JP3939006B2 - Control device for linear motor press machine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リニアモータによりスライドを往復移動させてプレス加工を行なうリニアモータプレス機の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
プレス加工には、剪断加工、絞り加工、曲げ加工、圧縮加工など各種の加工があるが、そのようなプレス加工の種類に応じて、或はワークの材質や形状などに応じて、スライドつまりプレス型の各移動位置におけるスライド速度などを変えることが望ましい。
【0003】
このため、従来では、下死点付近のスライド速度を低下させて圧印加工を可能としたナックルプレス、ハンドル操作によりストローク長や打撃力の強さを可変としたフリクションプレス、或は、非加工時のスライド速度を速く、加工時のスライド速度を遅くしたリンクプレスなどが製造され、使用されている。
【0004】
しかし、このような各種のプレス機は、各々所定のプレス加工を行なうために製作された専用機としてのものが殆どであるため、1台のプレス機で各種のプレス行程曲線を簡単な設定変更の操作で実現できるプレス機が要望されている。そこで、近年、スライドの各移動位置におけるスライド速度などを、任意に且つ簡単に変更することができるプレス機として、リニアモータによりスライドを往復移動させる構造のプレス機が開発されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このリニアモータ駆動式のプレス機は、所望の推力を得るために、複数のリニアモータがスライドの移動方向に沿って配設され、型を取り付けて往復移動するスライドは、通常、複数のガイドポストなどにより摺動可能にガイドされる。このため、単純に複数のリニアモータを駆動制御してスライドを往復移動させてプレス加工を行なった場合、プレス型と被加工物間に生じる不均一な摩擦などにより、スライドに偏心荷重がかかると、スライドに傾きが生じ易く、良好なプレス加工ができなくなる問題が予想された。
【0006】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、複数のリニアモータで駆動するプレス機であっても、偏心荷重によるスライドの傾きを生じさせず、良好なプレス加工を行なうことができるリニアモータプレス機の制御装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のリニアモータプレス機の制御装置は、本体フレームに対しスライドが往復移動可能に配設され、スライドを往復駆動するために複数のリニアモータがスライドの移動方向に向けて装着されたリニアモータプレス機の制御装置において、本体フレーム内に移動フレームが複数のガイドポストと共に往復移動可能に配設され、ガイドポスト上にスライドが固定され、スライドのガイドポストの固定位置付近に且つ各リニアモータに対応して複数のリニアスケールが、スライドの移動位置を検出してその位置検出信号を出力するように本体フレームとの間に装着され、本体フレームと移動フレーム間の各ガイドポストの近傍に複数の各リニアモータが配置され、スライドが移動する際の行程曲線図に基づき単位時間毎に作成された位置データと速度データを順に記憶するパターンデータ記憶手段と、運転時、パターンデータ記憶手段から位置データと速度データを順に読み出し、位置データの示す位置を目標位置として該速度データの示す速度でリニアモータを駆動制御する制御手段と、予め決められた1台のリニアスケールからの位置検出データと他のリニアスケールからの位置検出データとの差を算出し、差に基づいて他のリニアスケールに対応したリニアモータ用の位置データと速度データの差を少なくするように補正する補正手段と、を備えたことを特徴とする。
【0008】
【発明の作用・効果】
このような構成のプレス機では、まず、縦軸にスライドの変位量(位置)をとり横軸に時間をとった行程曲線図上に、実施しようとするプレス加工のスライドの行程曲線(パターン)を書き入れる。
【0009】
次に、この行程曲線図から、単位時間毎の位置データと、そこまでの時間と変位量から求めた速度データを順にとり出し、行番号と共に、それらの位置データと速度データを、位置指令値と速度指令値として順にパターンデータ記憶手段に記憶させる。
【0010】
運転時には、そのパターンデータの中から、順に各時間ポイント毎の位置データと速度データを読み出し、速度指令値をリニアモータのドライバに出力し、ドライバは、その速度指令値に応じてリニアモータを駆動制御する。これによって、プレス機のスライドは制御された速度で指令位置を目標値として、つまり予め指定されたプログラムパターン通りに移動し、スライドに固定された上型が本体フレーム上の下型に合わせられ、プレス加工が行なわれる。
【0011】
また、このとき、補正手段は、予め決められた1台のリニアスケールからの位置検出データと他のリニアスケールからの位置検出データとの差を算出し、その差が少なくなるように、他のリニアスケールに対応したリニアモータ用の位置データと速度データを補正する。そして、制御手段は補正した速度データの速度指令値を出力し、補正した位置指令値を目標位置として他のリニアモータを駆動制御する。
