TWI765709B - 換刀裝置及換刀裝置操作方法 - Google Patents

換刀裝置及換刀裝置操作方法 Download PDF

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莊文忠
邱增明
謝東欣
謝東佑
李春良
邵義翔
陳彥勳
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佳陞科技有限公司
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    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
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Abstract

本發明提供一種換刀裝置，其包含架體、刀輪拆裝模組以及螺帽拆裝模組。刀輪拆裝模組設置於架體且包含第一旋轉組件、舊刀輪夾持部及新刀輪夾持部。第一旋轉組件具有第一旋轉軸線且包含軸向連接部；舊刀輪夾持部位於軸向連接部的一側且具有第一夾持中心線；新刀輪夾持部位於軸向連接部的另一側且具有第二夾持中心線。螺帽拆裝模組與刀輪拆裝模組並排設置於架體，螺帽拆裝模組具有第二旋轉軸線。第二旋轉軸線與第一旋轉軸線概呈垂直，且與第一夾持中心線及第二夾持中心線概呈平行。藉此可有效減少刀輪拆裝模組與螺帽拆裝模組的作動範圍。

Description

換刀裝置及換刀裝置操作方法
本發明是有關一種換刀裝置及換刀裝置操作方法，且特別是有關一種應用於切割設備的換刀裝置及換刀裝置操作方法。
技術的進步，使得電子裝置廣泛地被使用，故使用於電子裝置中的晶片亦有需求量提升的趨勢。一般而言，在製程上會使用切割設備將晶圓切割為複數晶片，故切割設備上刀輪的狀態需被維持於一定的銳利程度，方能避免在切割過程中造成產品的損害。
據此，有業者於切割設備上設置換刀裝置，透過換刀裝置將舊刀輪換下，並換上新刀輪，藉此確保切割時產品的良率。換刀裝置一般包含一移載模組、一刀輪拆裝模組及一螺帽拆裝模組，刀輪拆裝模組包含一支持板、一新刀輪夾持部及一舊刀輪夾持部，其中，支撐板連接新刀輪夾持部及舊刀輪夾持部，且螺帽拆裝模組、新刀輪夾持部與舊刀輪夾持部三者共平面排列，此外，支撐板是於該平面上轉動，如此一來，除移載模組本身的移動及設置範圍外，亦會加大刀輪拆裝模組與螺帽拆裝模組的作動範圍，因此，切割設備勢必提供更大的空間以設置換刀裝置。如此一來，除了拘限了切割設備上其他模組的配置空間，機台變大亦會導致成本的提升，而有其需改善之處。
依據本發明之一實施方式提供一種換刀裝置，其用以拆裝一切割設備之一刀具裝置，換刀裝置包含一架體、至少一刀輪拆裝模組以及至少一螺帽拆裝模組，前述至少一刀輪拆裝模組設置於架體且包含一第一旋轉組件、一舊刀輪夾持部及一新刀輪夾持部。第一旋轉組件具有一第一旋轉軸線且包含一軸向連接部；舊刀輪夾持部位於軸向連接部的一側且具有一第一夾持中心線，第一夾持中心線與第一旋轉軸線概呈垂直，舊刀輪夾持部用以於刀具裝置上拆卸一舊刀輪；新刀輪夾持部位於軸向連接部的另一側且具有一第二夾持中心線，第二夾持中心線與第一旋轉軸線概呈垂直，新刀輪夾持部用以於刀具裝置上裝設一新刀輪。前述至少一螺帽拆裝模組與前述至少一刀輪拆裝模組並排設置於架體，前述至少一螺帽拆裝模組用以於刀具裝置上拆裝一螺帽，前述至少一螺帽拆裝模組具有一第二旋轉軸線。其中，前述至少一螺帽拆裝模組的第二旋轉軸線與前述至少一刀輪拆裝模組的第一旋轉軸線概呈垂直，且前述至少一螺帽拆裝模組的第二旋轉軸線與前述至少一刀輪拆裝模組的第一夾持中心線及第二夾持中心線概呈平行。
