伸缩气缸32同时卸气压;启动第一旋转气缸37,通过超越离合器38将回转动作转化为每次90度间歇式同方向旋转动作带动第一气动抓手17旋转螺纹连接底座;关闭第二伸缩气缸32,第二伸缩气缸32内气压卸载,其活动端处于自由落体状态,固能实现在旋转螺纹连接底座的同时同步下落,直至完成螺纹连接底座的拆卸。最后,螺纹连接底座拆卸完毕后,第一气动抓手17松开底座,底座在重力作用下落入第一滑道46,并滑入底座收集箱,完成微型固推发动机的底座脱模。
如图6所示,第四伸缩气缸53控制上下运动,第四伸缩气缸53设有固定板58、滑动板62与第二导杆59。第二导杆59中部安装第二卡箍61,周围设有第三弹簧60。第三弹簧60下端与第二卡箍61上端连接、上端与固定板58连接。滑动板62下端装有顶杆57,顶杆57垂直穿过第二定位盘63。第二导杆59垂直穿过固定板58与滑动板62,第二导杆59下端设有与微型固推发动机小口端匹配的第二定位盘63。第五伸缩气缸控制水平运动,第五伸缩气缸的活动端设有第二旋转气缸,第二旋转气缸设有抓取微型固推发动机的第六气动抓手。第七伸缩气缸64控制上下运动,第七伸缩气缸64活动端设有通孔的与微型固推发动机大口端匹配的第三定位盘65,第三定位盘65下端设有第二滑道66,第二滑道66下方设有堵头收集箱20。堵头环切模块完成堵头环切后,启动第六气动抓手抓取微型固推发动机,启动第二旋转气缸将第六气动抓手进行180度翻转,进而带动微型固推发动机180度翻转;启动第五伸缩气缸,将第二旋转气缸与第六气动抓手平移,进而带动微型固推发动机到达顶杆57与第三定位盘65之间;接着,启动第七伸缩气缸64,将第三定位盘65上移至托住微型固推发动机大口端;启动第四伸缩气缸53,一方面将固定板58下移,在第三弹簧60作用下带动第二定位盘63下移将微型固推发动机壳体小口端压住,另一方面将顶杆57下移,将堵头顶出;最后,顶出的堵头在重力作用下,落入第二滑道66中,并沿着第二滑道66滑入堵头收集箱20,同时第四伸缩气缸53与第七伸缩气缸64复位,完成堵头顶出工序。
如图7、8、9所示,端面整形工位包含第六伸缩气缸56、整形台21、旋转压紧气缸22与整形刀组件;第六伸缩气缸56的活动端与第五伸缩气缸54连接;旋转压紧气缸22设置有弓形板51,弓形板51一端设置有软质材质的与微型固推发动机小口端匹配的第五定位盘79。弓形板51有用于安装第一轴承74的凹形孔50。第五定位盘79安装在通孔的第一轴承74内,第一轴承74安装在弓形板51的凹形孔50内。带有通孔的从动轮49端面设有与微型固推发动机大口端匹配的第四定位盘73。主动轮52装配在第三旋转气缸76的活动端,从动轮49端面设有与微型固推发动机大口端匹配的第四定位盘73。从动轮49下端外侧设有第二轴承78,第二轴承78外侧设有整形罩75。第一滑台气缸67安装在整形台21下方,第一滑台气缸67控制第二滑台气缸68水平移动,第二滑台气缸68装在第一滑台气缸67的活动端上控制第三滑台气缸77上下移动,第三滑台气缸77装在第二滑台气缸68的活动端上控制切刀69水平移动。第三滑台气缸77的活动端上设有楔形结构硬质材质的切刀69;第二滑台气缸68的活动端上设有软质材质的刮刀70。切刀69的周围设有内沿与整形罩75外沿匹配的有抽气接口的第一抽气罩71。刮刀70的周围设有内沿与整形罩75外沿匹配的有抽气接口的第二抽气罩72。具体工作方式为:第一步,启动第六伸缩气缸56,带动第五伸缩气缸54,进而带动第二旋转气缸55与第六气动抓手36平移,进而带动微型固推发动机到达整形台21上的第四定位盘73上方。旋转压紧气缸22带动弓形板51旋转使第五定位盘79到达微型固推发动机上方后向下压紧将微型固推发动机固定,同时第六气动抓手36松开微型固推发动机。第二步,第二滑台气缸68启动,带动第三滑台气缸77上移至指定位置。第三滑台气缸77带动切刀69水平移动至指定位置,靠近微型固推发动机壳体内壁。