DE102007005029B4 - Robot on a self-propelled workpiece carrier - Google Patents
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Abstract
Roboter (29) auf einem selbstfahrenden Werkstückträger (7–10), welcher auf einem Schienensystem (1) mit Schienenstrecken (2–6) verfahrbar ist, welche über Weichen (11) miteinander verbunden sind, wobei der Werkstückträger (7–10) mit Roboter (29) eine eigene autonome Intelligenz mittels eines Programmspeichers aufweist, in dem ein eigenes Fahr- und Arbeitsprogramm speicherbar ist, wobei der Roboter (29) einen Bearbeitungskopf (51) aufweist, und das Arbeitsprogramm es dem Roboter (29) ermöglicht, ein oder mehrere auf einer Plattform (27) des Werkstückträgers (7–10) angeordnete Werkstücke zu bearbeiten und entweder zu anderen Bearbeitungsstationen (12, 13, 16–20) zu befördern oder auf einem Lagerplatz abzulegen, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter (29) einen Prüfkopf (51) aufweist und als Prüfwerkzeug dient und dass das Arbeitsprogramm es dem Roboter (29) ermöglicht, ein oder mehrere auf einer Plattform (27) des Werkstückträgers (7–10) angeordnete Proben (28, 49) zu prüfen und entweder zu anderen Bearbeitungsstationen (12, 13, 16–20) zu befördern oder auf einem Lagerplatz abzulegen.Robot (29) on a self-propelled workpiece carrier (7-10), which on a rail system (1) with rail paths (2-6) is movable, which are interconnected via switches (11), wherein the workpiece carrier (7-10) with Robot (29) has its own autonomous intelligence by means of a program memory in which a separate driving and working program can be stored, wherein the robot (29) has a processing head (51), and the work program allows the robot (29), one or to process a plurality of workpieces arranged on a platform (27) of the workpiece carrier (7-10) and either to transport them to other processing stations (12, 13, 16-20) or to place them in a storage location, characterized in that the robot (29) has a Test head (51) and serves as a test tool and that the work program allows the robot (29), one or more on a platform (27) of the workpiece carrier (7-10) arranged samples (2 8, 49) and either to other processing stations (12, 13, 16-20) to transport or store on a storage yard.
Description
Die Erfindung betrifft einen Roboter auf einem selbstfahrenden Werkstückträger nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a robot on a self-propelled workpiece carrier the preamble of claim 1.
Ein
Verfahren zum Betrieb eines Werkstück-Transfersystems mit einem
selbstfahrenden Werkstückroboter
ist mit der eigenen
Kern dieses Werkstück-Transfersystems war, dass die Werkstückträger eine eigene autonome Intelligenz aufwiesen. Das heißt, es ist kein Leitrechner vorhanden, der den Ablauf unterschiedlicher auf dem Schienensystem verfahrbarer Werkstückträger leitet, sondern jeder Werkstückträger hat seine eigene Intelligenz. Dies bedeutet, er hat sein eigenes Fahrprogramm und sein eigenes Bearbeitungsprogramm, welches vollkommen unabhängig von den gleichfalls auf dem gleichen Schienensystem verfahrbaren Werkstückträgern sein kann.core this workpiece transfer system was, that the workpiece carrier a have their own autonomous intelligence. That is, it is not a host computer present, the process of different movable on the rail system Guide workpiece carrier, but each workpiece carrier has his own intelligence. This means he has his own driving program and his own editing program, which is completely independent of be the same on the same rail system movable workpiece carriers can.
Zu diesem Zweck sah die damalige Erfindung vor, dass an einem bestimmten Bereich jeder Werkstückträger ein Auftragsprogramm entgegennimmt, welches in digitaler Form auf einem digitalen Speicher im Werkstückträger gespeichert wurde und welches ein Grundprogramm darstellte, welches der Werkstückträger auszuführen hatte. Dieses Grundprogramm betraf beispielsweise die Verkehrsregeln auf dem genannten Schienensystem, die Geschwindigkeiten und ähnliche Grundkonfigurationen.To For this purpose, the then invention provided that at a certain Area of each workpiece carrier Order program, which in digital form on a digital memory stored in the workpiece carrier and which was a basic program, which had to perform the workpiece carrier. For example, this basic program concerned the traffic rules the said rail system, the speeds and the like Basic configurations.