藉此，透過第二旋轉軸線與第一旋轉軸線垂直且與第一夾持中心線及第二夾持中心線平行的配置，可有效減少刀輪拆裝模組與螺帽拆裝模組的作動範圍。
依據前述實施方式之換刀裝置，其中，前述至少一刀輪拆裝模組的舊刀輪夾持部可包含至少二第一滑塊及至少二舊刀輪夾臂，各舊刀輪夾臂設置於各第一滑塊，各舊刀輪夾臂受各第一滑塊帶動以定位於一舊刀輪夾持位置或一舊刀輪釋放位置。前述至少一刀輪拆裝模組的新刀輪夾持部可包含至少二第二滑塊及至少二新刀輪夾臂，各新刀輪夾臂設置於各第二滑塊，各新刀輪夾臂受各第二滑塊帶動以定位於一新刀輪夾持位置或一新刀輪釋放位置。
依據前述實施方式之換刀裝置，其中，前述至少一刀輪拆裝模組的舊刀輪夾持部可包含至少二舊刀輪承靠面及至少二舊刀輪限位槽，前述至少二舊刀輪承靠面分別位於前述至少二舊刀輪夾臂，前述至少二舊刀輪限位槽分別位於前述至少二舊刀輪夾臂。前述至少一刀輪拆裝模組的新刀輪夾持部可包含至少二新刀輪承靠面及至少二新刀輪限位槽，前述至少二新刀輪承靠面分別位於前述至少二新刀輪夾臂，前述至少二新刀輪限位槽分別位於前述至少二新刀輪夾臂。
依據前述實施方式之換刀裝置，其中，前述至少一螺帽拆裝模組可包含一第二旋轉組件以及一螺帽嵌合套筒。第二旋轉組件設置於架體，螺帽嵌合套筒連接受動於第二旋轉組件且用以嵌合於螺帽。其中，當第二旋轉組件旋轉時，螺帽嵌合套筒旋緊或旋鬆螺帽。
依據前述實施方式之換刀裝置，其中，前述至少一刀輪拆裝模組與前述至少一螺帽拆裝模組的數量可均為二，一刀輪拆裝模組及一螺帽拆裝模組設置於架體的一第一側，另一刀輪拆裝模組及另一螺帽拆裝模組設置於架體的一第二側。
依據前述實施方式之換刀裝置，可更包含一機械手臂，其連接驅動架體。
依據本發明之另一實施方式提供一種換刀裝置操作方法，其用以拆裝一切割設備之一刀具裝置，換刀裝置操作方法包含一螺帽拆離步驟、一舊刀輪拆離步驟以及一新刀輪安裝步驟。於螺帽拆離步驟中，移動一換刀裝置的一機械手臂，使換刀裝置的一螺帽拆裝模組與刀具裝置對位，驅動螺帽拆裝模組，以將刀具裝置的一螺帽旋鬆，再移動機械手臂將螺帽帶離刀具裝置的一主軸。於舊刀輪拆離步驟中，移動機械手臂，使刀輪拆裝模組的一舊刀輪夾持部與刀具裝置對位，驅動舊刀輪夾持部以把持刀具裝置的一舊刀輪，再移動機械手臂將舊刀輪帶離主軸。於新刀輪安裝步驟中，驅動刀輪拆裝模組的一第一旋轉組件，使刀輪拆裝模組的一新刀輪夾持部與刀具裝置對位，移動機械手臂將新刀輪夾持部上的一新刀輪***主軸，驅動新刀輪夾持部放開新刀輪。
依據前述實施方式之換刀裝置操作方法，其中，可於舊刀輪拆離步驟中，移動機械手臂帶動換刀裝置的一架體退出切割設備的一腔體，使架體旋轉180度後，移動機械手臂帶動架體再次進入切割設備。
請參閱第1圖、第2圖及第3圖，其中第1圖繪示依照本發明一實施例之一種換刀裝置10應用於一切割設備20的一立體示意圖，第2圖繪示第1圖實施例之換刀裝置10的部分立體示意圖，第3圖繪示第1圖實施例之換刀裝置10的部分正視示意圖。換刀裝置10用以拆裝一切割設備20之一刀具裝置21(繪示於第6圖)，換刀裝置10包含一架體100、至少一刀輪拆裝模組300以及至少一螺帽拆裝模組400。
