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{Technisches Gebiet}
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{0001} Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Offlinelehrvorrichtung und ein Bewegungsprogrammerzeugungsverfahren.
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{Stand der Technik}
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{0002} Es gibt eine bekannte Simulationsvorrichtung, die eine Bewegungsroute für einen Roboter erzeugt, sodass der Roboter eine vorgeschriebene Arbeit ausführen kann, während eine Störung mit einem Peripheriegerät vermieden wird (siehe zum Beispiel Patentliteratur 1). Bei der Simulationsvorrichtung wird detektiert, ob eine Störung auftritt, indem 3D-Modelle des Roboters und des Peripheriegeräts im selben virtuellen Raum angeordnet werden, und, falls eine Störung auftritt, ein Zwischenpunkt zwischen Lehrpunkten vor und nach der Störung eingefügt wird, mit dem die Störung vermieden werden könnte.
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{Liste bekannter Schriften}
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{Patentliteratur}
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{0003} {PTL 1} Japanische Patentveröffentlichung Nr.
5860081 -
{Kurzdarstellung der Erfindung}
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{Technisches Problem}
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{0004} Wenn ein Bewegungsprogramm, in dem wie oben beschrieben ein Zwischenpunkt hinzugefügt wurde, tatsächlich durch die Simulationsvorrichtung ausgeführt wird, führt der Roboter eine Hochgeschwindigkeitsbewegung aus; daher gibt es Fälle, in denen die Bewegungsroute nicht durch den hinzugefügten Zwischenpunkt verläuft. Dementsprechend ist es, um eine Bewegungsroute zu erzeugen, bei der keine Störung zwischen dem Roboter und dem Peripheriegerät auftritt, nicht ausreichend, nur zu bestätigen, ob eine Störung an den Lehrpunkten auftritt.
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{0005} Als Ergebnis der tatsächlichen Ausführung des Bewegungsprogramms, um zu bewirken, dass das 3D-Modell des Roboters eine Bewegung im virtuellen Raum ausführt, werden zwischen den Lehrpunkten zahlreiche Interpolationspunkte erzeugt, die die Bewegungsroute definieren, und es ist möglich zu bestätigen, ob an den jeweiligen Interpolationspunkten eine Störung zwischen dem Roboter und dem Peripheriegerät auftritt. Allerdings ist die Berechnung des 3D-Modells des Roboters, in dem an jedem der zahlreichen Interpolationspunkte ein TCP angeordnet ist, sehr zeitaufwändig.
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{0006} Außerdem ist es, falls eine Störung an einem der Interpolationspunkte auftritt, notwendig, den Zwischenpunkt hinzuzufügen oder zu korrigieren und die Arbeit zu wiederholen, bei der das Bewegungsprogramm erneut ausgeführt wird, und somit ist ein enormer Zeitaufwand erforderlich, um schließlich die Bewegungsroute zu erhalten.
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Daher besteht ein Bedarf, die Zeitdauer zu reduzieren, die erforderlich ist, um eine Bewegungsroute zu erzeugen, mit der eine Störung vermieden werden könnte.
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{Lösung des Problems}
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{0007} Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Offlinelehrvorrichtung, die mindestens einen Prozessor umfasst, wobei der Prozessor: als Ergebnis eines Bewegungsprogramms, das mehrere eingegebene Lehrpunkte umfasst, zahlreiche Interpolationspunkte auf einer Bewegungsroute eines distalen Werkzeugendpunkts eines Roboters erzeugt, wobei die Bewegungsroute unter den Lehrpunkten gemäß dem Bewegungsprogramm gebildet wird; und detektiert, ob zwischen jedem der erzeugten Interpolationspunkte und einem Peripheriegerät eine Störung auftritt.
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Figurenliste
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{0008}
- {1} 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Offlinelehrvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
- {2} 2 ist ein Diagramm, das schematisch ein Beispiel eines Roboters zeigt, für den ein Bewegungsprogramm mittels der Offlinelehrvorrichtung in 1 erzeugt wird.
