JP2009226440A - Press machine inspection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ワークに荷重を付与する一対の加圧部材を、両加圧部材どうしの距離を制御可能な状態でZ軸に沿って近接移動可能に備えているプレス機と共に用いるプレス機検査装置に関する。 The present invention relates to a press machine inspection apparatus that uses a pair of pressure members that apply a load to a workpiece together with a press machine that is capable of moving close along the Z axis in a state in which the distance between both pressure members can be controlled. About.
この種のプレス機検査装置に関連する先行技術文献情報として下記に示す特許文献1がある。この特許文献1に記された装置は、スライド(上部加圧部材)とボルスタ(下部加圧部材)とを備えたプレス機と共に用いられるものである。スライドのボルスタに対する平行度を測定する手段として、スライドの移動位置を検出可能なリニアスケールがスライドの四隅に設けてある。各リニアスケールは、スライドを下方に支持しているプランジャから下方に延設されたラックギヤ、同ラックギヤと噛合しつつスライド側に支持されたピニオンギヤ、および、ピニオンギヤの回転量に応じてスライドの各四隅の高さ位置信号を出力するロータリーエンコーダとからなる。プランジャの基準位置における各四隅の高さ位置信号と、プランジャの任意の測定位置における各四隅の高さ位置信号とを比較することで、スライドのボルスタに対する平行度が導き出されるとされている。
As prior art document information related to this type of press inspection apparatus, there is
特許文献1に記されたプレス機検査装置では、傾斜角度(平行度)を計測するために、プランジャの測定位置におけるスライドの各部位の高さ位置を、プランジャスライドの基準位置におけるスライドの各部位の高さ位置と比較する方法を採る。このため、プランジャの基準位置と任意の測定位置とにおけるスライドの高さ位置を測定する測定手段(リニアスケール)を、スライドの少なくとも2箇所(スライドの各四隅のうちの2箇所など)に設ける必要があった。また、同じ理由で、スライダがボルスタに対して一定の傾斜姿勢のまま下降する場合には、その傾斜角度を検知できないという問題があった。
In the press inspection apparatus described in
そこで、本発明の目的は、上に例示した従来技術によるプレス機検査装置の持つ欠点に鑑み、測定手段を一つだけ設けた状態でも傾斜角度(平行度)を計測することが可能なプレス機検査装置を提供することにある。また、本発明の別の目的は、スライドがボルスタに対して一定の傾斜姿勢のまま下降する場合でもスライドの傾斜角度(平行度)を計測することが可能なプレス機検査装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a press capable of measuring an inclination angle (parallelism) even when only one measuring means is provided, in view of the drawbacks of the conventional press inspection apparatus exemplified above. It is to provide an inspection device. Another object of the present invention is to provide a press inspection apparatus capable of measuring a tilt angle (parallelism) of a slide even when the slide descends in a constant tilt posture with respect to the bolster. is there.
本発明によるプレス機検査装置の第1の特徴構成は、
ワークに荷重を付与する一対の加圧部材を、両加圧部材どうしの距離を制御可能な状態でZ軸に沿って近接移動可能に備えているプレス機と共に用い、
前記一対の加圧部材の一方の加圧面から前記一対の加圧部材の他方の加圧面に向けて垂直に延設された被計測面と、
前記被計測面までの前記Z軸と交差する方向での横断距離を計測するべく前記他方の加圧面に支持された測距手段と、
前記一対の加圧部材どうしの近接移動によって生じる前記横断距離の計測値の変化、および、前記一対の加圧部材どうしの距離の変化に基づいて、前記一対の加圧部材どうしの傾斜角度を算出する算出手段と、を備えている点にある。
The first characteristic configuration of the press inspection apparatus according to the present invention is:
Using a pair of pressure members that apply a load to the workpiece, together with a press machine that can move close along the Z axis in a state in which the distance between both pressure members can be controlled,
A surface to be measured extending vertically from one pressure surface of the pair of pressure members toward the other pressure surface of the pair of pressure members;
Ranging means supported by the other pressure surface to measure the crossing distance in the direction intersecting the Z axis to the surface to be measured;
An inclination angle between the pair of pressure members is calculated based on a change in the measured value of the crossing distance caused by the proximity movement between the pair of pressure members and a change in the distance between the pair of pressure members. And a calculating means.