前述至少一刀輪拆裝模組300設置於架體100且包含一第一旋轉組件330、一舊刀輪夾持部310及一新刀輪夾持部320。第一旋轉組件330具有一第一旋轉軸線I11且包含一軸向連接部331；舊刀輪夾持部310位於軸向連接部331的一側且具有一第一夾持中心線I21，第一夾持中心線I21與第一旋轉軸線I11概呈垂直，舊刀輪夾持部310用以於刀具裝置21上拆卸一舊刀輪21A(繪示於第6圖)；新刀輪夾持部320位於軸向連接部331的另一側且具有一第二夾持中心線I22，第二夾持中心線I22與第一旋轉軸線I11概呈垂直，新刀輪夾持部320用以於刀具裝置21上裝設一新刀輪(未繪示)。
前述至少一螺帽拆裝模組400與前述至少一刀輪拆裝模組300並排設置於架體100，前述至少一螺帽拆裝模組400用以於刀具裝置21上拆裝一螺帽(未繪示)，前述至少一螺帽拆裝模組400具有一第二旋轉軸線I12。其中，前述至少一螺帽拆裝模組400的第二旋轉軸線I12與前述至少一刀輪拆裝模組300的第一旋轉軸線I11概呈垂直，且前述至少一螺帽拆裝模組400的第二旋轉軸線I12與前述至少一刀輪拆裝模組300的第一夾持中心線I21及第二夾持中心線I22概呈平行。
藉此，透過第二旋轉軸線I12與第一旋轉軸線I11垂直且與第一夾持中心線I21及第二夾持中心線I22平行的配置，可有效減少刀輪拆裝模組300與螺帽拆裝模組400的作動範圍。後面將詳述換刀裝置10的細節。
如第1圖所示，換刀裝置10可更包含一機械手臂200，其連接驅動架體100。藉此，透過機械手臂200的各關節軸作動，即可帶動刀輪拆裝模組300與螺帽拆裝模組400定位於刀具裝置21，進行換刀工作。此外，本發明之換刀裝置10可獨立於切割設備20外，而待有換刀需求時，再帶動刀輪拆裝模組300與螺帽拆裝模組400進入切割設備20內，如此一來，切割設備20不需再提供設置換刀裝置10的空間，且換刀裝置10可於多個切割設備20及存放刀輪的一倉儲之間移動，更可提升換刀裝置10的靈活性。
如第2圖及第3圖所示，前述至少一刀輪拆裝模組300與前述至少一螺帽拆裝模組400的數量可均為二，其中一刀輪拆裝模組300及其中一螺帽拆裝模組400設置於架體100的一第一側，另一刀輪拆裝模組300及另一螺帽拆裝模組400設置於架體100的一第二側。其中，架體100可概呈矩形而包含二長邊及二短邊，二個刀輪拆裝模組300沿其中一長邊設置，且第一夾持中心線I21及第二夾持中心線I22是平行於長邊，二螺帽拆裝模組400沿另一長邊設置，而各刀輪拆裝模組300與各螺帽拆裝模組400於各短邊並排。
請參閱第4圖，並一併參閱第2圖，其中第4圖繪示第1圖實施例之換刀裝置10的螺帽拆裝模組400的***示意圖。螺帽拆裝模組400可包含一第二旋轉組件420以及一螺帽嵌合套筒410。第二旋轉組件420設置於架體100，螺帽嵌合套筒410連接受動於第二旋轉組件420且用以嵌合於螺帽。其中，當第二旋轉組件420旋轉時，螺帽嵌合套筒410旋緊或旋鬆螺帽。第二旋轉組件420可具有馬達結構而可驅動螺帽嵌合套筒410旋轉，螺帽拆裝模組400可更包含一轉接盤430連接於第二旋轉組件420與螺帽嵌合套筒410之間，而螺帽嵌合套筒410可包含一嵌合槽411與複數銷件412，嵌合槽411嵌合於螺帽時銷件412可凸入螺帽，故第二旋轉組件420轉動時，可連動螺帽嵌合套筒410帶動螺帽旋轉。此外，為了有助於定位，換刀裝置10更可包含一對位模組500，對位模組500與螺帽拆裝模組400沿架體100的長邊排列，然本發明不以此為限。