Erst beim Anfahren bestimmter Bearbeitungsstationen erhielt der Werkstückträger seinen genauen Auftrag, nämlich was er wo und in welcher Zeit und mit welcher Geschwindigkeit auszuführen hat.First when approaching certain processing stations, the workpiece carrier received its exact Order, namely what he has to do where and in what time and at what speed.
Ein solches Werkstück-Transfersystem hat sich bewährt und wird in großem Umfang mittlerweile eingesetzt. Der Anwendungsbereich war jedoch darauf beschränkt, dass die selbstfahrenden Werkstückträger ein Werkstück aufnahmen, gegebenenfalls dessen Bearbeitung in einer Bearbeitungsstation veranlassten und das bearbeitete Werkstück zu einer anderen Station brachten.One such workpiece transfer system has proved its worth and will be in great Scope now used. The scope, however, was limited to that the self-propelled workpiece carrier a workpiece recordings, if necessary, processing in a processing station initiated and the machined workpiece to another station brought.
Der Anwendungsbereich der damaligen Erfindung war deshalb begrenzt.Of the Scope of the invention at that time was therefore limited.
Mit
der
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Werkstück-Transfersystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 so weiterzubilden, dass eine vielfach erweiterte Behandlung von Werkstücken, sowie Proben/Prüflingen stattfinden kann.Of the It is therefore the object of the present invention to provide a workpiece transfer system develop the preamble of claim 1 so that a often extended treatment of workpieces, as well as samples / DUTs take place can.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekennzeichnet.to solution the task is the invention by the technical teaching of claim 1.
Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dass auf dem Werkstückträger mindestens ein Roboter befestigt ist, der einen Prüf- und Bearbeitungskopf aufweist, und dass dem Roboter ein selbsttätig arbeitendes Prüf- und Bearbeitungsprogramm (d. h. Arbeitsprogramm) zugeordnet ist, welches dem Roboter ermöglicht, ein oder mehrere auf der Plattform des Werkstückträgers angeordnete Proben oder Werkstücke zu prüfen und/oder zu bearbeiten und in Abhängigkeit von seinem Arbeitsprogramm entweder zu anderen Bearbeitungsstationen zu befördern oder auf einem Lagerplatz abzulegen.essential Feature of the invention is that on the workpiece carrier at least one robot attached to a test and machining head, and that the robot is an automatic working Testing and Machining program (i.e., work program) is assigned, which allows the robot to one or more arranged on the platform of the workpiece carrier samples or workpieces to consider and / or to work on and depending on his work program either to other processing stations or to a storage bin store.
Mit der gegebenen technischen Lehre ergibt sich der wesentliche Vorteil, dass nun erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass auf dem Werkstückträger selbst ein Prüf- und Bearbeitungsinstrument in Form eines Roboters mitfährt, wobei nach einem wesentlichen Merkmal der Erfindung das Prüf- und Bearbeitungsprogramm dieser Einheit von dem Mikroprozessor des Werkstückträgers mit Steuerungsbefehlen versorgt wird.With the given technical teaching gives the essential advantage that now provided according to the invention is that on the workpiece carrier itself a testing and processing tool in the form of a robot, wherein according to an essential feature of the invention, the testing and machining program this unit supplied by the microprocessor of the workpiece carrier with control commands becomes.
Damit besteht der wesentliche Vorteil, dass die autonome Intelligenz des Werkstückträgers nun dazu genutzt wird, einen auf dem Werkstückträger befestigten Roboter mit einem Bearbeitungs- und Prüfprogramm zu versorgen.In order to the main advantage is that the autonomous intelligence of the Workpiece carrier now is used, a mounted on the workpiece carrier robot with a processing and test program to supply.
