數(shù)控機(jī)床故障診斷有故障檢測(cè)、故障判斷及隔離和故障定位三個(gè)階段。第一階段的故障檢測(cè)就是對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行測(cè)試,判斷是否存在故障;第二階段是判定故障性質(zhì),并分離出故障的部件或模塊;第三階段是將故障定位到可以更換的模塊或印制線路板,以縮短修理時(shí)間。為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)出現(xiàn)的故障,快速確定故障所在部位并能及時(shí)排除,要求故障診斷應(yīng)盡可能少且簡(jiǎn)便,故障診斷所需的時(shí)間應(yīng)盡可能短。為此,可以采用以下的診斷方法:
1、采用測(cè)量的方法
數(shù)控機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)為了調(diào)整、維修的便利,一般在進(jìn)行印制電路板制造時(shí),都設(shè)置有檢測(cè)用的測(cè)量端子,可利用這一設(shè)備進(jìn)行故障的分析,查找和判斷,參照電氣原理圖和控制系統(tǒng)的邏輯圖等資料,沿著發(fā)生故障的通道,一步一步地測(cè)量,直到找到故障點(diǎn)為止。
采用測(cè)量法要求維修人員要較好的掌握電路圖和邏輯圖,真正了解電氣元器件的實(shí)際位置,而且采用測(cè)量法查找故障不一定要從起點(diǎn)一直測(cè)量到終點(diǎn),可采用優(yōu)選法進(jìn)行,這樣可以節(jié)省大量時(shí)間。
2、采用檢查參數(shù)的方法
參數(shù)直接影響著數(shù)控機(jī)床的性能,它是保證數(shù)控機(jī)床正常運(yùn)行的前提條件,造成參數(shù)出現(xiàn)問(wèn)題的原因一般有以下幾種情況,一種情況是當(dāng)電池電力不足或是受到外力干擾時(shí),容易造成部分參數(shù)的丟失或變化,進(jìn)而導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床無(wú)法正常工作,這時(shí)只要及時(shí)的調(diào)整、核對(duì)參數(shù)就可以把故障排除掉;一種情況是在數(shù)控機(jī)床長(zhǎng)期閑置不用的情況下,也容易造成參數(shù)的丟失,應(yīng)對(duì)措施就是檢查和恢復(fù)參數(shù);還有一種情況是由于數(shù)控機(jī)床在長(zhǎng)期的運(yùn)行過(guò)程中,造成機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的磨損,電氣元器件性能發(fā)生了變化,造成了參數(shù)也出現(xiàn)調(diào)整的情況,這種情況下,及時(shí)把參數(shù)修正過(guò)來(lái)就好。
3、采用查找信息的方法
當(dāng)數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障時(shí),可根據(jù)自診斷信息、報(bào)警信息、查閱說(shuō)明書有關(guān)的處理方法,快速解決故障,恢復(fù)機(jī)床的正常運(yùn)行,例如,當(dāng)數(shù)控機(jī)床的存貯器溢出的時(shí)候,這是可查閱相關(guān)說(shuō)明書,按照說(shuō)明書上的處理步驟,將讀寫開(kāi)關(guān)打開(kāi),刪除貯存器內(nèi)容,重新輸入程序,問(wèn)題就得到了快速解決。
4、可采用替換備件的方法
如果數(shù)控機(jī)床發(fā)生了故障且無(wú)報(bào)警信息,這種情況下,可在大致分析故障起因的基礎(chǔ)上,利用備用的印刷電路板、集成電路芯片或元器件替換有疑點(diǎn)的部分,這樣做的好處就是可以把故障范圍縮小到印刷線路板或芯片以及,為故障的查找節(jié)約了時(shí)間,現(xiàn)在很多數(shù)控機(jī)床的維修中都采用這種方法進(jìn)行診斷,然后用備件替換損壞模塊,使數(shù)控機(jī)床迅速恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)。
