CN107907154B - 一种大型带温控箱高精度三轴卧式转台 - Google Patents
一种大型带温控箱高精度三轴卧式转台 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及大型带温控箱高精度三轴卧式转台,包括:底座,两组外框组件,外框组件上固定连接有外框温控箱转动关节,中框架,中框架的两端各与一组外框组件相连接,第一角度测量装置与外框组件相连接,两组中框组件均与中框架固定连接,中框组件上固定连接有中框温控箱转动关节;内框架与两组中框组件分别连接,所述内框架上安装有温控箱,所述温控箱通过温控箱安装板与内框架固定连接,第二角度测量装置与中框组件相连接,用于测量内框架的旋转角度;内框组件与内框固定连接;负载安装架与内框组件固定连接,圆光栅与内框组件相连接。本发明解决了传统台体框架跨度尺寸大、转台重量大、成本较高的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种三轴转台,特别是一种大型带温控箱高精度三轴卧式转台。
背景技术
传统带温控箱三轴转台包括外框机构、中框机构、内框机构、温控箱,其中外框机构包括:外框架、外框力矩电机、外框轴系、角编码A、旋转变压器A;中框机构包括:中框架、中框力矩电机、中框轴系、角编码B、旋转变压器B;内框机构包括:内框架、内框力矩电机、内框轴系、角编码C、负载安装架、温控箱。
外框机构位于转台最外端,由外框力矩电机和外框轴系组成驱动装置,通过外框力矩电机驱动外框回转,外框机构回转带动中框机构做旋转运动。中框机构由中框力矩电机和中框轴系成驱动装置,通过力矩电机驱动内框机构转动,带动其上安装的被测设备做旋转运动。内框机构由内框力矩电机和内框轴系组成驱动装置,通过内框力矩电机驱动负载安装架转动。温控箱在整个转台的最外侧。带温控箱三轴转台在大负载情况下的缺点是:第一,温控箱尺寸大,设备量大,成本高;第二,精度低,难以满足用户需求;第三,对转台中的元器件要求高,可靠性低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大型带温控箱高精度三轴卧式转台,解决台体框架跨度尺寸大、谐振频率低、转台重量大、成本较高的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:
本发明提供一种大型带温控箱高精度三轴卧式转台,包括:
底座,所述底座为开口向上的U型底座,包括底壁、第一侧壁和第二侧壁,所述第一侧壁和第二侧壁连接在底壁的两端;
两组外框组件,所述两组外框组件分别与第一侧壁和第二侧壁固定连接,外框组件上固定连接有外框温控箱转动关节;
中框架,所述中框架的两端各与一组外框组件相连接,所述中框架在两组外框组件的带动下做旋转运动;
第一角度测量装置,所述第一角度测量装置与外框组件相连接,用于测量中框架的旋转角度;
两组中框组件,所述两组中框组件均与中框架固定连接,中框组件上固定连接有中框温控箱转动关节;
内框架,所述内框架与两组中框组件分别连接,并在中框组件的带动下做旋转运动,所述内框架上安装有温控箱,所述温控箱通过温控箱安装板与内框架固定连接,所述外框温控箱转动关节通过管路与中框温控箱转动关节相连通,所述中框温控箱转动关节通过管路与温控箱相连通;
第二角度测量装置,所述第二角度测量装置与中框组件相连接,用于测量内框架的旋转角度;
内框组件,所述内框组件与内框架固定连接;
负载安装架,所述负载安装架与内框组件固定连接,并在内框组件的带动下转动;
圆光栅,圆光栅与内框组件相连接,用于测量负载安装架的旋转角度。
本发明的有益效果是:本发明的大型带温控箱高精度三轴卧式转台,取消传统的将整个转台放置到大温控箱,采用小温控箱安装在转台内框的方式,解决了温控箱尺寸大、设备量大、成本高、可靠性低等问题。