Es ergibt sich damit ein geringer Datenverkehr auf dem Schienensystem, denn es reicht aus, an bestimmten Übergabestationen digitale Befehle an den jeweiligen Werkstückträger zu senden, der diese digitalen Befehle in seinen Mikroprozessor einspeichert und entsprechend ausführt. Es wird demzufolge sowohl das Fahrprogramm für den Werkstückträger, dessen Grundkonfiguration und Verhalten auf dem Schienensystem als auch darüber hinaus das Prüf- und Bearbeitungsprogramm des darauf montierten Roboters abgeleitet.This results in a low data traffic on the rail system, because it is sufficient to send at certain transfer stations digital commands to the respective workpiece carrier, these digital commands in his microprocessor stores and executes accordingly. Consequently, both the drive program for the workpiece carrier, its basic configuration and behavior on the rail system and also the testing and processing program of the robot mounted thereon are derived.
Es wird also ausdrücklich darauf verzichtet, dem Roboter über eine eigene Bearbeitungsstation (Ladestation) ein Bearbeitungsprogramm zuzuordnen. Dies wird alles von der autonomen Intelligenz des Werkstückträgers veranlasst.It becomes explicit waived the robot over own processing station (charging station) a machining program assigned. This is all caused by the autonomous intelligence of the workpiece carrier.
Damit reicht es aus, das nach dem Stand der Technik dem Werkstückträger übergebene digitale Steuerungsprogramm nur geringfügig zu erweitern, welches um die besagten Prüf- und Bearbeitungsroutinen erweitert wird, die den auf dem Werkstückträger montierten Roboter ansteuern und dessen Verhalten beeinflussen.In order to it is sufficient that passed to the workpiece carrier according to the prior art digital control program only slightly expand, which order the said test and editing routines that mounted on the workpiece carrier Controlling robots and influencing their behavior.
Wie bereits schon im Stand der Technik beschrieben, hat der autonome Werkstückträger auch eine autonome Stromversorgung, die bevorzugt als hochaufladbarer Kondensator ausgebildet ist. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass die Stromversorgung des Roboters von einem solchen hochaufladbaren Kondensator versorgt wird. Dies bedeutet, dass der Roboter eine eigene Stromversorgung hat oder gegebenenfalls die Stromversorgung mit dem Werkstückträger teilt, wobei diese Stromversorgung in Form von aufladbaren Kondensatoren oder dergleichen erfolgt.As already described in the prior art, has the autonomous Workpiece carrier also a autonomous power supply, preferably as a high-charging capacitor is trained. According to the invention is now provided that the power supply of the robot from such rechargeable capacitor is supplied. This means that the Robot has its own power supply or possibly the Shares power with the workpiece carrier, this power supply in the form of rechargeable capacitors or the like takes place.
Damit ist es lediglich erforderlich, von Zeit zu Zeit die mitfahrenden Stromversorgungen aufzuladen, wobei es vorgesehen sein kann, dass dem Roboter eine von dem Werkstückträger getrennte Stromversorgung im Werkstückträger zugeordnet ist.In order to it is only necessary from time to time the passengers To recharge power supplies, it may be provided that the robot a separate from the workpiece carrier power supply assigned in the workpiece carrier is.
Der auf dem Werkstückträger befestigte Roboter kann als reines Handlingsystem dienen. Diese bedeutet, dass er von einer unterschiedlichen Anzahl von Lagerplätzen, Werkstücke, Proben, und andere Gegenstände aufnehmen kann, sie gegebenenfalls auf der Plattform des Werkstückträgers zwischenspeichert und sie zu anderen Lagerplätzen oder Bearbeitungsstationen verbringt.Of the mounted on the workpiece carrier Robot can serve as a pure handling system. This means that he from a different number of storage bins, workpieces, samples, and other items if necessary, they cached on the platform of the workpiece carrier and she to other campsites or processing stations spends.