5、直觀檢查法,直觀檢查法是故障分析必用的方法,它是利用感官,通過(guò)采取詢問(wèn)、目視、觸摸、通電等辦法來(lái)進(jìn)行檢查。這種方法具有很多的局限性,比如,一些技術(shù)人員僅僅靠自身的主觀想法和經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行狹隘的判斷。
6、儀器檢查法,這種方法是使用常規(guī)的電工儀表,對(duì)每個(gè)組的交流、直流電源電壓以及相關(guān)直流進(jìn)行測(cè)量,找出故障所在。比如,用萬(wàn)用表來(lái)對(duì)各個(gè)電源的狀態(tài)進(jìn)行檢查,或者對(duì)電路板上設(shè)置的相關(guān)信號(hào)狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量。
7、信號(hào)和報(bào)警指示分析法,在數(shù)控系統(tǒng)和給進(jìn)伺服系統(tǒng)、電氣裝置中安裝故障指示燈,結(jié)合指示燈的狀態(tài)以及相應(yīng)的功能說(shuō)明,以及指示的內(nèi)容來(lái)對(duì)故障進(jìn)行排除。
8、接口狀態(tài)檢查法,將PLC集成在其中,在CNC和PLC之間形成接口信號(hào),并且相互進(jìn)行連接。一部分故障是由于接口信號(hào)遺忘、錯(cuò)誤而造成的。這些接口信號(hào)有一部分可以在接口板、輸出板上進(jìn)行顯示,或者用PlC編程器調(diào)出。
加工工序的劃分主要有以下幾種方法:
① 刀具集中分序法 該法是按所用刀具劃分工序,用同一把刀完成零件上所有可以完成的部位。再用第二把刀、第三把刀完成它們可以完成的部位。這樣可以減少換刀次數(shù),壓縮空行程時(shí)間,減少不必要的定位誤差。
② 粗、精加工分序法 對(duì)單個(gè)零件要先粗加工、半精加工,而后精加工。對(duì)于一批零件,先全部進(jìn)行粗加工、半精加工,最后進(jìn)行精加工。粗、精加工之間,最好隔一段時(shí)間,以使粗加工后零件的變形得到充分的恢復(fù),再進(jìn)行精加工,以提高零件的加工精度。
③ 按加工部位分序法 一般先加工平面、定位面,后加工孔;先加工簡(jiǎn)單的幾何形狀,再加工復(fù)雜的幾何形狀;先加工精度較低的部位,再加工精度要求較高的部位。
總之,在數(shù)控機(jī)床上加工零件,加工工序的劃分要根據(jù)零件的具體情況具體分析。許多工序的安排是按上述分序法綜合安排的。
數(shù)控機(jī)床可以根據(jù)不同的方法進(jìn)行分類,常用的分類方法有按數(shù)控機(jī)床加工原理分類、按數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)軌跡分類和按進(jìn)給伺服系統(tǒng)控制方式分類。
1.按數(shù)控機(jī)床加工原理分類 按數(shù)控機(jī)床加工原理可把數(shù)控機(jī)床分為普通數(shù)控機(jī)床和特種加工數(shù)控機(jī)床。 1)普通數(shù)控機(jī)床 如數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心、車削中心等各種普通數(shù)控機(jī)床,其加工原理是用切削刀具對(duì)零件進(jìn)行切削加工。
按進(jìn)給伺服系統(tǒng)控制方式分類 由數(shù)控裝置發(fā)出脈沖或電壓信號(hào),通過(guò)伺服系統(tǒng)控制機(jī)床各運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)。數(shù)控機(jī)床按進(jìn)給伺服系統(tǒng)控制方式分類有三種形式:開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)和半閉環(huán)控制系統(tǒng)。
數(shù)控機(jī)床安裝與調(diào)試一、數(shù)控設(shè)備調(diào)試驗(yàn)收的必要性 數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ)裝備,隨著數(shù)控機(jī)床的廣泛應(yīng)用與普及,機(jī)床的驗(yàn)收工作越來(lái)越受到重視,但很多用戶對(duì)數(shù)控機(jī)床的驗(yàn)收還存在著偏差。