本発明の第1の特徴構成によるプレス機検査装置では、一対の加圧部材どうしが傾斜していれば、両加圧部材どうしの近接移動に応じて、被計測面から測距手段までの横断距離の値が一定の割合で変動するので、その横断距離の変化割合から傾斜角度を算出することができる。したがって、スライドがボルスタに対して一定の傾斜姿勢のまま下降する場合でもスライドの傾斜角度(平行度)を計測することが可能である。また、特定の方向に関する傾斜であれば、測定手段を一つ設けただけでも一対の加圧部材どうしの傾斜角度を計測可能である。また、近接移動の進行に応じた傾斜角度の変化の具合も簡単に知ることができる。 In the press inspection apparatus according to the first characteristic configuration of the present invention, if the pair of pressure members is inclined, the crossing from the surface to be measured to the distance measuring means according to the close movement of the pressure members. Since the distance value fluctuates at a constant rate, the inclination angle can be calculated from the change rate of the crossing distance. Therefore, it is possible to measure the inclination angle (parallelism) of the slide even when the slide descends with a constant inclination posture with respect to the bolster. In addition, if the inclination is related to a specific direction, the inclination angle between the pair of pressure members can be measured only by providing one measuring means. Further, it is possible to easily know how the inclination angle changes according to the progress of the proximity movement.
本発明の他の特徴構成は、前記測距手段は、互いに非平行な少なくとも2つの方向での前記横断距離を計測するべく配置された少なくとも2個のセンサを備えている点にある。 Another feature of the present invention is that the distance measuring means includes at least two sensors arranged to measure the crossing distance in at least two directions that are not parallel to each other.
本構成であれば、一対の加圧部材どうしの間に存在する任意の方向の傾斜角度を計測可能である。 If it is this structure, the inclination angle of the arbitrary directions which exist between a pair of pressurization members is measurable.
本発明の他の特徴構成は、前記センサが渦電流式変位センサである点にある。 Another feature of the present invention is that the sensor is an eddy current displacement sensor.
本構成であれば、渦電流式変位センサは外形が小型で且つ分解能が高いので、プレス機検査装置をコンパクトにでき、しかも、より正確な計測が可能となる。 With this configuration, since the eddy current displacement sensor has a small outer shape and high resolution, the press inspection apparatus can be made compact and more accurate measurement can be performed.
本発明の他の特徴構成は、前記一対の加圧部材どうしの間に両加圧部材どうしの前記Z軸に沿った距離を測定する第2の測距手段が設けられている点にある。 Another feature of the present invention is that a second distance measuring means for measuring a distance along the Z-axis between the pressure members is provided between the pair of pressure members.
本構成であれば、第2の測距手段によって一対の加圧部材どうしの近接移動速度を(プレス機自体に設けられた制御機構に基づく近接移動の速度データに比して)より正確に特定できるので、傾斜角度の計測もより正確にできる。 With this configuration, the proximity movement speed between the pair of pressure members is more accurately identified by the second distance measuring means (compared to the proximity movement speed data based on the control mechanism provided in the press itself). As a result, the tilt angle can be measured more accurately.
本発明の他の特徴構成は、前記一対の加圧部材によって加えられる荷重を測定する荷重計を備えている点にある。 Another feature of the present invention is that a load meter for measuring a load applied by the pair of pressure members is provided.
本構成であれば、プレス機によって対象物に種々の大きさの荷重を掛けた際の傾斜角度を計測できるので、プレス機でワークに対して荷重を掛けながら加工を行う際に実際に現象として見られる傾斜の度合いや、荷重の増加に応じた傾斜の変化経過などを高精度で推測できることになる。 With this configuration, it is possible to measure the tilt angle when a load of various sizes is applied to the object by the press machine, so when actually processing while applying a load to the workpiece with the press machine, it is actually a phenomenon The degree of inclination to be seen and the course of change in inclination according to the increase in load can be estimated with high accuracy.
本発明の他の特徴構成は、前記プレス機のボルスタと対向し、前記被計測面と前記測距手段との一方を備えた計測下型、および、前記プレス機のスライダと対向し、前記被計測面と前記測距手段との他方を備えた計測上型を備え、且つ、
前記計測下型と前記計測上型との間に、前記計測下型と前記計測上型どうしの相対移動を案内する少なくとも一対のガイド部材を備えている点にある。
Another characteristic configuration of the present invention is a measurement lower mold provided with one of the measurement target surface and the distance measuring means, opposed to the bolster of the press machine, and opposed to the slider of the press machine, A measurement upper die provided with the other of the measurement surface and the distance measuring means; and
There is at least a pair of guide members for guiding relative movement between the measurement lower mold and the measurement upper mold between the measurement lower mold and the measurement upper mold.