进一步,每组所述外框组件包括外框轴系、外框轴承座和外框力矩电机,所述外框轴承座与第一侧壁或第二侧壁固定连接,所述外框轴系套设在外框轴承座内并与外框轴承座转动连接,所述外框力矩电机的输出轴与外框轴系相连接,所述外框力矩电机与外框轴承座固定连接;所述中框架与外框轴系相连接,并在外框轴系的带动下做旋转运动;所述第一角度测量装置固定连接在外框力矩电机的外侧。
上述进一步方案的有益效果在于:提供一种的具体的外框组件的驱动方式,其中所述外框轴系包括转动连接的旋转轴和成对角接触球轴承31。这一外框组件的连接方式,能够不通过传统的伺服电机、行星减速器、末级齿轮的传动方式的实现回转轴系的转动驱动,从而解决了设备量大、成本高、可靠性低等问题。
进一步,所述外框组件还包括外框罩,所述外框罩设置在外框轴承座外侧,并与底座通过螺钉固定连接。
上述进一步方案的有益效果在于:外框罩的设置一方面是能够将其的细节组件包裹在其内,从外形上看,更加整齐美观,另一方面能够避免外界的粉尘进入各个部件的连接处,影响使用寿命。
进一步,每组所述中框组件包括中框轴系和中框力矩电机,所述中框力矩电机与中框架固定连接,所述中框轴系的一端与中框力矩电机的输出轴连接;所述第二角度测量装置固定连接在外框力矩电机的外侧。
上述进一步方案的有益效果在于:提供一种的具体的中框组件的驱动方式,其中所述中框轴系包括转动连接的旋转轴和成对角接触球轴承31,从而解决了设备量大、成本高、可靠性低等问题。
进一步,所述中框组件还包括中框罩,所述中框罩设置在中框轴承座外侧,并与底座通过螺钉固定连接。
上述进一步方案的有益效果在于:中框罩的设置一方面是能够将其的细节组件包裹在其内,从外形上看,更加整齐美观,另一方面能够避免外界的粉尘进入各个部件的连接处,影响使用寿命。
进一步,所述内框组件包括内框轴系和内框力矩电机,所述内框力矩电机与内框固定连接,所述内框轴系与内框力矩电机的输出轴相连接;所述圆光栅置于内框力矩电机外侧并与内框力矩电机相连接。
上述进一步方案的有益效果在于:提供一种的具体的内框组件的驱动方式,其中所述内框轴系包括转动连接的内框轴和成对角接触球轴承31,所述内框轴为中空轴,所述负载安装架固定连接在内框轴上,从而解决了设备量大、成本高、可靠性低等问题。
进一步,还包括室外压缩机,所述室外压缩机通过管路与外框温控箱转动关节相连通。
上述进一步方案的有益效果在于:有效的实现室外压缩机与温控箱的连通,在保证精度效果的同时,能够满足小体积的温控箱的实现,有效的缩小了设备的体积,方便使用,并且减低制造成本。
进一步,所述第一角度测量装置和第二角度测量装置均为角编码器,其中,所述第一角度测量装置为角编码器A,所述第二角度测量装置为角编码器B。
上述进一步方案的有益效果在于:选择角编码器作为测量中框架和内框架的转动角度的角度测量装置,结合其功能上的限定较小,能够更好的进行角度的测量,从而更好的解决台体框架精度低、谐振频率低的问题。
进一步,还包括锁定销A和锁定销B,锁定销A连接在外框组件外侧,锁定销B连接在中框架底部,当锁定销A和锁定销B均解锁时,中框架可以转动,当锁定销A和锁定销B其中至少一个锁定时,中框架处于锁定状态,不能转动。
上述进一步方案的有益效果在于:锁定销的设置,能够限定其在非使用状态下不能发生转动位移,从而减少了矫正的难度,并且使其使用起来更为安全可靠。
进一步,还包括外框缓冲器,所述外框缓冲器通过外框缓冲器支架安装在底座的底壁上,所述外框缓冲器的高度与外框组件的高度相适配,用于限定外框组件的运动范围。
上述进一步方案的有益效果在于:外框缓冲器的设置,能够有效的限定外框组件的运动范围,进而进一步限定中框架的运动范围,有效的保证转台的精度和准度。
附图说明
图1.一种大型带温控箱高精度三轴卧式转台主视图,