請參閱第5圖，並一併參閱第3圖，其中第5圖繪示第1圖實施例之換刀裝置10的刀輪拆裝模組300的***示意圖。刀輪拆裝模組300的舊刀輪夾持部310可包含至少二第一滑塊315及至少二舊刀輪夾臂311，各舊刀輪夾臂311設置於各第一滑塊315，各舊刀輪夾臂311受各第一滑塊315帶動以定位於一舊刀輪夾持位置或一舊刀輪釋放位置。刀輪拆裝模組300的新刀輪夾持部320可包含至少二第二滑塊325及至少二新刀輪夾臂321，各新刀輪夾臂321設置於各第二滑塊325，各新刀輪夾臂321受各第二滑塊325帶動以定位於一新刀輪夾持位置或一新刀輪釋放位置。
仔細而言，第一旋轉組件330具有馬達結構，軸向連接部331呈板狀結構，且刀輪拆裝模組300可更包含一轉接件(未標示)連接於第一旋轉組件330與軸向連接部331之間。舊刀輪夾持部310可包含一舊刀輪驅動汽缸312連接於軸向連接部331的一表面，新刀輪夾持部320可包含一新刀輪驅動汽缸322連接於軸向連接部331的另一表面。前述至少二第一滑塊315及前述至少二舊刀輪夾臂311的數量均為三，且三第一滑塊315連接受動於舊刀輪驅動汽缸312，而能沿垂直於第一夾持中心線I21的方向定位於舊刀輪夾持位置或舊刀輪釋放位置；類似地，前述至少二第二滑塊325及前述至少二新刀輪夾臂321的數量均為三，且三第二滑塊325連接受動於新刀輪驅動汽缸322，而能沿垂直於第二夾持中心線I22的方向定位於新刀輪夾持位置或新刀輪釋放位置。
舊刀輪夾持部310可包含三舊刀輪承靠面313及三舊刀輪限位槽314，各舊刀輪承靠面313分別位於各舊刀輪夾臂311，各舊刀輪限位槽314分別位於各舊刀輪夾臂311，且各舊刀輪承靠面313與各舊刀輪限位槽314之間具有段差。類似地，新刀輪夾持部320可包含三新刀輪承靠面323及三新刀輪限位槽324，各新刀輪承靠面323分別位於各新刀輪夾臂321，各新刀輪限位槽324分別位於各新刀輪夾臂321，且各新刀輪承靠面323與各新刀輪限位槽324之間具有段差。
請參閱第6圖，並一併參閱第1圖至第5圖，其中第6圖繪示第1圖實施例之刀輪拆裝模組300應用於刀具裝置21的一作動示意圖。如第1圖至第6圖所示，機械手臂200帶動舊刀輪夾持部310靠近舊刀輪21A，各舊刀輪夾臂311定位於舊刀輪釋放位置，此時各舊刀輪承靠面313會先抵靠於舊刀輪21A的表面，確保舊刀輪21A緊貼於刀座面後，舊刀輪驅動汽缸312作動，第一滑塊315帶動舊刀輪夾臂311定位於舊刀輪夾持位置，舊刀輪21A的刀緣可進入舊刀輪限位槽314，而能防止舊刀輪21A脫離。
請參閱第7圖，並一併參閱第1圖至第6圖，其中第7圖繪示依照本發明另一實施例之一種換刀裝置操作方法30的方塊流程圖。換刀裝置操作方法30用以拆裝一切割設備20之一刀具裝置21，換刀裝置操作方法30包含一螺帽拆離步驟S01、一舊刀輪拆離步驟S02以及一新刀輪安裝步驟S03。
於螺帽拆離步驟S01中，移動一換刀裝置10的一機械手臂200，使換刀裝置10的一螺帽拆裝模組400與刀具裝置21對位，驅動螺帽拆裝模組400，以將刀具裝置21的一螺帽旋鬆，再移動機械手臂200將螺帽帶離刀具裝置21的一主軸21B。