Vorteil dieser Maßnahme ist, dass bei einem Schienensystem, bei dem beispielsweise einhundert oder zweihundert verschiedene Bearbeitungsstationen oder Lagersysteme vorhanden sind, es ausreicht, drei oder vier Werkstückträger mit darauf montierten Robotern zu verwenden. Es werden hierbei besonders hohe Verfahrgeschwindigkeiten von z. B. 1,5 m/s mit den Werkstückträgern erreicht und es werden hochproduktive Roboter verwendet, die z. B. 100 oder mehr voneinander getrennte Bewegungen pro Sekunde ausüben können.advantage this measure is that in a rail system in which, for example, a hundred or two hundred different processing stations or storage systems are present, it suffices to use three or four workpiece carriers to use robots mounted on it. It will be special here high travel speeds of z. B. reached 1.5 m / s with the workpiece carriers and highly productive robots are used, the z. B. 100 or exercise more separate movements per second.
Als bevorzugtes Ausführungsbeispiel werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung 5-Achs-Roboter oder 3-Achs-Roboter an sich bekannter Bauart verwendet.When preferred embodiment are in the context of the present invention 5-axis robot or 3-axis robot of known type used.
Es werden allgemein demzufolge Knickarm-Roboter verwendet oder auch Bestückungsroboter, wie sie in herkömmlichen Handlingsystemen bekannt sind. Auch Pick & Place-Roboter können im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Diese sind dann in der Regel nur als 2-Achs-Roboter ausgebildet.It Accordingly, articulated-arm robots are generally used or also Assembly robots as in conventional Handling systems are known. Also pick & place robots can be used in the present Invention can be used. These are then usually only as 2-axis robot trained.
Wichtig bei allen Ausführungsformen ist, dass wegen der hohen Produktionsleistung der auf dem Werkstückträger montierten Roboter eine außerordentlich hohe Produktivität entsteht und dass sehr kurze Verfahrzeiten im Abstand zwischen den einzelnen Bearbeitungsstationen oder Lagerstationen sind, so dass bei einer Vielzahl von Bearbeitungs- und Lagerstationen es ausreicht, ein, zwei oder drei Werkstückträger mit darauf befestigten Robotern zu verwenden.Important in all embodiments is that because of the high production capacity of the mounted on the workpiece carrier Robots an extraordinary high productivity arises and that very short travel times in the distance between the individual Processing stations or storage stations are, so at a Large number of processing and storage stations, one, two or three workpiece carriers with to use attached robots.
Selbstverständlich ist es nicht erforderlich, dass jedem Werkstückträger die gleiche Art eines Roboters zugeordnet wird. Der eine Werkstückträger kann beispielsweise einen 5-Achs-Roboter und der andere Werkstückträger eine andere Form eines Roboters tragen.Of course it is It does not require that every workpiece carrier has the same type of robot is assigned. The one workpiece carrier can For example, a 5-axis robot and the other workpiece carrier a wear another form of a robot.
Wichtig ist, dass wegen der autonomen Intelligenz der Werkstückträger und der darauf montierten Roboter jeder Werkstückträger von sich aus weiß, welche Bearbeitungsstationen er anfahren muss und wo er hinfahren muss. Die entsprechenden Befehle erhält er von der Bearbeitungsstation selbst und synchronisiert sich selbst mit den verschiedenen Bearbeitungsstationen und Lagerstationen, die er anfährt oder die er verlässt.Important is that because of the autonomous intelligence of the workpiece carrier and the robot mounted on it knows each workpiece carrier of its own accord Processing stations he has to start and where he has to go. The corresponding commands are received he himself from the processing station and synchronizes himself with the various processing stations and storage stations, which he starts or he leaves.
Der Roboter kann aber nicht nur als Handlingsystem arbeiten, sondern darüber hinaus noch als Bearbeitungs- und Prüfwerkzeug funktionieren. In diesem Fall führt der Roboter nicht nur Handlingsaufgaben aus, sondern darüber hinaus noch Bearbeitungsaufgaben, die er auf den auf der Plattform des Werkstückträgers gehalterten Proben, Prüflingen oder Werkstücken ausführt.Of the But robots can not only work as a handling system, but also about that even work as a machining and testing tool. In this Case leads The robot not only handles handling tasks, but beyond still machining tasks that he held on the on the platform of the workpiece carrier Samples, specimens or workpieces performs.
So kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass auf dem Werkstückträger eine Reihe von Probenbehältern angeordnet sind, in denen Untersuchungsflüssigkeiten enthalten sind.So It may be provided, for example, that on the workpiece carrier a Series of sample containers are arranged, in which examination fluids are included.