图2.一种大型带温控箱高精度三轴卧式转台俯视图,
图3.一种大型带温控箱高精度三轴卧式转台侧视图,
图4.一种大型带温控箱高精度三轴卧式转台剖视图,
图5.一种大型带温控箱高精度三轴卧式转台内框机构局部剖视图。
附图标记说明:
1.角编码器A,2.角编码器B,3.中框架,4.U型底座,5.锁定销A,7. 外框轴承座A,8.外框轴承座B,9.外框力矩电机A,10.外框力矩电机B, 11.外框轴系A,12外框轴系B,13.外框罩A,14.外框罩B,15.中框轴系A, 16.中框轴系B,17.中框力矩电机A17,18.中框力矩电机B,19.中框罩A, 20.中框罩B,21.外框缓冲器A,22.外框缓冲器B,23.外框缓冲器支架A, 24.外框缓冲器支架B,25.锁定销B,26.内框力矩电机,27.内框轴系,28. 内框架,29.圆光栅,30.负载安装架,31.成对角接触球轴承31,32.旋转轴, 33.锁紧螺母,34.内框轴,35.测试负载,36.外框温控箱旋转关节,37.中框温控箱旋转关节,38.管路,40.温控箱安装板,41.温控箱。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
附图1-5 给出了一种具体的大型带温控箱高精度三轴卧式转台的结构,包括:角编码器A1、中框架3、角编码器B2、内框架28、圆光栅29、负载安装架30,还包括:U型底座4、外框轴承座A7、外框轴承座B8、外框力矩电机A9、外框力矩电机B10、外框轴系A11、外框轴系B12、成对角接触球轴承31、旋转轴32、锁紧螺母33、外框罩A13、外框罩B14、锁定销A5、外框缓冲器A21、外框缓冲器B22、外框缓冲器支架A23、外框缓冲器支架 B24、中框罩A19、中框罩B20、锁定销B25、中框力矩电机A17、中框力矩电机B18、中框轴系A15、中框轴系B16、内框力矩电机26、内框轴系27、内框轴、测试负载35。
外框轴系A11由成对角接触球轴承31与旋转轴32组成,成对角接触球轴承31安装在旋转轴32上,有锁紧螺母33固定。外框轴系B12与外框轴系A11结构类似。中框轴系A15、中框轴系B16、内框轴系27均与外框轴系A11类似。外框轴系A11和外框力矩电机A9置于外框轴承座A7的内部,外框轴承座A7置于U型底座4一端,并螺钉固定;外框轴系B12和外框力矩电机B10置于外框轴承座B8的内部,外框轴承座B8置于U型底座4另一端,并螺钉固定;外框力矩电机A9置于外框轴系A11的外侧,并用螺钉固定;外框力矩电机B10置于外框轴系B12的外侧,并用螺钉固定;角编码器 A置于外框力矩电机A9的外侧,并用螺钉固定;外框温控箱转动关节36置于外框力矩电机B10的外侧,并用螺钉固定;外框罩A13置于外框轴承座A7 的外侧,并用螺钉固定;外框罩B14置于外框轴承座B8的外侧,并用螺钉固定;锁定销A5置于外框轴承座A7的外侧,并螺钉固定;外框缓冲器A21 安装在外框缓冲器支架A23上,并螺钉固定;外框缓冲器支架A23安装在U 型底座4上,并螺钉固定;外框缓冲器B22安装在外框缓冲器支架B24上,并螺钉固定;外框缓冲器支架B24安装在U型底座4上,并螺钉固定;中框架3为八边形框架结构,置于外框轴承座A7和外框轴承座B8之间,并螺钉固定;中框轴系A15和中框力矩电机A17置于中框架3一端,并螺钉固定;中框轴系B16和中框力矩电机B18置于中框架3另一端,并螺钉固定;中框力矩电机A17置于中框轴系A15的外侧,并用螺钉固定;中框力矩电机B18 置于中框轴系A15的外侧,并用螺钉固定;角编码器B2置于中框力矩电机 A17外侧,并螺钉固定;中框温控箱转动关节37置于中框力矩电机B18的外侧,并用螺钉固定;中框罩A19置于中框力矩电机A17外侧并螺钉固定;中框罩B20置于中框力矩电机B18外侧,并螺钉固定;锁定销B25置于中框架 3底部,并螺钉固定;内框架28为环形结构。