新機(jī)檢驗(yàn)的主要目的是為了判別機(jī)床是否符臺(tái)其技術(shù)指標(biāo),判別機(jī)床能否按照預(yù)定的目標(biāo)精密地加工零件。在許多時(shí)候,新機(jī)驗(yàn)收都是通過(guò)加工一個(gè)有代表性的典型零件決定機(jī)床能否通過(guò)驗(yàn)收。
當(dāng)該機(jī)床是用于專門加工某一種零件時(shí),這種驗(yàn)收方法是可以接受的。但是對(duì)于更具有通用性的數(shù)控機(jī)床,這種切削零件的檢驗(yàn)方法顯然得不能提供足夠信息來(lái)精確地判斷機(jī)床的整體精度指標(biāo)。
只有通過(guò)對(duì)機(jī)床的幾何精度和位置精度進(jìn)行檢驗(yàn),才能反映出機(jī)床本身的制造精度。在這兩項(xiàng)精度檢驗(yàn)合格的基礎(chǔ)上,然后再進(jìn)行零件加工檢驗(yàn),以此來(lái)考核機(jī)床的加工性能。
對(duì)于安置在生產(chǎn)線上的新機(jī),還需通過(guò)對(duì)工序能力和生產(chǎn)節(jié)拍的考核來(lái)評(píng)判機(jī)床的工作能力。但是,在實(shí)際檢驗(yàn)工作中,往往有很多的用戶在新機(jī)驗(yàn)收時(shí)都忽視了對(duì)機(jī)床精度的檢驗(yàn),他們以為新機(jī)在出廠時(shí)已做過(guò)檢驗(yàn),在使用現(xiàn)場(chǎng)安裝只需調(diào)一下機(jī)床的水平,只要試加工零件經(jīng)檢驗(yàn)合格就認(rèn)為機(jī)床通過(guò)驗(yàn)收。
這些用戶往往忽視了以下幾方面的問(wèn)題: 1、新機(jī)通過(guò)運(yùn)輸環(huán)節(jié)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng),由于運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)和變形,其水平基準(zhǔn)與出廠檢驗(yàn)時(shí)的狀態(tài)已完全兩樣,此時(shí)機(jī)床的幾何精度與其在出廠檢驗(yàn)時(shí)的精度產(chǎn)生偏差。 2、即使不計(jì)運(yùn)輸環(huán)節(jié)的影響,機(jī)床水平的調(diào)整也會(huì)對(duì)相關(guān)的幾何精度項(xiàng)目產(chǎn)生影響。
3、由于位置精度的檢測(cè)元件如編碼器、光柵等是直接安裝在機(jī)床的絲杠和床身上,幾何精度的調(diào)整會(huì)對(duì)其產(chǎn)生一定的影響。 4、由檢驗(yàn)所得到的位置精度偏差,還可直接通過(guò)數(shù)控機(jī)床的誤差補(bǔ)償軟件及時(shí)進(jìn)行調(diào)整,從而改善機(jī)床的位置精度。
5、氣壓、溫度、濕度等外部條件發(fā)生改變,也會(huì)對(duì)位置精度產(chǎn)生影響。 6、由檢驗(yàn)所得到的位置精度偏差,還可直接通過(guò)數(shù)控機(jī)床的誤差補(bǔ)償軟件及時(shí)進(jìn)行調(diào)整,從而改善機(jī)床的位置精度。
檢驗(yàn)新機(jī)床時(shí)僅采用考核試加工零件精度的方法來(lái)判別機(jī)床的整體質(zhì)量,并以此作為驗(yàn)收的唯一標(biāo)準(zhǔn)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,必須對(duì)機(jī)床的幾何精度、位置精度及工作精度作全面的檢驗(yàn),只有這樣才能保證機(jī)床的工作性能,否則就會(huì)影響設(shè)備的安裝和使用,造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。 在數(shù)控機(jī)床到達(dá)用戶方,完成初次的調(diào)試驗(yàn)收工作后,也并不意味著調(diào)試工作的徹底結(jié)束。