- {3} 3 ist ein Flussdiagramm, das ein Bewegungsprogrammerzeugungsverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt, bei dem die Offlinelehrvorrichtung in 1 eingesetzt wird.
- {4} 4 ist ein schematisches Diagramm zur Erläuterung eines Objekt, für das eine Störung in Bezug auf ein Peripheriegerät durch die Offlinelehrvorrichtung in 1 detektiert wird.
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{Beschreibung der Ausführungsform}
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{0009} Im Folgenden wird eine Offlinelehrvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Wie in 1 gezeigt, umfasst die Offlinelehrvorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform einen Grundbewegungsprogrammerzeugungsabschnitt 2, einen Interpolationspunkterzeugungsabschnitt 3, einen Störungsdetektionsabschnitt 4 und einen Bewegungsprogrammkorrekturabschnitt 5. Der Grundbewegungsprogrammerzeugungsabschnitt 2, der Interpolationspunkterzeugungsabschnitt 3, der Störungsdetektionsabschnitt 4 und der Bewegungsprogrammkorrekturabschnitt 5 umfassen jeweils mindestens einen Prozessor, einen Speicher und einen Monitor.
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{0010} Der Grundbewegungsprogrammerzeugungsabschnitt 2 speichert 3D-Modelle eines Roboters (siehe 2) 100, eines Peripheriegeräts, eines Werkstücks und so weiter, die in demselben virtuellen Raum angeordnet sind. Es ist möglich, ein Grundbewegungsprogramm zu erzeugen, indem ein Benutzer Lehrpunkte festlegt, während bewirkt wird, dass das 3D-Modell des Roboters 100 eine Bewegung im virtuellen Raum ausführt, der auf einem Monitor angezeigt wird, und Informationen über Bewegungsgeschwindigkeit, Beschleunigung, Interpolationsverfahren usw. zwischen den festgelegten Lehrpunkten eingibt.
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{0011} Der Interpolationspunkterzeugungsabschnitt 3 erzeugt gemäß den Informationen über die Lehrpunkte, die Geschwindigkeit, die Beschleunigung, das Interpolationsverfahren usw., die in dem eingegebenen Bewegungsprogramm festgelegt sind, eine Bewegungsroute, auf der sich ein TCP (distaler Werkzeugendpunkt) des Roboters 100 bewegt, wenn der Roboter 100 eine Bewegung im virtuellen Raum ausführt. Dabei werden Punkte auf der Route einschließlich der Werte, die die jeweiligen Achsen des Roboters 100 in regelmäßigen Abständen annehmen, bestimmt. Diese Punkte auf der Route dienen als Interpolationspunkte. Daher werden beim Erzeugen der Route automatisch zahlreiche Interpolationspunkte erzeugt. Der Interpolationspunkterzeugungsabschnitt 3 gibt dreidimensionale Koordinateninformationen sämtlicher erzeugten Interpolationspunkte aus.
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{0012} Der Störungsdetektionsabschnitt 4 verwendet die von dem Interpolationspunkterzeugungsabschnitt 3 ausgegebenen Koordinateninformationen der Interpolationspunkte, um dreidimensionale Koordinaten von Gelenkpunkten des Roboters 100 zu berechnen, wenn der TCP an jedem Interpolationspunkt angeordnet ist.
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Der Roboter 100 ist beispielsweise, wie in 2 gezeigt, ein vertikaler sechsachsiger Gelenkroboter und umfasst Folgendes: eine Basis 110, die auf einer Bodenfläche F installiert ist; und einen Drehkörper 120, der in Bezug auf die Basis 110 so gelagert ist, dass er um eine vertikale erste Achse J1 drehbar ist. Außerdem umfasst der Roboter 100 Folgendes: einen ersten Arm 130, der in Bezug auf den Drehkörper so gelagert ist, dass er um eine horizontale zweite Achse J2 schwenkbar ist; und einen zweiten Arm 140, der in Bezug auf den ersten Arm 130 so gelagert ist, dass er um eine dritte Achse J3 schwenkbar ist, die parallel zu der zweiten Achse J2 ist. Ferner umfasst der Roboter 100 eine dreiachsige Handgelenkeinheit 150 an einem distalen Ende des zweiten Arms 140.