第三步,第三旋转气缸76启动带动主动轮52旋转,通过皮带47带动从动轮49,进而带动微型固推发动机旋转,完成切药工序。切除药段通过第一抽气罩71同步收集于残药收集盒内。第四步,第三滑台气缸77带动切刀69水平回至原处;第二滑台气缸68带动第三滑台气缸77下移至原处。第一滑台气缸67启动,带动第二滑台气缸68水平移至指定位置;第二滑台气缸68启动,带动刮刀70上移至指定位置,靠近微型固推发动机内壁。第五步,第三旋转气缸76启动带动主动轮52旋转,通过皮带47带动从动轮49,进而带动微型固推发动机旋转,完成刮药工序。刮除药段通过第二抽气罩72同步收集于残药收集盒内。第六步,第二滑台气缸68启动,带动刮刀70下移至原处;第一滑台气缸67启动,带动第二滑台气缸68水平移至原处。第七步,旋转压紧气缸22启动带动弓形板51上升使第五定位盘79与微型固推发动机分离,然后弓形板51旋转回到原处。最后,启动第五伸缩气缸54,将第二旋转气缸55与第六气动抓手36平移,进而带动微型固推发动机到达整形台21上的第四定位盘73,启动第六气动抓手36抓取微型固推发动机,启动第二旋转气缸55带动第六气动抓手36将微型固推发动机旋转180°后,返回并将微型固推发动机放在托台9中。完成微型固推发动机药柱微型固推发动机端面整形工序。
如图10所示,称重适配工位包含柱型称量托台29与第八伸缩气缸82。柱型称量托台29的中部为通孔,称量托台29上端有与整形后内腔药柱的微型固推发动机壳体端面完全接触的环带,称量托台29下端与称重传感器81连接,称重传感器81装于称重适配台24上。第三导杆83装于称重适配台24上。第八伸缩气缸82控制适配杆80在称量托台29通孔中沿第三导杆83上下活动,适配杆80的外径小于微型固推发动机壳体内径,并能无接触穿过称量托台29的通孔。启动第六组合气缸23带动第二气动抓手19将微型固推发动机从托台中取出并旋转180度使大口朝下转移至称量托台29中。先将整形后内腔药柱的微型固推发动机置于称量托台29,使微型固推发动机壳体端面与托台平面完全接触。通过称重传感器81采集第一个称重数据M1,M1即为整形后的发动机重量。然后适配杆80在第八伸缩气缸82带动下向上顶出并超出托台平面一定高度H,高度H小于等于微型固推发动机壳体端面与整形端面之间的高度,H为目标整形深度。通过称重传感器81采集第二个称重数据M2;通过后台数据处理对整形深度进行评判,如果M1与M2相等,则表明适配杆80未与发动机的药柱的整形端面接触,即实际整形深度高于目标整形深度,判为整形深度合格,否则判为整形深度不合格。
Claims (7)
1.一种微型固推发动机自动脱模整形设备,其特征在于:包括上/下料工位、旋转工作台工位、工件转移工位、芯棒脱模工位、定位环脱模工位、堵头自动拆卸工位、底座拆卸工位、整形工位与称重适配工位;所述芯棒脱模工位包括控制第三气动抓手25抓取待脱模芯棒的第二组合气缸(10),控制栅栏(12)水平移动的第三组合气缸(13)装于芯棒收集台(11)上;所述定位环脱模工位包括控制第四气动抓手(27)抓取待脱模定位环的第四组合气缸(14),定位环收集箱(15);所述堵头自动拆卸工位包括固定套筒(34),控制固定套筒(34)上下运动的第一伸缩气缸(16),滑动套筒(35)、第一导杆(39)装于固定套筒(34)内且与固定套筒(34)同轴,固定套筒(34)内设有起缓冲作用的第一弹簧(41),滑动套筒(35)内设有起缓冲作用的第二弹簧(42),滑动套筒(35)下端外沿设有第一定位盘(44),第一导杆(39)底部设有环切刀(45),还包括与环切刀(45)配合使用的第一气动抓手(36);还包括控制固定板(58)、顶杆(57)、第二定位盘(63)上下运动的第四伸缩气缸(53);第三定位盘(65)下端设有第二滑道(66),第二滑道(67)下方设有堵头收集箱(20);所述底座拆卸工位包括带动第一气动抓手(17)上下活动的第二伸缩气缸(32),通过超越离合器(38)带动第一气动抓手(17)间歇式同方向旋转的第一旋转气缸(