Der auf dem Werkstückträger angeordnete Roboter kann nun verschiedene Prüfroutinen, Untersuchungsroutinen oder Verarbeitungsroutinen an den Probenbehältern durchführen.Of the arranged on the workpiece carrier robot can now use various test routines, Conduct investigation routines or processing routines on the sample containers.
Es können auf der Oberfläche des Werkstückträgers einzelne Schaltplatinen mit Prüfanschlüssen vorgesehen werden. Der Roboter hat dann entsprechende Prüfspitzen, mit denen er bestimmte Prüfprogramme ausführen kann. Das heißt in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Prüfprogramms wird dann der Werkstückträger zu einem Lagerplatz fahren, wo die als gut befundenen Prüflinge abgeladen werden und er fährt dann einen weiteren Lagerplatz an, wo die als Ausschuss erkannten Prüflinge abgeladen werden.It can on the surface the workpiece carrier individual Circuit boards with test connections provided become. The robot then has appropriate probes with which he determined test programs To run can. That means in dependence from the result of the test program then the workpiece carrier becomes a Drive camp where the good candidates are unloaded and he drives then another storage place, where the recognized as committee specimens be unloaded.
Aus dieser Idee ergibt sich die Vielfältigkeit des erfindungsgemäßen Schienensystems mit den Werkstückträgern und darauf montierten Robotern. Es können beliebige Bearbeitungs- und Prüfvorgänge mit den auf der Plattform des Werkstückträgers aufgebrachten Prüflingen oder Gegenständen vorgenommen werden.Out This idea results in the diversity of the rail system according to the invention with the workpiece carriers and mounted on robots. It can any machining and test procedures with the applied on the platform of the workpiece carrier specimens or objects be made.
Hierbei wird es in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung bevorzugt, wenn der Roboter auswechselbare Werkzeuge aufweist, die er von Bedarf zu Bedarf auswechseln kann.in this connection it is preferred in a further embodiment of the invention, if the robot has interchangeable tools that it needs as needed Need to change.
In einer Weiterbildung dieser Idee ist es vorgesehen, dass ein entsprechendes Magazin mit zugeordneten unterschiedlichen Werkzeugen auf dem Werkstückträger mitfährt.In a development of this idea, it is provided that a corresponding Magazine with associated different tools on the workpiece carrier mitfährt.
In einer anderen Ausgestaltung kann es jedoch vorgesehen sein, dass der Werkstückträger eine eigene Aufnahmestation anfährt, wo der Werkzeugwechsel für den Roboter stattfindet.In However, another embodiment may provide that the workpiece carrier a own admission station anfährt, where the tool change for the robot takes place.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von mehrere Ausführungswege darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.in the Below, the invention is based on several execution paths illustrative drawings closer explained. Here are more from the drawings and their description Essential to the invention features and advantages of the invention.
Es zeigen:It demonstrate:
In
Auf
den Schienenstrecken
Am
Rande oder innerhalb der Schienenstrecken
Im
Bereich des Schienensystems
In
Über diese
Instrumente
Auf
dem Schienensystem
Auf
der gegenüberliegenden
Sie sind lediglich Stützräder
Im
gezeigten Ausführungsbeispiel
sind auf der Plattform
Der
Roboter
Der
Arm
Mit
dieser Greifzange
Wichtig ist, dass der autonom arbeitende Werkstückträger die Prüf- und Bearbeitungsdaten von einer Station aufnimmt, einspeichert und mitnimmt, so dass er der anderen Station mitteilen kann, welche Prüf- und Bearbeitungsvorgänge stattfanden und mit welchem Ergebnis.Important is that the autonomously working workpiece carrier the test and processing data of a station receives, stores and takes away, so that he tell other station which testing and machining operations took place and with what result.