実際にプレス機によって荷重を掛けながらワークを加工する際には、下型と上型とからなる金型セットの内部にワークを配し、その下型と上型どうしの相対移動を案内する少なくとも一対のガイド部材が用いられるのが一般的である。すなわち、本構成では、プレス機検査装置自体に、現実のワーク加工に用いられる下型と上型に近似した計測下型と計測上型、ならびに、計測下型と計測上型どうしの相対移動を案内する少なくとも一対のガイド部材を備えた金型状の構造を持たせている。したがって、実際にプレス機によって荷重を掛けながらワークを加工する際に、一対の加圧部材(ボルスタとスライダ)の傾斜角度に影響を及ぼし得る要素を現実のワーク加工の条件に合わせた状態での実際的な傾斜角度を計測可能となる。 When processing a workpiece while actually applying a load with a press machine, place the workpiece inside a mold set consisting of a lower mold and an upper mold, and at least guide the relative movement between the lower mold and the upper mold In general, a pair of guide members is used. In other words, in this configuration, the press inspection machine itself has a lower mold and an upper mold that are similar to the lower mold and upper mold used for actual workpiece processing, and the relative movement between the lower measurement mold and the upper measurement mold. A mold-like structure having at least a pair of guide members for guiding is provided. Therefore, when machining a workpiece while actually applying a load with a press machine, the elements that may affect the inclination angle of the pair of pressure members (bolster and slider) are matched to the actual workpiece machining conditions. A practical inclination angle can be measured.
以下に本発明による最良の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図1は、検査対象の例としてのクランクプレス機30(以後、単にプレス機30と呼ぶ)に対して本発明に係るプレス機検査装置1が設置された状態を示す。
プレス機30は、ワークに荷重を付与するための一対の加圧部材として、固定された下方のボルスタ15、及び、上下方向に可動のスライダ16を備える。スライダ16は、ボルスタ15に対する距離をプレス機30自身に備えられた制御装置によって制御可能な状態で鉛直軸(Z軸)に沿って近接移動可能に備えている。プレス機検査装置1はボルスタ15に対するスライダ16の傾斜角度(または平行度)を計測するために設置されている。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a state in which a
The
図2に示すように、プレス機検査装置1は、プレス機30のボルスタ15の上面に複数のネジなどで固定した剛体としての計測下型2、および、プレス機30のスライダの下面に複数のネジなどで固定した剛体としての計測上型3を備える。計測下型2の中央上面には直方体状の台座部2aが一体的に設けられている。同様に、計測上型3の中央下面にも直方体状の台座部3aが一体的に設けられている。計測下型2は互いに平行で平坦な上面と下面を備え、計測上型3についても全く同様である。
As shown in FIG. 2, the
計測下型2の台座部2aの四隅付近には断面が円形のガイド棒4(ガイド部材の一例)が揺動不能に立設されている。他方、計測上型3には、ガイド棒4の断面形状と対応した断面形状のガイド孔3h(ガイド部材の一例)が形成されている。ガイド棒4の上端は、常にガイド孔3h内に挿通されており、計測上型3の下降に応じて大きな抵抗を示すこと無くガイド孔3h内へ深く進入可能となっている。
In the vicinity of the four corners of the
計測上型3の四辺の各中央の下面には、4本の被計測ロッド5が揺動不能に立設されている。被計測ロッド5は計測上型3の下面に対して正確に垂直である。被計測ロッド5は鉄などの磁性体で形成されている。被計測ロッド5は矩形の断面形状を有し、その径方向外側の面は、特に平滑な第1被計測面5aを構成している。また、被計測ロッド5の下端には平滑な第2被計測面5bが形成されている。4つの第2被計測面5bは計測上型3の下面から等しい距離に配置されている。
On the lower surface at the center of each of the four sides of the measurement
計測下型2の四辺の各中央の下面には、4本の計測ロッド7が揺動不能に立設されている。各計測ロッド7の上端付近には渦電流式変位センサ8(測距手段の一例)が取り付けられている。各渦電流式変位センサ8は磁界を形成し、対向する計測ロッド7の第1被計測面5aの最も近接した部位との距離(Z軸と交差する方向での横断距離)が変化すると、その変化具合に応じて発生する磁界の乱れに基づいて電気信号を出力する。この出力信号の振幅は距離の変化率に対して比例的となる。図3に示される左右の各渦電流式変位センサ8a,8bは、プレス機30の左右方向(X軸)に沿った横断距離を見ており、上下の各渦電流式変位センサ8c,8dは、プレス機30の前後方向(Y軸)に沿った横断距離を見ている。X軸、Y軸、Z軸の3軸は互いに90°をなす。