37),第一气动抓手(17)下端连第一接有滑道(46);所述超越离合器(38)与第一旋转气缸(37)分别装于第二伸缩气缸(32)通孔结构的活动端上下两侧,且与第二伸缩气缸(32)的活动端的通孔同轴;所述整形工位包括用于驱动主动轮(52)旋转的第三旋转气缸(76),第三旋转气缸(76)通过皮带(47)驱动从动轮(49)旋转;从动轮(49)端面装有与微型固推发动机大口端匹配的第四定位盘(73),弓形板(51)一端设有与微型固推发动机小口端匹配的第五定位盘(79),还包括控制弓形板(51)水平旋转、第五定位盘(79)上下活动的旋转压紧气缸(22),带动用于切除微型固推发动机内壁药段的切刀(69)水平运动的第三滑台气缸(77),带动用于刮除微型固推发动机内壁药段刮刀(70)上下运动的第二滑台气缸(68),还包括控制第二滑台气缸(68)水平移动、第三滑台气缸(77)上下移动的第一滑台气缸(67);所述切刀(69)周围设有第一抽气罩(71),刮刀(70)周围设有第二抽气罩(72);所述称重适配工位包括中部为通孔的柱型称量托台(29),称量托台(29)上端有与整形后内腔药柱的微型固推发动机壳体端面完全接触的环带,称量托台(29)下端与称重传感器(81)连接;还包括控制适配杆(80)在称量托台(29)通孔中沿第三导杆(83)上下活动的第八伸缩气缸(82)。
2.根据权利要求1所述的一种微型固推发动机自动脱模整形设备,其特征在于:所述上/下料工位、旋转工作台工位、工件转移工位、芯棒脱模工位、定位环脱模工位、堵头自动拆卸工位、底座拆卸工位、整形工位与称重适配工位可由智能开关控制,也可以由人工控制。
3.根据权利要求1所述的一种微型固推发动机自动脱模整形设备,其特征在于:所述上/下料工位包括上/下料工位包括上/下料车(1)、上/下料台(3)、用于转移料盘的第一组合气缸(5)。
4.根据权利要求1所述的一种微型固推发动机自动脱模整形设备,其特征在于:所述旋转工作台工位包括旋转台面(7)与基座(8)。
5.根据权利要求1所述的一种微型固推发动机自动脱模整形设备,其特征在于:所述栅栏(12)槽深与待脱模芯棒匹配。
6.根据权利要求2所述的一种微型固推发动机自动脱模整形设备,其特征在于:所述上/下料台(3)与旋转工作台工位之间设有机械手(6)。
7.根据权利要求3所述的一种微型固推发动机自动脱模整形设备,其特征在于:所述基座(8)设有底座收集箱(18)与堵头收集箱(20)。
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CN201710170166.1A Active CN107838686B (zh) | 2017-03-21 | 2017-03-21 | 一种微型固推发动机自动脱模整形设备 |
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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BE860572A (fr) * | 1976-11-05 | 1978-05-08 | Prodel Maurice | Machine a plusieurs postes pour l'assemblage et/ou l'usinage de pieces |
JP2001349806A (ja) * | 2000-06-06 | 2001-12-21 | Kubota Corp | エンジン検査装置 |
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-
2017
- 2017-03-21 CN CN201710170166.1A patent/CN107838686B/zh active Active
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