Dies
spart auch den früher
notwendigen Datenverkehr zwischen den einzelnen Bearbeitungsstationen
Demzufolge
kann der Prüf-
und Bearbeitungskopf beliebige Bewegungen in den Pfeilrichtungen
In
In
Beispielsweise
können
die auf der Plattform
Wichtig
ist, dass nun auch eine Bearbeitung der auf der Plattform
Anhand
der
Hierbei
sind auf der Plattform
Der
Roboter
Gesteuert
durch sein autonomes Bearbeitungsprogramm fährt nun der Roboter
Nachdem
der Roboter erfindungsgemäß auch unterschiedliche
Prüfvorgänge vornehmen kann
oder auch allgemein unterschiedliche Bearbeitungsvorgänge, ist
es vorgesehen, dass auf der Plattform
Auf
diese Weise ist es möglich,
eine Vielzahl von Bearbeitungsvorgängen während der Verfahrung des Werkstückträgers
Alle
Daten, die bei der Bearbeitung oder der Prüfung stattfinden, werden – wie dargestellt – in dem zentralen
Datenspeicher des Werkstückträgers
Dort
erhält
der Werkstückträger
Wichtig
ist der erhebliche Geschwindigkeits- und damit verbundene Produktionsvorteil,
weil während
der sehr schnellen Verfahrung der Werkstückträger gleichzeitig eine Bearbeitung
von Gegenständen
auf dem Werkstückträger stattfindet.
Es wird somit ein wesentlicher Teil der Bearbeitungszeit gespart,
weil darauf verzichtet wird, dass Prüf- und Bearbeitungsvorgänge stationär stattfinden.
Vielmehr sieht die Erfindung mobile Prüf- und Bearbeitungsvorgänge vor,
die auf den fahrenden Werkstückträgern
- 11
- Schienensystemrail system
- 22
- Schienenstreckerailway line
- 33
- Schienenstreckerailway line
- 44
- Schienenstreckerailway line
- 55
- Schienenstreckerailway line
- 66
- Schienenstreckerailway line
- 77
- WerkstückträgerWorkpiece carrier
- 88th
- WerkstückträgerWorkpiece carrier
- 99
- WerkstückträgerWorkpiece carrier
- 1010
- WerkstückträgerWorkpiece carrier
- 1111
- Weicheswitch
- 1212
- Bearbeitungsstation a–dprocessing station a-d
- 1313
- Bearbeitungsstation a–dprocessing station a-d
- 1414
- Auftragsstationorder station
- 1515
- Auftragassignment
- 1616
- Bearbeitungsstationprocessing station
- 1717
- Bearbeitungsstationprocessing station
- 1818
- Bearbeitungsstationprocessing station
- 1919
- Bearbeitungsstationprocessing station
- 2020
- Bearbeitungsstationprocessing station
- 2121
- Reflektorreflector
- 2222
- Fahrschienerunning rail
- 2323
- IR-SensorIR sensor
- 2424
- Abstandssensordistance sensor
- 2525
- Führungsrolleleadership
- 2626
- Stützradstabilizer
- 2727
- Plattformplatform
- 2828
- Probengefäßsample vessel
- 2929
- Roboterrobot
- 3030
- Lagersäulestorage column
- 3131
- Drehgelenkswivel
- 3232
- Schwenkgelenkpivot
- 3333
- Armpoor
- 3434
- Armpoor
- 3535
- Gelenkjoint
- 3636
- Greifelementgripping element
- 3737
- Greifzangetongs
- 3838
- Pfeilrichtungarrow
- 3939
- Pfeilrichtungarrow
- 4040
- Pfeilrichtungarrow
- 4141
- Prüfspitzeprobe
- 4242
- Magazinmagazine
- 4343
- Schachtshaft
- 4444
- Pfeilrichtungarrow
- 4545
- Pfeilrichtungarrow
- 4646
- Pfeilrichtungarrow
- 4747
- WerkzeugTool
- 4848
- Kupplungclutch
- 4949
- Platinecircuit board
- 5050
- Prüfanschlusstest connection
- 5151
- Prüf- und BearbeitungskopfTest and machining head
Claims (11)
Priority Applications (1)
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DE200710005029 DE102007005029B4 (en) | 2007-02-01 | 2007-02-01 | Robot on a self-propelled workpiece carrier |
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DE102007005029B4 true DE102007005029B4 (en) | 2010-09-02 |
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