在實(shí)際的生產(chǎn)企業(yè)中,常常采用這樣的設(shè)備管理方法:安裝調(diào)試完成后,設(shè)備投入生產(chǎn)加工中,只有等到設(shè)備加工精度達(dá)不到最初的要求時(shí),才停工進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)試。這樣很多企業(yè)無(wú)法接受這樣的停工的損失,所以在日常的工作中也可以按照“六自由度測(cè)量的快速機(jī)床誤差評(píng)估”方法解決這個(gè)問(wèn)題,大量減少測(cè)試時(shí)間,這樣小車間也可以提前控制加工過(guò)程,最終通向零故障以及更少對(duì)事后檢查的依賴。
六自由度測(cè)量的快速機(jī)床誤差評(píng)估方法是測(cè)量系統(tǒng)一次安裝調(diào)試后,可同時(shí)測(cè)量六個(gè)數(shù)控機(jī)床精度項(xiàng)目的誤差值,與傳統(tǒng)的單一精度項(xiàng)目測(cè)量方法相比,可大大縮短儀器的裝調(diào)、檢測(cè)時(shí)間。 二、數(shù)控設(shè)備調(diào)試驗(yàn)收的流程 就驗(yàn)收過(guò)程而言,數(shù)控機(jī)床驗(yàn)收可以分為兩個(gè)環(huán)節(jié): 1、在制造廠商工廠的預(yù)驗(yàn)收 預(yù)驗(yàn)收的目的是為了檢查、驗(yàn)證機(jī)床能否滿足用戶的加工質(zhì)量及生產(chǎn)率,檢查供應(yīng)商提供的資料、備件。
其主要工作包括: (1)檢驗(yàn)機(jī)床主要零部件是否按合同要求制造。 (2)各機(jī)床參數(shù)是否達(dá)到合同要求。
(3)檢驗(yàn)機(jī)床幾何精度及位置精度是否合格。 (4)機(jī)床各動(dòng)作是否正確。
(5)對(duì)合同未要求部分檢驗(yàn),如發(fā)現(xiàn)不滿意處可向生產(chǎn)廠家提出,以便及時(shí)改進(jìn)。 (6)對(duì)試件進(jìn)行加工,檢查是否達(dá)到精度要求。
(7)做好預(yù)驗(yàn)收記錄,包括精度檢驗(yàn)及要求改進(jìn)之處,并由生產(chǎn)廠家簽字。 如果預(yù)驗(yàn)收通過(guò),則意味著用戶同意該機(jī)床向用戶廠家發(fā)運(yùn),當(dāng)貨物到達(dá)用戶處后,用戶將支付該設(shè)備的大部分金額。
所以,預(yù)驗(yàn)收是非常重要的步驟,不可忽視。 2、在設(shè)備采購(gòu)方的最終驗(yàn)收 最終驗(yàn)收工作主要根據(jù)機(jī)床出廠合格證上規(guī)定的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)及用戶實(shí)際能提供的檢測(cè)手段,測(cè)定機(jī)床合格證上各項(xiàng)指標(biāo)。
檢測(cè)結(jié)果作為該機(jī)床的原始資料存入技術(shù)檔案中,作為今后維修時(shí)的技術(shù)指標(biāo)依據(jù)。 不管是預(yù)驗(yàn)收還是最終驗(yàn)收,根據(jù)GB 9061-1988《金屬切削機(jī)床 通用技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定,調(diào)試驗(yàn)收應(yīng)該包括的內(nèi)容如下: (1)外觀質(zhì)量 (2)附件和工具的檢驗(yàn) (3)參數(shù)的檢驗(yàn) (4)機(jī)床的空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn) (5)機(jī)床的負(fù)荷實(shí)驗(yàn) (6)機(jī)床的精度檢驗(yàn) (7)機(jī)床的工作實(shí)驗(yàn) (8)機(jī)床的壽命實(shí)驗(yàn) (9)其他。