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{0013} Zu Beispielen der Gelenkpunkte gehören beispielsweise, wie in 2 gezeigt, ein Schnittpunkt A1 zwischen einer Ebene, die die erste Achse J1 enthält und die orthogonal zu der zweiten Achse J2 ist, und der zweiten Achse J2, ein Schnittpunkt A2 zwischen der Ebene und der dritten Achse J3 und ein Schnittpunkt A3 zwischen den drei Achsen der Handgelenkeinheit 150, also den Achsen J4-J6.
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Der Störungsdetektionsabschnitt 4 detektiert, ob eine Störung zwischen den jeweiligen Interpolationspunkten (TCP) und dem Peripheriegerät auftritt, und detektiert außerdem, ob eine Störung zwischen den jeweiligen Gelenkpunkten A1, A2 und A3 und dem Peripheriegerät auftritt.
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Tritt eine Störung an einem Interpolationspunkt auf, so gibt der Störungsdetektionsabschnitt 4 Informationen über den Lehrpunkt unmittelbar vor oder nach dem Interpolationspunkt aus. Die Informationen über den Lehrpunkt können dabei beispielsweise die Lehrpunktnummer sein.
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{0014} Bei Empfang der Informationen über den Lehrpunkt vor oder nach dem Interpolationspunkt, an dem eine Störung aufgetreten ist, von dem Störungsdetektionsabschnitt 4 erzeugt der Bewegungsprogrammkorrekturabschnitt 5 mittels eines öffentlich bekannten Verfahrens einen Zwischenpunkt (Zwischenlehrpunkt), der zwischen den Lehrpunkten vor und nach dem Interpolationspunkt angeordnet ist, an einer Position, an der die Störung mit dem Peripheriegerät vermieden wird. Hinsichtlich der Informationen über die Geschwindigkeit und Beschleunigung für die Bewegung bis zum Erreichen des Zwischenpunkts von dem unmittelbar vorangehenden Lehrpunkt sind die Informationen so eingestellt, dass die Bewegung fortgesetzt wird, bis der unmittelbar nachfolgende Lehrpunkt erreicht wird, ohne Verlangsamung zwischen dem unmittelbar vorangehenden Lehrpunkt und dem Zwischenpunkt.
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{0015} Im Folgenden wird ein Bewegungsprogrammerzeugungsverfahren für die so konfigurierte Offlinelehrvorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform beschrieben.
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Um ein Bewegungsprogramm durch Verwenden der Offlinelehrvorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform zu erzeugen, lehrt ein Benutzer zuerst Lehrpunkte in dem Grundbewegungsprogrammerzeugungsabschnitt 2. Die Lehrpunkte werden durch den Benutzer gelehrt, der mehrere Lehrpunkte zum Durchführen von Arbeiten an einem auf einem Monitor angezeigten Werkstück durch Bedienen eines auf dem Monitor angezeigten 3D-Modells des Roboters 100 festlegt.
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{0016} In diesem Fall legt der Benutzer für das Grundbewegungsprogramm den Startpunkt, den Endpunkt und mindestens einen Lehrpunkt zwischen dem Startpunkt und dem Endpunkt fest, wobei eine Störung zwischen einem Peripheriegerät und dem auf dem Monitor angezeigten Roboter 100 vermieden wird. Außerdem gibt der Benutzer Informationen über die Geschwindigkeit, die Beschleunigung, das Interpolationsverfahren usw. ein, um die Bewegung des Roboters 100 zwischen den jeweiligen Lehrpunkten zu definieren. Dementsprechend wird, wie in 3 gezeigt, das Grundbewegungsprogramm erzeugt (Schritt S1). Obgleich ein Verfahren, bei dem der Benutzer eine Störungsvermeidung bis zu einem gewissen Grad selbst lehrt, als Verfahren zum Hinzufügen der Lehrpunkte beschrieben wurde, besteht keine Beschränkung darauf. Beispielsweise kann der Benutzer nur den Startpunkt und den Endpunkt festlegen, und die Lehrpunkte zum Vermeiden von Störungen können automatisch mittels eines öffentlich bekannten Verfahrens hinzugefügt werden.