【0012】
このように、各リニアモータは、予め決められた1台の各モータに対応したリニアスケールからの位置検出値が同じになるように駆動制御されるため、プレス型と被加工物間に生じる不均一な摩擦などにより、プレス加工時にスライドに偏心荷重がかかった場合でも、スライドが傾くことは防止され、良好なプレス加工を行なうことができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1はプレス機の斜視図を示し、図2はその縦断面図を、図3はその平面図を示している。1はプレス機の本体フレームであり、本体フレーム1内底部に4個のスラスト軸受6が、さらに上部にも4個のスラスト軸受7が設けられ、そこに4本のガイドポスト3が上下動可能に支持される。4本のガイドポスト3は各々本体フレーム1内で上下動フレーム5に固定される。
【0014】
本体フレーム1の上部にボルスタ2が固定され、本体フレーム1とボルスタ2より上方に突出した4本のガイドポスト3の先端に、スライド4が水平に固定される。本体フレーム1内には、上下動フレーム5、ガイドポスト3、及びスライド4を昇降駆動するために4台のリニアモータ8〜11が配設される。通常のプレス機と同様、図示しない下型がボルスタ2上に固定され、上型はスライド4の下面に固定される。
【0015】
4台のリニアモータ8〜11は、各々本体フレーム1の内側で上下動フレーム5の側部に縦方向に配置され、各リニアモータ8〜11のコイルスライダ(固定子)8a〜11aが本体フレーム1側に固定され、各リニアモータ8〜11の磁石板(移動子)8b〜11bが上下動フレーム5側に固定される。
【0016】
さらに、各リニアモータ8〜11に対応して、4台のリニアスケール12〜15が、スライド4の側部のガイドポスト3の近傍に配設される。リニアスケール12〜15の固定子12a〜15aは、ブラケットを介して本体フレーム1上部に取り付けられ、その移動子12b〜15bは、スライド4の側部のガイドポスト3の近傍に取り付けられる。スライド4の位置を検出する位置検出器としてのリニアスケール12〜15には、例えばアブソリュート式のものが使用され、絶対位置の位置データが出力される。
【0017】
このような構造のプレス機は、リニアモータ8〜11の往復駆動によって、上下動フレーム5、ガイドポスト3、及びスライド4が、制御された位置データと速度データに基づいて上下駆動され、リニアスケール12〜15から出力される現在位置のデータがフィードバックされ高精度の制御に利用される。
【0018】
図4はプレス機の制御部20とそこに接続されるリニアモータ等の接続状態を示している。制御部20は、CPU21を主要部にして構成され、予め固定メモリに記憶されたプログラムデータに基づき、プレス機の運転全体を制御する。制御部20には、随時読み出し書き込み可能な一時メモリ22、ディスプレー23、各種設定値の入力用或は操作用のスイッチ類24が設けられる。メモリ22には、予め書き込まれたプレス運転プログラムのパターンデータが記憶される。また、メモリ22には、設定入力されたストローク長、SPM値(毎分当りのストローク数)、ダイハイト設定値、プレス設定回数などを記憶するためのメモリ領域が設けられる。設定されたストローク長、SPM値(毎分当りのストローク数)、ダイハイト設定値、プレス設定回数などは、設定画面を表示するディスプレー23に表示される。
【0019】
上記リニアスケール12〜15は、制御部20内のインターフェース回路に接続され、各々のリニアスケール12〜15の読み、つまりスライド4の位置検出データを制御部20に送る。4台のリニアモータ8〜11には各々ドライバ16〜19が接続され、各ドライバ16〜19は制御部20内のインターフェース回路に接続される。リニアモータ8〜11としては、例えば、推力の大きいACサーボモータ(同期モータ)方式のものが使用され、そのドライバ16〜19は、例えばコンバータとPWM制御用のインバータを有し、制御部20から出力された指令値に応じて、モータに供給する電流値を制御してリニアモータ8〜11を駆動する。
【0020】
上記制御手段及び補正手段となる制御部20は、メモリ22から順に読み出した位置データと速度データに基づき、位置指令値と速度指令値を各リニアモータのドライバ16〜19に出力するが、例えば、リニアモータ8を特定モータとし、それに対応したリニアスケール12からの位置検出値S1 と他のリニアモータ9〜11に対応したリニアスケール13〜15からの位置検出値S2 、S3 、S4 との間に差が生じた場合、その差に基づき、他のリニアモータ9〜11用の位置指令値と速度指令値を、所定の演算式を用いて補正し、その差を少なくするように制御を行なう。
【0021】
次に、上記構成のリニアモータプレス機の動作を説明すると、まず、プレス機の運転に先立ち、プレス運転プログラムのパターンデータが予めメモリ22に書き込まれる。
【0022】