内框架28置中框轴系A15与中框轴系B16之间,并通过螺钉固定。温控箱41置于内框架28上,通过温控箱安装板40固定在内框架28上;内框力矩电机26和内框轴系27置于内框架28内,并螺钉固定;内框力矩电机26置于内框轴系27的外侧;圆光栅29置于内框力矩电机26外侧,并螺钉固定;负载安装架30置于内框轴上端面,并螺钉固定;内框轴为内中空结构。测试负载35置于负载安装架30上,并螺钉固定。压缩机放置在室外,压缩机与外框温控箱旋转关节36 之间用管路38连接;外框温控箱旋转关节36与中框温控箱旋转关节37用管路38连接。
一种大型带温控箱高精度三轴卧式转台工作时,首先将被测试负载35 置于负载安装架30上,并螺钉固定,锁定销A5、锁定销B25处于解锁状态,给大角加速度三轴转台加电,操作控制界面,分别依次输入外框、中框、内框所需要的位置角度,然后转台由外框力矩电机A9和外框力矩电机B10分别驱动外框轴系A11和外框轴系B12带动中框架3做旋转运动,通过角编码器A1进行位置和速度反馈并定位;由中框力矩电机A17和中框力矩电机B18 分别驱动中框轴系A15和中框轴系B16带动内框架28做回转运动,通过角编码器B2进行位置和速度反馈并定位;内框力矩电机26驱动内框轴系27 带动负载安装架30做回转运动,通过圆光栅29进行位置反馈并定位;外框缓冲器A21、外框缓冲器B22用于限定外框机构的运动范围。工控机开始测试、记录、保存数据。在操作界面依次输入不同的角度数值,可以进行不同位置的测试、记录、数据保存。完成整个工作后,关闭控制界面、工控机、总电源,完成测试工作。
本发明的一种大型带温控箱高精度三轴卧式转台工作时,首先将被测试负载置于负载安装架上,并螺钉固定,锁定销A5、锁定销B25处于解锁状态,给大角加速度三轴转台加电,操作控制界面,分别依次输入外框、中框、内框所需要的位置角度,然后转台由外框力矩电机A9和外框力矩电机B10分别驱动外框轴系A11和外框轴系B12带动中框架做旋转运动,通过角编码器 A进行位置和速度反馈并定位;由中框力矩电机A17和中框力矩电机B18分别驱动中框轴系A15和中框轴系B16带动内框架做回转运动,通过角编码器 B2进行位置和速度反馈并定位;内框力矩电机26驱动内框轴系27带动负载安装架30做回转运动,通过圆光栅进行位置反馈并定位;外框缓冲器A21、外框缓冲器B22用于限定外框机构的运动范围。工控机开始测试、记录、保存数据。在操作界面依次输入不同的角度数值,可以进行不同位置的测试、记录、数据保存。完成整个工作后,关闭控制界面、工控机、总电源,完成测试工作。
也就是说,本发明提供一种本发明提供一种大型带温控箱高精度三轴卧式转台,包括:底座,所述底座为U型底座,包括底壁、第一侧壁和第二侧壁,所述第一侧壁和第二侧壁连接在底壁的两端;两组外框组件,所述两组外框组件分别与第一侧壁和第二侧壁固定连接,外框组件上固定连接有外框温控箱转动关节;中框架,所述中框架的两端各与一组外框组件相连接,所述中框架在两组外框组件的带动下做旋转运动;第一角度测量装置,所述第一角度测量装置与外框组件相连接,用于测量中框架的旋转角度;两组中框组件,所述两组中框组件均与中框架固定连接,中框组件上固定连接有中框温控箱转动关节;内框架,所述内框架与两组中框组件分别连接,并在中框组件的带动下做回转运动,所述内框架上安装有温控箱,所述温控箱通过温控箱安装板与内框架固定连接;第二角度测量装置,所述第二角度测量装置与中框组件相连接,用于测量内框架的旋转角度;内框组件,所述内框组件与内框固定连接;负载安装架,所述负载安装架与内框组件固定连接,并在内框组件的带动下转动;圆光栅,圆光栅与内框组件相连接,用于测量负载安装架的旋转角度。还包括室外压缩机,所述室外压缩机通过管路与外框温控箱转动关节相连通,所述外框温控箱转动关节通过管路与中框温控箱转动关节相连通,所述中框温控箱转动关节通过管路与温控箱相连通。