三、數(shù)控設(shè)備調(diào)試驗(yàn)收的常見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn) 數(shù)控機(jī)床調(diào)試和驗(yàn)收應(yīng)當(dāng)遵循一定的規(guī)范進(jìn)行,數(shù)控機(jī)床驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)有很多,通常按性質(zhì)可以分為兩大類,及通用類標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)。 1、通用類標(biāo)準(zhǔn) 這類標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了數(shù)控機(jī)床調(diào)試驗(yàn)收的檢驗(yàn)方法、測(cè)量工具的使用、相關(guān)公差的定義、機(jī)床設(shè)計(jì)、制造、驗(yàn)收的基本要求等。
如我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17421.1-1998《機(jī)床檢驗(yàn)通則 第1部分 在無(wú)負(fù)荷或精加工條件下機(jī)床的幾何精度》、GB/T 17421.2-2000《機(jī)。
數(shù)控是數(shù)字控制的簡(jiǎn)稱,數(shù)控技術(shù)是利用數(shù)字化信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)及加工過(guò)程進(jìn)行控制的一種方法。
早期時(shí)有兩個(gè)版本:
NC(Numerical Control):代表舊版的、最初的數(shù)控技術(shù)。
CNC(Computerized Numerical Control):計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)——新版,數(shù)控的首選縮寫形式。
NC可能是CNC,但CNC絕不是指老的數(shù)控技術(shù)。
早期的數(shù)控系統(tǒng)是由硬件電路構(gòu)成的稱為硬件數(shù)控(Hard NC),1970年代以后,硬件電路元件逐步由專用的計(jì)算機(jī)代替而稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng),一般是采用專用計(jì)算機(jī)并配有接口電路,可實(shí)現(xiàn)多臺(tái)數(shù)控設(shè)備動(dòng)作的控制。因此現(xiàn)在的數(shù)控一般都是CNC(計(jì)算機(jī)數(shù)控),很少再用NC這個(gè)概念了。
答:程序編制方法有兩種:手工編程與自動(dòng)編程。
手工編程使用于多工序但內(nèi)容簡(jiǎn)單,計(jì)算方便的場(chǎng)合,比如數(shù)控車和二維平
面內(nèi)孔加工、面加工類程序加工中心編程。
自動(dòng)編程適用于型面復(fù)雜,計(jì)算量大的場(chǎng)合,比如模具制造類編程。
2. 簡(jiǎn)述孔加工固定循環(huán)的六個(gè)動(dòng)作?(第5 章)
動(dòng)作 1:刀具快速定位至欲加工位置之坐標(biāo)點(diǎn),稱為起始點(diǎn) (Initialpoint)。
動(dòng)作2:快速定位至R 點(diǎn),稱為參考點(diǎn)(Referance point)。
動(dòng)作3:切削加工(如鉆孔、鉸孔、攻螺紋、鏜孔等)。
動(dòng)作4:孔底位置的動(dòng)作。
動(dòng)作5:退回至R 點(diǎn)。
動(dòng)作6:退回至起始點(diǎn)。
3. 簡(jiǎn)述數(shù)控加工中機(jī)床原點(diǎn)、編程原點(diǎn)的概念和各自的作用?(第2 章)
答:機(jī)床原點(diǎn)是硬參考點(diǎn),即廠家在出廠前通過(guò)硬件在某極限位設(shè)定的固定參照點(diǎn),
用戶不能隨意改變。
編程原點(diǎn),是指編程人員拋開(kāi)機(jī)床,根據(jù)工件的工藝要求,設(shè)定的編程坐標(biāo)參照。
作用? (第4 章)
答:包括半徑補(bǔ)償和長(zhǎng)度補(bǔ)償。
FANUC 系統(tǒng)半徑補(bǔ)償通過(guò)G41、G42、G40 實(shí)現(xiàn),其中G41 為左補(bǔ),G42 為右