このパターンデータは、図5に示すような行程線図から作成され、行程線図は横軸に時間、縦軸にスライド4の変位量(位置)をとって任意の形状に作成される。図5の行程曲線図は、SPM値(毎分当りのストローク数)が100、つまり1ストロークの時間が600ミリ秒、ストローク長が30mmの場合の各種のパターンを示しているが、ストローク時間、ストローク長は任意に決めることができる。
【0023】
この行程曲線図から、単位時間毎(例えば1ストロークを60分割した場合は10ミリ秒毎)の位置データと、そこまでの時間と変位量から求めた速度データをとり出し、各行番号毎に、それらの位置データと速度データを、位置指令値と速度指令値として作成し、プログラムパターンデータを完成させ、このようなパターンデータ、つまり単位時間毎の位置指令値と速度指令値のデータは、メモリ22に記憶される。
【0024】
次に、プレス機の制御部20上で、実際に行なうプレス加工運転の設定を図6のフローチャートに示すように行なう。すなわち、まず、オペレータは、ディスプレー23に設定画面を表示させ(ステップ100)、スイッチ類24を操作して、ストロークのパターン番号、ストローク長、SPM値、ダイハイト等を設定入力する(ステップ110)。すると、制御部20のCPU21は、指定されたパターン番号をのプログラムパターンデータをメモリ22から読み出し、そのデータが例えばSPM値100(上記のように毎分当りのストローク数が100、10ミリ秒毎の位置データと速度データ)で作成されている場合、設定されたSPM値が例えば80の場合、各速度データに係数0.8を乗算して、速度データを書き換え(ステップ120)、設定を完了する。
【0025】
そして、ディスプレー23の画面を運転画面に切り替え、運転スイッチをオンすると、プレス機は運転に入り、図7に示すように、CPU20は、メモリ22内のプログラムパターンデータの中から、順に各時間ポイント毎の位置データと速度データを読み出し(ステップ200)、速度指令値を各リニアモータのドライバ16〜19に出力する(ステップ210)。ドライバ16〜19は、その速度指令値に応じて例えばPWMにより制御された電流を各リニアモータ8〜11に出力し、それにより、リニアモータ8〜11の磁石板(移動子)8b〜11bが駆動され、上下動フレーム5、ガイドポスト3、及びスライド4が指令速度で上記位置データの位置指令値を目標値として下降するように制御される。
【0026】
その移動距離(移動位置)は各リニアスケール12〜15によって検出され、それらの位置検出信号が制御部20に送られ、CPU21は、それらの位置検出値S1 、S2 、S3 、S4 を取り込む(ステップ220)。
【0027】
次に、ステップ230で、CPU21は、予め決められたリニアモータ8に対応したリニアスケール12の位置検出値S1 と他のリニアスケール13〜15の位置検出値S2 、S3 、S4 とを比較し、その間に差があれば、ステップ235に進み、その差を S1 −S2 =D2 、S1 −S3 =D3 、S1 −S4 =D4 のように差を算出し、補正値D2 、D3 、D4 とする。
【0028】
次に、ステップ240で、次の位置データと速度データをメモリ22のパターンデータから読み出し、次のステップ250で、特定モータであるリニアモータ8以外のリニアモータ9〜11の指令値を補正する。すなわち、他のリニアモータ9〜11用の速度指令値K2、K3、K4と位置指令値R2、R3、R4については、ステップ235で算出した補正値D2、D3、D4により、K2+F・D2=K2、K3+F・D3=K3、K4+F・D4=K4のように演算式を用いて補正する。ここで、Fは係数である。また、位置指令値R2、R3、R4については、R2+D2=R2、R3+D3=R3、R4+D4=R4の演算式を用いて補正する。
【0029】
そして、再びステップ210に戻り、補正した速度指令値K2、K3、K4を各リニアモータのドライバ17〜19に出力し、各リニアモータ9〜11に対応したリニアスケール13〜15の位置検出信号が位置指令値R2、R3、R4となるように各リニアモータ9〜11が制御駆動される。予め決められたリニアモータ8については補正しない速度指令値がそのドライバ16に出力され、駆動制御される。また、上記ステップ230で、他のモータに対応したリニアスケール13〜15の位置検出値S2、S3、S4が特定モータのリニアスケール12の位置検出値S1と同じと判定した場合、補正を行なわずに再びステップ200に戻り、次の速度データ、位置データを読み出し、上記と同様に各リニアモータ8〜11を駆動制御する。
【0030】
このように、各リニアモータ8〜11が駆動制御されることにより、プレス機のスライド4と上型は、予め指定されたプログラムパターン通りに移動(上下動)し、プレス加工が行なわれる。また、このとき、各リニアモータ8〜11は、各モータに対応したリニアスケール12〜15からの位置検出値が同じになるように駆動制御されるため、プレス加工時にスライド4に偏心荷重がかかった場合でも、スライド4が傾くことは防止され、良好なプレス加工を行なうことができる。
【0031】