於舊刀輪拆離步驟S02中，移動機械手臂200，使刀輪拆裝模組300的一舊刀輪夾持部310與刀具裝置21對位，驅動舊刀輪夾持部310以把持刀具裝置21的一舊刀輪21A，再移動機械手臂200將舊刀輪21A帶離主軸21B。
於新刀輪安裝步驟S03中，驅動刀輪拆裝模組300的一第一旋轉組件330，使刀輪拆裝模組300的一新刀輪夾持部320與刀具裝置21對位，移動機械手臂200將新刀輪夾持部320上的一新刀輪***主軸21B，驅動新刀輪夾持部320放開新刀輪。
詳細而言，當換刀裝置10收到中控指令後，機械手臂200作動使其先移至一倉儲，以新刀輪夾持部320拿取新刀輪，再移至需換刀的切割設備20，切割設備20開啟防濺外蓋後，機械手臂200作動使架體100、刀輪拆裝模組300及螺帽拆裝模組400進入切割設備20的腔體。接著，進行螺帽拆離步驟S01，讓二螺帽拆裝模組400分別將二刀具裝置21的二螺帽拆下，之後，進行舊刀輪拆離步驟S02，移動機械手臂200帶動架體100退出切割設備20的腔體，使架體100旋轉180度後，移動機械手臂200帶動架體100再次進入切割設備20，使二舊刀輪夾持部310分別取下二舊刀輪21A。後續，進行新刀輪安裝步驟S03，讓第一旋轉組件330旋轉180度，使新刀輪夾持部320朝向刀具裝置21以更換新刀輪。最後，再將螺帽鎖回即可完成換刀作業。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10:換刀裝置 20:切割設備 21:刀具裝置 21A:舊刀輪 21B:主軸 30:換刀裝置操作方法 100:架體 200:機械手臂 300:刀輪拆裝模組 310:舊刀輪夾持部 311:舊刀輪夾臂 312:舊刀輪驅動汽缸 313:舊刀輪承靠面 314:舊刀輪限位槽 315:第一滑塊 320:新刀輪夾持部 321:新刀輪夾臂 322:新刀輪驅動汽缸 323:新刀輪承靠面 324:新刀輪限位槽 325:第二滑塊 330:第一旋轉組件 331:軸向連接部 400:螺帽拆裝模組 410:螺帽嵌合套筒 411:嵌合槽 412:銷件 420:第二旋轉組件 430:轉接盤 500:對位模組 I11:第一旋轉軸線 I12:第二旋轉軸線 I21:第一夾持中心線 I22:第二夾持中心線 S01:螺帽拆離步驟 S02:舊刀輪拆離步驟 S03:新刀輪安裝步驟
第1圖繪示依照本發明一實施例之一種換刀裝置應用於一切割設備的一立體示意圖； 第2圖繪示第1圖實施例之換刀裝置的部分立體示意圖； 第3圖繪示第1圖實施例之換刀裝置的部分正視示意圖； 第4圖繪示第1圖實施例之換刀裝置的螺帽拆裝模組的***示意圖； 第5圖繪示第1圖實施例之換刀裝置的刀輪拆裝模組的***示意圖； 第6圖繪示第1圖實施例之刀輪拆裝模組應用於刀具裝置的一作動示意圖；以及 第7圖繪示依照本發明另一實施例之一種換刀裝置操作方法的方塊流程圖。
100:架體
300:刀輪拆裝模組
310:舊刀輪夾持部
330:第一旋轉組件
400:螺帽拆裝模組
410:螺帽嵌合套筒
420:第二旋轉組件
500:對位模組
I11:第一旋轉軸線
I12:第二旋轉軸線
I21:第一夾持中心線

Claims (8)