補(bǔ),G40 為撤銷半徑補(bǔ)償。
FANUC 系統(tǒng)長(zhǎng)度補(bǔ)償通過(guò)G43、G44、G49 實(shí)現(xiàn),其中G43 為正補(bǔ),G44 為負(fù)
補(bǔ),G49 為撤銷長(zhǎng)度補(bǔ)償。
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數(shù)控加工方法有:數(shù)控車、數(shù)控銑、數(shù)控鏜、數(shù)控刨、數(shù)控磨、數(shù)控鉆、數(shù)控滾齒、數(shù)控沖壓、數(shù)控等離子切割、線切割、電火花……
以上加工方法可以分為3類:切削類、成型類、特殊加工類。
詳細(xì)描述如下:
機(jī)械加工是指利用切削刀具,從毛坯上切除多余材料,從而獲得具有一定形狀和精度的零件的過(guò)程。
機(jī)械加工主要有手動(dòng)加工和數(shù)控加工兩大類。手動(dòng)加工是指通過(guò)機(jī)械工人手工操作車床、銑床、刨床和磨床等機(jī)械設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)各種材料進(jìn)行加工的方法。手動(dòng)加工適合進(jìn)行小批量、簡(jiǎn)單的零件生產(chǎn)。 數(shù)控加工(CNC)是指機(jī)械工人運(yùn)用數(shù)控設(shè)備來(lái)進(jìn)行加工,這些數(shù)控設(shè)備包括加工中心、數(shù)控銑床、數(shù)控車床、電火花線切割設(shè)備、螺紋切削機(jī)等。通過(guò)編程,數(shù)控機(jī)床自動(dòng)按要求去除材料,從而得到精加工工件。數(shù)控加工以連續(xù)的方式來(lái)加工工件,適合于大批量、形狀復(fù)雜的零件。
機(jī)械加工之生產(chǎn)過(guò)程:
生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)質(zhì)是由原材料(或半成品)變?yōu)楫a(chǎn)品的過(guò)程。因此一個(gè)工廠的生產(chǎn)過(guò)程,又可按車間分成若干個(gè)車間的生產(chǎn)過(guò)程。
生產(chǎn)過(guò)程包括:
產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、原材料的運(yùn)輸和保管、毛坯制造、機(jī)械加工、熱處理、裝配和調(diào)試、檢驗(yàn)和試車、噴漆和包裝等。
現(xiàn)有機(jī)械加工工藝手段的分類及其特點(diǎn) 加工方法大致可分為三大類:
一 切削加工
包括車削、銑削、刨削、磨削、拉削、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、研磨、珩磨、拋光、超精加工及由它們組成的自動(dòng)技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、成組技術(shù)、組合機(jī)床、流水線、自動(dòng)線。
其特點(diǎn)為:
1、以金屬材料來(lái)制造機(jī)械零件,其主要加工手段仍然是切削加工,因切削加工精度高、質(zhì)量好。
2、切削加工工序多、需要的設(shè)備多、投資大。
二 少、無(wú)切屑加工
可分為精密鑄造類,壓力加工類以及壓力光整加工,還有精密焊接,粘結(jié)技術(shù),快速成形等。
三 特種 機(jī)械加工
常見(jiàn)的特種機(jī)械加工方法有:
電火花加工、線切割加工、電解加工、激光加工、超聲波加工、電子束加工、離子束加工、電磁加工、水力切削等。
其特點(diǎn)為:
1、屬于非接觸式加工,能以柔克剛,刀具硬度可低于工件的硬度。加工時(shí)不存在顯著的機(jī)械力。
2、不是依靠機(jī)械力和機(jī)械能,而是利用電能、電化學(xué)能、光能、熱能等切除材料,能量密度高。
3、切削原理在這些加工中不適用,不產(chǎn)生宏觀切屑。
4、加工能量易控制和轉(zhuǎn)換,易自動(dòng)化,加工范圍廣、適應(yīng)性強(qiáng)。
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