なお、上記実施例では、4台のリニアモータを使用したが、2台以上複数のリニアモータであれば実施可能である。また、位置検出器としてのリニアスケールは他のエンコーダ等を使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示すプレス機の斜視図である。
【図2】同プレス機の縦断面図である。
【図3】同プレス機の平面図である。
【図4】リニアモータ、リニアスケールを含む制御部のブロック図である。
【図5】プレス加工のプログラムパターンの行程曲線図である。
【図6】設定動作を示すフローチャートである。
【図7】 運転制御処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1−本体フレーム
4−スライド
8〜11−リニアモータ
12〜15−リニアスケール
20−制御部
21−CPU
22−メモリ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for a linear motor press machine that performs press processing by reciprocating a slide by a linear motor.
[0002]
[Prior art]
There are various types of pressing, such as shearing, drawing, bending, and compression. Depending on the type of pressing, or depending on the material and shape of the workpiece, sliding or pressing It is desirable to change the slide speed at each movement position of the mold.
[0003]
For this reason, conventionally, a knuckle press that can reduce the sliding speed near the bottom dead center and enable coining, a friction press that allows variable stroke length and impact strength by operating the handle, or when not working Link presses with a high slide speed and a low slide speed during processing are manufactured and used.
[0004]
However, most of these various press machines are dedicated machines that are manufactured to perform predetermined press processing, so various press stroke curves can be easily changed with a single press machine. There is a demand for a press that can be realized by the above operation. Therefore, in recent years, a press machine having a structure in which a slide is reciprocated by a linear motor has been developed as a press machine that can arbitrarily and easily change a slide speed at each movement position of the slide.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In this linear motor drive type press, a plurality of linear motors are arranged along the moving direction of the slide in order to obtain a desired thrust. It is guided so as to be slidable. For this reason, when simply pressing and controlling a plurality of linear motors to reciprocate the slide, if an eccentric load is applied to the slide due to uneven friction generated between the press die and the workpiece, etc. The problem is that the slide is likely to be inclined, and good press working cannot be performed.