  1. 一種換刀裝置，用以拆裝一切割設備之一刀具裝置，該換刀裝置包含： 一架體； 至少一刀輪拆裝模組，設置於該架體且包含： 一第一旋轉組件，具有一第一旋轉軸線且包含一軸向連接部； 一舊刀輪夾持部，位於該軸向連接部的一側且具有一第一夾持中心線，該第一夾持中心線與該第一旋轉軸線概呈垂直，該舊刀輪夾持部用以於該刀具裝置上拆卸一舊刀輪；及 一新刀輪夾持部，位於該軸向連接部的另一側且具有一第二夾持中心線，該第二夾持中心線與該第一旋轉軸線概呈垂直，該新刀輪夾持部用以於該刀具裝置上裝設一新刀輪；以及 至少一螺帽拆裝模組，與該至少一刀輪拆裝模組並排設置於該架體，該至少一螺帽拆裝模組用以於該刀具裝置上拆裝一螺帽，該至少一螺帽拆裝模組具有一第二旋轉軸線； 其中，該至少一螺帽拆裝模組的該第二旋轉軸線與該至少一刀輪拆裝模組的該第一旋轉軸線概呈垂直，且該至少一螺帽拆裝模組的該第二旋轉軸線與該至少一刀輪拆裝模組的該第一夾持中心線及該第二夾持中心線概呈平行。
  2. 如請求項1所述之換刀裝置，其中， 該至少一刀輪拆裝模組的該舊刀輪夾持部包含： 至少二第一滑塊；及 至少二舊刀輪夾臂，各該舊刀輪夾臂設置於各該第一滑塊，各該舊刀輪夾臂受各該第一滑塊帶動以定位於一舊刀輪夾持位置或一舊刀輪釋放位置；且 該至少一刀輪拆裝模組的該新刀輪夾持部包含： 至少二第二滑塊；及 至少二新刀輪夾臂，各該新刀輪夾臂設置於各該第二滑塊，各該新刀輪夾臂受各該第二滑塊帶動以定位於一新刀輪夾持位置或一新刀輪釋放位置。
  3. 如請求項2所述之換刀裝置，其中， 該至少一刀輪拆裝模組的該舊刀輪夾持部包含： 至少二舊刀輪承靠面，分別位於該至少二舊刀輪夾臂；及 至少二舊刀輪限位槽，分別位於該至少二舊刀輪夾臂；且 該至少一刀輪拆裝模組的該新刀輪夾持部包含： 至少二新刀輪承靠面，分別位於該至少二新刀輪夾臂；及 至少二新刀輪限位槽，分別位於該至少二新刀輪夾臂。
  4. 如請求項1所述之換刀裝置，其中，該至少一螺帽拆裝模組包含： 一第二旋轉組件，設置於該架體；以及 一螺帽嵌合套筒，連接受動於該第二旋轉組件且用以嵌合於該螺帽； 其中，當該第二旋轉組件旋轉時，該螺帽嵌合套筒旋緊或旋鬆該螺帽。
  5. 如請求項1所述之換刀裝置，其中，該至少一刀輪拆裝模組與該至少一螺帽拆裝模組的數量均為二，一該刀輪拆裝模組及一該螺帽拆裝模組設置於該架體的一第一側，另一該刀輪拆裝模組及另一該螺帽拆裝模組設置於該架體的一第二側。
  6. 如請求項1所述之換刀裝置，更包含： 一機械手臂，連接驅動該架體。
  7. 一種換刀裝置操作方法，用以拆裝一切割設備之一刀具裝置，該換刀裝置操作方法包含： 一螺帽拆離步驟，移動一換刀裝置的一機械手臂，使該換刀裝置的一螺帽拆裝模組與該刀具裝置對位，驅動該螺帽拆裝模組，以將該刀具裝置的一螺帽旋鬆，再移動該機械手臂將該螺帽帶離該刀具裝置的一主軸； 一舊刀輪拆離步驟，移動該機械手臂，使該刀輪拆裝模組的一舊刀輪夾持部與該刀具裝置對位，驅動該舊刀輪夾持部以把持該刀具裝置的一舊刀輪，再移動該機械手臂將該舊刀輪帶離該主軸；以及 一新刀輪安裝步驟，驅動該刀輪拆裝模組的一第一旋轉組件，使該刀輪拆裝模組的一新刀輪夾持部與該刀具裝置對位，移動該機械手臂將該新刀輪夾持部上的一新刀輪***該主軸，驅動該新刀輪夾持部放開該新刀輪。
  8. 如請求項7所述之換刀裝置操作方法，其中，於該舊刀輪拆離步驟中，移動該機械手臂帶動該換刀裝置的一架體退出該切割設備的一腔體，使該架體旋轉180度後，移動該機械手臂帶動該架體再次進入該切割設備。
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