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{0017} Das in dem Grundbewegungsprogrammerzeugungsabschnitt 2 erzeugte Grundbewegungsprogramm wird an den Interpolationspunkterzeugungsabschnitt 3 übertragen, und der Interpolationspunkterzeugungsabschnitt 3 berechnet eine Bewegungsroute eines TCP unter den jeweiligen Lehrpunkten und erzeugt zahlreiche Interpolationspunkte auf der Bewegungsroute (Schritt S2).
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Die Koordinaten der erzeugten Interpolationspunkte werden an den Störungsdetektionsabschnitt 4 ausgegeben.
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{0018} Bei Empfang der Koordinaten der zahlreichen Interpolationspunkte, die von dem Interpolationspunkterzeugungsabschnitt 3 dorthin übertragen wurden, berechnet der Störungsdetektionsabschnitt 4 Koordinaten der Gelenkpunkte A1-A3 des Roboters 100 bei Anordnung des TCP an jedem Interpolationspunkt (Schritt S3). Darüber hinaus wurden die Winkel der Gelenkpunkte A1-A3 zum Zeitpunkt der Interpolationspunktberechnung bereits bestimmt. Die Koordinaten der Gelenkpunkte A1-A3 können aus den Interpolationspunktkoordinaten und den Informationen über die Mechanik des Roboters 100 mittels Rücktransformation berechnet werden.
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{0019} Der Störungsdetektionsabschnitt 4 detektiert anhand der Koordinaten der jeweiligen Interpolationspunkte und der Gelenkpunkte A1-A3, ob eine Störung zwischen dem TCP oder einem der Gelenkpunkte A1-A3 und dem Peripheriegerät auftritt (Schritt S4).
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{0020} Tritt eine Störung zwischen dem TCP oder einem der Gelenkpunkte A1-A3 und dem Peripheriegerät auf, so gibt der Störungsdetektionsabschnitt 4 Informationen über mindestens einen von zwei Lehrpunkten unmittelbar vor und unmittelbar nach dem Interpolationspunkt, an dem die Störung aufgetreten ist, aus (Schritt S5).
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Die von dem Störungsdetektionsabschnitt 4 ausgegebenen Lehrpunktinformationen werden an den Bewegungsprogrammkorrekturabschnitt 5 übertragen. Darüber hinaus wird das Grundbewegungsprogramm von dem Grundbewegungsprogrammerzeugungsabschnitt 2 an den Bewegungsprogrammkorrekturabschnitt 5 übertragen.
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{0021} Der Bewegungsprogrammkorrekturabschnitt 5 korrigiert das Bewegungsprogramm durch Erzeugen, mittels eines öffentlich bekannten Verfahrens, eines Zwischenpunkts zum Vermeiden einer Störung mit dem Peripheriegerät zwischen den zwei Lehrpunkten, zwischen denen der Interpolationspunkt, an dem eine Störung aufgetreten ist, angeordnet ist (Schritt S6).
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Das korrigierte Bewegungsprogramm wird an den Interpolationspunkterzeugungsabschnitt 3 übertragen.
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{0022} Dann werden die Schritte ab Schritt S2 wiederholt, bis in Schritt S4 bestätigt wird, dass an allen Interpolationspunkten keine Störung auftritt.
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Wird in Schritt S4 keine Störung detektiert, so wird das endgültige Bewegungsprogramm ausgegeben (Schritt S7) und die Verarbeitung endet.
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{0023} Wie oben beschrieben wurde, ist es mit dem Offlinelehrvorrichtung 1 und dem Bewegungsprogrammerzeugungsverfahren gemäß dieser Ausführungsform möglich, grob auf eine Störung zwischen dem Roboter 100 und dem Peripheriegerät zu prüfen, ohne das Bewegungsprogramm ausführen zu müssen. Mit anderen Worten, als Ergebnis der Verwendung von Informationen über Interpolationspunkte, die normalerweise im Bewegungsplan des Roboters 100 erzeugt werden, bevor ein Bewegungsprogramm ausgeführt wird, ist es möglich, ein Bewegungsprogramm zu erzeugen, bei dem keine Störung zwischen dem TCP oder einem der Gelenkpunkte A1-A3 und dem Peripheriegerät auftritt, ohne das Bewegungsprogramm ausführen zu müssen.