每组所述外框组件包括外框轴系、外框轴承座和外框力矩电机,所述外框轴承座与第一侧壁或第二侧壁固定连接,所述外框轴系套设在外框轴承座内并与外框轴承座转动连接,所述外框力矩电机的输出轴与外框轴系相连接,所述外框力矩电机与外框轴承座固定连接;所述中框架与外框轴系相连接,并在外框轴系的带动下做旋转运动;所述第一角度测量装置固定连接在外框力矩电机的外侧。提供一种的具体的外框组件的驱动方式,其中所述外框轴系包括转动连接的旋转轴和成对角接触球轴承。这一外框组件的连接方式,能够不通过传统的伺服电机、行星减速器、末级齿轮的传动方式的实现回转轴系的转动驱动,从而解决了台体框架跨度尺寸大、转动惯量大、精度低、谐振频率低等问题。
所述外框组件还包括外框罩,所述外框罩设置在外框轴承座外侧,并与底座通过螺钉固定连接。外框罩的设置一方面是能够将其的细节组件包裹在其内,从外形上看,更加整齐美观,另一方面能够避免外界的粉尘进入各个部件的连接处,影响使用寿命。
每组所述中框组件包括中框轴系和中框力矩电机,所述中框力矩电机与中框架固定连接,所述中框轴系的一端与中框力矩电机的输出轴连接;所述第二角度测量装置固定连接在外框力矩电机的外侧。提供一种的具体的中框组件的驱动方式,其中所述中框轴系包括转动连接的旋转轴和成对角接触球轴承。这一中框组件的连接方式,能够不通过传统的伺服电机、行星减速器、末级齿轮的传动方式的实现回转轴系的转动驱动,从而解决了台体框架跨度尺寸大、转动惯量大、精度低、谐振频率低等问题。
所述中框组件还包括中框罩,所述中框罩设置在中框轴承座外侧,并与底座通过螺钉固定连接。中框罩的设置一方面是能够将其的细节组件包裹在其内,从外形上看,更加整齐美观,另一方面能够避免外界的粉尘进入各个部件的连接处,影响使用寿命。
所述内框组件包括内框轴系和内框力矩电机,所述内框力矩电机与内框固定连接,所述内框轴系与内框力矩电机的输出轴相连接;所述圆光栅置于内框力矩电机外侧并与内框力矩电机相连接。提供一种的具体的内框组件的驱动方式,其中所述内框轴系包括转动连接的内框轴和成对角接触球轴承,所述内框轴为中空轴,所述负载安装架固定连接在内框轴上。这一中框组件的连接方式,能够不通过传统的伺服电机、行星减速器、末级齿轮的传动方式的实现回转轴系的转动驱动,从而解决了台体框架跨度尺寸大、转动惯量大、精度低、谐振频率低等问题。
所述第一角度测量装置和第二角度测量装置均为角编码器,选择角编码器作为测量中框架和内框架的转动角度的角度测量装置,结合其功能上的限定较小,能够更好的进行角度的测量,从而更好的解决台体框架精度低、谐振频率低的问题。
还包括锁定销A和锁定销B,锁定销A连接在外框组件外侧,锁定销B 连接在中框架底部,但锁定销A和锁定销B均解锁时,中框架可以转动,当锁定销A和锁定销B均锁定时,中框架处于锁定状态,不能转动。锁定销的设置,能够限定其在非使用状态下不能发生转动位移,从而减少了矫正的难度,并且使其使用起来更为安全可靠。
还包括外框缓冲器,所述外框缓冲器通过外框缓冲器支架安装在底座的底壁上,所述外框缓冲器的高度与外框组件的高度相适配,用于限定外框组件的运动范围。外框缓冲器的设置,能够有效的限定外框组件的运动范围,进而进一步限定中框架的运动范围,有效的保证转台的精度和准度。
本发明的大型带温控箱高精度三轴卧式转台,取消了传统的伺服电机、行星减速器、末级齿轮的传动方式,采用力矩电机驱动回转轴系的方式,解决了台体框架跨度尺寸大、转动惯量大、精度低、谐振频率低等问题。以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种大型带温控箱高精度三轴卧式转台,其特征在于,包括:
底座,所述底座为开口向上的U型底座,包括底壁、第一侧壁和第二侧壁,所述第一侧壁和第二侧壁连接在底壁的两端;
两组外框组件,所述两组外框组件分别与第一侧壁和第二侧壁固定连接,外框组件上固定连接有外框温控箱转动关节;
中框架,所述中框架的两端各与一组外框组件相连接,所述中框架在两组外框组件的带动下做旋转运动;
第一角度测量装置,所述第一角度测量装置与外框组件相连接,用于测量中框架的旋转角度;
两组中框组件,所述两组中框组件均与中框架固定连接,中框组件上固定连接有中框温控箱转动关节;
内框架,所述内框架与两组中框组件分别连接,并在中框组件的带动下做旋转运动,所述内框架上安装有温控箱,所述温控箱通过温控箱安装板与内框架固定连接,所述外框温控箱转动关节通过管路与中框温控箱转动关节相连通,所述中框温控箱转动关节通过管路与温控箱相连通;
第二角度测量装置,所述第二角度测量装置与中框组件相连接,用于测量内框架的旋转角度;
内框组件,所述内框组件与内框架固定连接;
负载安装架,所述负载安装架与内框组件固定连接,并在内框组件的带动下转动;
圆光栅,圆光栅与内框组件相连接,用于测量负载安装架的旋转角度。
2.根据权利要求1所述的大型带温控箱高精度三轴卧式转台,其特征在于,每组所述外框组件包括外框轴系、外框轴承座和外框力矩电机,所述外框轴承座与第一侧壁或第二侧壁固定连接,所述外框轴系套设在外框轴承座内并与外框轴承座转动连接,所述外框力矩电机的输出轴与外框轴系相连接,所述外框力矩电机与外框轴承座固定连接;所述中框架与外框轴系相连接,并在外框轴系的带动下做旋转运动;所述第一角度测量装置固定连接在外框力矩电机的外侧。
3.根据权利要求2所述的大型带温控箱高精度三轴卧式转台,其特征在于,所述外框组件还包括外框罩,所述外框罩设置在外框轴承座外侧,并与底座通过螺钉固定连接。
4.根据权利要求2所述的大型带温控箱高精度三轴卧式转台,其特征在于,每组所述中框组件包括中框轴系和中框力矩电机,所述中框力矩电机与中框架固定连接,所述中框轴系的一端与中框力矩电机的输出轴连接;所述第二角度测量装置固定连接在外框力矩电机的外侧。
5.根据权利要求4所述的大型带温控箱高精度三轴卧式转台,其特征在于,所述中框组件还包括中框罩,所述中框罩设置在中框轴承座外侧,并与底座通过螺钉固定连接。
6.根据权利要求4所述的大型带温控箱高精度三轴卧式转台,其特征在于,所述内框组件包括内框轴系和内框力矩电机,所述内框力矩电机与内框固定连接,所述内框轴系与内框力矩电机的输出轴相连接;所述圆光栅置于内框力矩电机外侧并与内框力矩电机相连接。
7.根据权利要求1所述的大型带温控箱高精度三轴卧式转台,其特征在于,还包括室外压缩机,所述室外压缩机通过管路与外框温控箱转动关节相连通。
8.根据权利要求1-7任一所述的大型带温控箱高精度三轴卧式转台,其特征在于,还包括锁定销A和锁定销B,锁定销A连接在外框组件外侧,锁定销B连接在中框架底部,当锁定销A和锁定销B均解锁时,中框架可以转动,当锁定销A和锁定销B其中至少一个锁定时,中框架处于锁定状态,不能转动。
9.根据权利要求8所述的大型带温控箱高精度三轴卧式转台,其特征在于,还包括外框缓冲器,所述外框缓冲器通过外框缓冲器支架安装在底座的底壁上,所述外框缓冲器的高度与外框组件的高度相适配,用于限定外框组件的运动范围。
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CN201711131015.1A CN107907154B (zh) | 2017-11-15 | 2017-11-15 | 一种大型带温控箱高精度三轴卧式转台 |
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