[0006]
The present invention has been made in view of the above points, and even a press machine driven by a plurality of linear motors does not cause an inclination of a slide due to an eccentric load and can perform a good press process. It aims at providing the control apparatus of a motor press machine.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the control device for a linear motor press machine according to the present invention is configured such that the slide is reciprocally movable with respect to the main body frame, and a plurality of linear motors are moved in the slide direction in order to reciprocate the slide. In the control device of the linear motor press machine mounted toward the head , the moving frame is disposed in the main body frame so as to be able to reciprocate together with the plurality of guide posts, the slide is fixed on the guide post, and the slide guide post is fixed. A plurality of linear scales near the position and corresponding to each linear motor are mounted between the body frame and the body frame so as to detect the slide movement position and output the position detection signal. They are arranged a plurality of linear motors in the vicinity of the guide post, a unit based on the stroke curve chart when the slide is moved Pattern data storage means for sequentially storing position data and speed data created for each interval; during operation, position data and speed data are sequentially read from the pattern data storage means, and the position indicated by the position data is used as the target position for the speed data and control means for driving and controlling the linear motor at the speed indicated by, calculating a difference between the position detection data from the position detection data and other Riniasuke Le from advance one linear scale that is determined, the other based on the difference Correction means for correcting so as to reduce the difference between the position data and the speed data for the linear motor corresponding to the linear scale.
[0008]
[Operation and effect of the invention]
In the press machine having such a configuration, first, the stroke curve (pattern) of the slide of the press work to be performed on the stroke curve diagram in which the vertical axis represents the displacement amount (position) of the slide and the horizontal axis represents time. Enter.
[0009]
Next, from this stroke curve diagram, position data for each unit time, and speed data obtained from the time and displacement amount up to that time, are taken out in order, along with the line number, these position data and speed data are converted into position command values. And the speed command value are sequentially stored in the pattern data storage means.
[0010]
During operation, the position data and speed data for each time point are read in order from the pattern data, and the speed command value is output to the driver of the linear motor. The driver drives the linear motor according to the speed command value. Control. Thus, as a target value a slide of a press machine command position at a controlled rate, that is to move to the programmed pattern as previously specified, fixed to the slide the upper die is aligned with the lower mold on the body frame Then, press working is performed.
[0011]
At this time, the correction means calculates a difference between the position detection data from the position detection data and other Riniasuke Le from advance one linear scale which is determined, as the difference is reduced, the other Corrects the position data and speed data for the linear motor corresponding to the linear scale. Then, the control means outputs a speed command value of the corrected speed data, and drives and controls another linear motor using the corrected position command value as a target position.
[0012]
In this way, each linear motor is driven and controlled so that the position detection value from the linear scale corresponding to each predetermined motor is the same, and therefore, there is no problem occurring between the press die and the workpiece. Even when an eccentric load is applied to the slide during press processing due to uniform friction or the like, the slide is prevented from tilting, and good press processing can be performed.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of the press, FIG. 2 is a longitudinal sectional view thereof, and FIG. 3 is a plan view thereof. Reference numeral 1 denotes a main body frame of the press machine. Four
[0014]
The
[0015]
The four
[0016]
Further, four
[0017]
In the press machine having such a structure, the
[0018]
FIG. 4 shows a connection state of the
[0019]
The
[0020]
The
[0021]
Next, the operation of the linear motor press machine having the above configuration will be described. First, the pattern data of the press operation program is written in the
[0022]
This pattern data is created from a stroke diagram as shown in FIG. 5, and the stroke diagram is created in an arbitrary shape by taking time on the horizontal axis and the displacement (position) of the
[0023]
From this stroke curve diagram, position data for every unit time (for example, every 10 milliseconds when one stroke is divided into 60) and speed data obtained from the time and displacement until that time are taken, and for each line number, These position data and speed data are created as position command values and speed command values, and program pattern data is completed. Such pattern data, that is, position command values and speed command values for each unit time are stored in the memory. 22 is stored.