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{0024} Es besteht ein Vorteil darin, dass es möglich ist, die zum Durchführen von Störungsprüfungen erforderliche Zeit verglichen mit einem Fall, in dem Störungsprüfungen durchgeführt werden, indem das 3D-Modell des Roboters 100 für alle zahlreich erzeugten Interpolationspunkte auf einer Bewegungsstrecke verwendet wird, beträchtlich zu reduzieren. Darüber hinaus werden im Fall des Auftretens einer Störung die Hinzufügung von Zwischenpunkten, die Erzeugung neuer Interpolationspunkte basierend auf Lehrpunkten einschließlich der hinzugefügten Zwischenpunkte und Störungsprüfungen basierend auf den erzeugten Interpolationspunkten wiederholt; daher ist es möglich, die erforderliche Zeit noch effektiver zu reduzieren.
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{0025} Darüber hinaus wird bei dieser Ausführungsform ein Bewegungsprogramm erzeugt, mit dem es möglich ist, eine Störung zwischen dem Roboter 100 und einem Peripheriegerät grob zu vermeiden. Obgleich Störungsprüfungen unter Verwendung eines 3D-Modells des Roboters 100 für eine detaillierte Bestimmung, ob eine Störung auftritt, erforderlich sind, ist es bei dieser Ausführungsform möglich, die endgültige Anzahl von Durchführungen von Störungsprüfungen unter Verwendung des 3D-Modells beträchtlich zu reduzieren, und als Ergebnis ist es möglich, den Zeitaufwand für die Erstellung eines Bewegungsprogramms zu reduzieren.
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{0026} Es sei angemerkt, dass bei dieser Ausführungsform der Grundbewegungsprogrammerzeugungsabschnitt 2, der ein Grundbewegungsprogramm erzeugt, enthalten ist; diese Komponente kann jedoch weggelassen werden und das Grundbewegungsprogramm kann eingegeben werden, nachdem es separat erstellt wurde.
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Darüber hinaus wird bei dieser Ausführungsform zusätzlich zur Störung zwischen den Interpolationspunkten und einem Peripheriegerät detektiert, ob eine Störung zwischen den Gelenkpunkten A1-A3, die anhand der Interpolationspunkte berechnet werden, und dem Peripheriegerät auftritt; es kann jedoch auch lediglich detektiert werden, ob eine Störung zwischen den Interpolationspunkten und dem Peripheriegerät auftritt.
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{0027} Außerdem kann zusätzlich zu den Gelenkpunkten A1-A3 auch detektiert werden, ob eine Störung zwischen Linien L1, L2 und L3, die die Gelenkpunkte A1-A3 verbinden, wie in 4 gezeigt, und dem Peripheriegerät auftritt. Dadurch ist es möglich, eine noch detailliertere Prüfung auf Störungen zwischen dem Roboter 100 und einem Peripheriegerät durchzuführen, und es ist möglich, die für die Detektion erforderliche Zeitdauer zu reduzieren, indem der Berechnungsaufwand im Vergleich zu dem Fall, in dem das 3D-Modell des Roboters 100 verwendet wird, beträchtlich reduziert wird.
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Bezugszeichenliste
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{0028}
- 1
- Offlinelehrvorrichtung
- 2
- Grundbewegungsprogrammerzeugungsabschnitt (Prozessor)
- 3
- Interpolationspunkterzeugungsabschnitt (Prozessor)
- 4
- Störungsdetektionsabschnitt (Prozessor)
- 5
- Bewegungsprogrammkorrekturabschnitt (Prozessor)
- 100
- Roboter
- A1, A2, A3
- Gelenkpunkt (Schnittpunkt)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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