[0024]
Next, on the
[0025]
Then, when the screen of the
[0026]
The movement distance (movement position) is detected by each of the
[0027]
Next, at
[0028]
Next, in
[0029]
Then, the process returns to step 210 again, and the corrected speed command values K 2 , K 3 , K 4 are output to the
[0030]
As described above, the
[0031]
In the above embodiment, four linear motors are used. However, two or more linear motors can be used. Further, the linear scale as the position detector can use another encoder or the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a press machine showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the press.
FIG. 3 is a plan view of the press.
FIG. 4 is a block diagram of a control unit including a linear motor and a linear scale.
FIG. 5 is a process curve diagram of a program pattern for press working.
FIG. 6 is a flowchart showing a setting operation.
7 is a driving control process shown to the flowchart.
[Explanation of symbols]
1-body frame 4-slides 8-11-linear motors 12-15-linear scale 20-control unit 21-CPU
22-memory
Claims (1)
前記本体フレーム内に移動フレームが複数のガイドポストと共に往復移動可能に配設され、該ガイドポスト上に前記スライドが固定され、該スライドの該ガイドポストの固定位置付近に且つ該各リニアモータに対応して複数のリニアスケールが、該スライドの移動位置を検出してその位置検出信号を出力するように該本体フレームとの間に装着され、該本体フレームと該移動フレーム間の該各ガイドポストの近傍に前記複数の各リニアモータが配置され、
該スライドが移動する際の行程曲線図に基づき単位時間毎に作成された位置データと速度データを順に記憶するパターンデータ記憶手段と、
運転時、該パターンデータ記憶手段から位置データと速度データを順に読み出し、該位置データの示す位置を目標位置として該速度データの示す速度で前記リニアモータを駆動制御する制御手段と、
予め決められた1台の前記リニアスケールからの位置検出データと他のリニアスケールからの位置検出データとの差を算出し、該差に基づいて該他のリニアスケールに対応したリニアモータ用の前記位置データと速度データの該差を少なくするように補正する補正手段と、
を備えたことを特徴とするリニアモータプレス機の制御装置。In a control device of a linear motor press machine in which a slide is disposed so as to be capable of reciprocating with respect to a main body frame, and a plurality of linear motors are mounted in the direction of movement of the slide to reciprocate the slide.
A moving frame is disposed in the main body frame so as to be able to reciprocate together with a plurality of guide posts, and the slide is fixed on the guide posts, corresponding to each linear motor near the fixed position of the guide posts on the slide. A plurality of linear scales are mounted between the main body frame and the guide post between the main body frame and the moving frame so as to detect the moving position of the slide and output a position detection signal. Each of the plurality of linear motors is arranged in the vicinity,
Pattern data storage means for sequentially storing position data and speed data created per unit time based on a stroke curve diagram when the slide moves;
During operation, position data and speed data are sequentially read from the pattern data storage means, and a control means for driving and controlling the linear motor at a speed indicated by the speed data with a position indicated by the position data as a target position;
Calculating a difference between the position detection data from the position detection data and other Riniasuke Le from advance one said linear scale of which is determined, said linear motor corresponding to the another linear scale based on the difference Correction means for correcting so as to reduce the difference between the position data and the speed data;
A control apparatus for a linear motor press machine.
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Publications (2)
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JPH11254192A JPH11254192A (en) | 1999-09-21 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20210133659A (en) * | 2020-04-29 | 2021-11-08 | 김병춘 | Low-level Noise Form Press for Semi-conductor Element |
-
1998
- 1998-03-16 JP JP06586098A patent/JP3939006B2/en not_active Expired - Lifetime
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KR102404821B1 (en) | 2020-04-29 | 2022-05-31 | 김병춘 | Low-level Noise Form Press for Semi-conductor Element |
Also Published As
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JPH11254192A (en) | 1999-09-21 |
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