Four
図4に示すように、渦電流式変位センサ8はネジ8vによって計測ロッド7に固定されており、高さ位置を適宜変更することができる。計測ロッド7の表面には計測下型2の下面からの距離を示す目盛り(不図示)が記されており、通常は4個の渦電流式変位センサ8は計測下型2の下面からの距離が互いに等しくなるように固定される。
As shown in FIG. 4, the eddy
また、図2に示すように、計測下型2の四辺の計測ロッド7よりも内側には、計測ロッド7の第2被計測面5bまでのZ軸方向での距離を光学的に計測するレーザ式距離計6(第2の測距手段の一例)が固定されている。レーザ式距離計6は、レーザビームを上方に向けて出力し、第2被計測面5bで反射して戻ってくるまでの時間長さに基づいて第2被計測面5bまでの距離を測定する。
As shown in FIG. 2, a laser that optically measures the distance in the Z-axis direction to the second measured
計測下型2の台座部2aの中央にはロードセル10(荷重計の一例)が配置されている。ロードセル10は内部に設置された歪ゲージから出力される電気信号に基づいて、スライダ16によってボルスタ15側に加えられる荷重を連続的に測定することができる。尚、荷重計としは、ロードセル10に限らず、荷重を計測可能であれば歪ゲージなど種々の手段を用いることができる。
A load cell 10 (an example of a load cell) is disposed in the center of the
図1に示すように、プレス機30のボルスタ15の上面には、プレス機検査装置1に隣接した状態で計測収集装置20が設置されている。計測収集装置20には、4基の渦電流式変位センサ8、4基のレーザ式距離計6、ロードセル10から出力される各電気信号がリアルタイムで送られる。計測収集装置20には、これらの電気信号に基づいてボルスタ15に対するスライダ16の傾斜角度を算出する算出手段(不図示)、及び、算出された傾斜角度を表示するモニタ20aなどを設けることができる。
As shown in FIG. 1, a measurement and
図4は、同算出手段による算出方法の中心となる原理を示す略図である。図4(a)はスライダ16が比較的上方の第1位置にある状態で、図4(b)はプレス機30の制御装置によってスライダ16を前記第1位置から所定距離だけ下降させた第2位置にある状態とする。仮に、図のようにスライダ16がボルスタ15に対して時計回りに角度θだけ傾斜していれば、スライダ16が第1位置から第2位置まで下降する際に、渦電流式変位センサ8から第1被計測面5aまでの最短距離(この場合は水平方向の距離)はL1からL2まで変化(この場合は縮小)する。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the principle of the calculation method by the calculation means. FIG. 4A shows a state in which the
渦電流式変位センサ8では常に磁界が形成され、その磁界の状態が連続的に検出されており、L1からL2への距離の変化に基づいて磁界も変化するので、L1とL2の差分(L2−L1=ΔL)が分かる。また、スライダ16を第1位置から第2位置まで下降させた際のZ軸方向での移動距離はレーザ式距離計6から発生する電気信号に基づいて正確に分かる。そこで、スライダ16を第1位置から第2位置まで下降させた際の、X軸またはY軸に沿った横断距離の変化(ΔL)、および、スライダ16の下降距離に基づいて、スライダ16のボルスタ15に対する傾斜角度θが算出される(例えば、ΔLを下降距離で割った商のtan−1を求める三角関数など)。
In the eddy
この実施形態では4基の渦電流式変位センサ8を用いているので、左右の各渦電流式変位センサ8a,8bによる傾斜角度θの平均値からX軸とZ軸を含む平面内での傾斜角度が正確に得られ、上下の各渦電流式変位センサ8c,8dよる傾斜角度θの平均値からY軸とZ軸を含む平面内での傾斜角度が正確に得られる。
また、スライダ16を一定距離に渡って下降させる間に、スライダ16の複数の高さ毎に傾斜角度θの値を求めることによって、スライダ16の下降に応じた傾斜角度θの変化が得られる。さらに、傾斜角度θの値をロードセル10によって求められた荷重の変化と関連付けることで、種々の荷重条件下における傾斜角度θの挙動が得られる。
In this embodiment, since four eddy
Further, while the
さらに、計測収集装置20には、同じプレス機30について以前に採取した傾斜角度θのマスターデータが保持されており、スライダ16の下降速度などの試験条件をマスターデータ採取時と一致させた検査によって新たに得られた傾斜角度θの値を同マスターデータと比較することで、プレス機30の各部に生じた経年変化(撓み量、歪み、その他)を知ることができる。
尚、計測下型2の四辺に設けた4基のレーザ式距離計6(第2の測距手段)からの出力データからは、スライダ16の第1位置における、4つの第2被計測面5bの各々の高さ、および、スライダ16の初期傾斜特性を判定することできる。そこで、渦電流式変位センサ8によって得られた時々刻々の傾斜特性にこの絶対的な傾斜特性を用いることで、スライダ16の下降操作に際しての、スライダ16上の各点のY軸上での位置座標を求めることも可能となる。
Further, the measurement /
From the output data from the four laser distance meters 6 (second distance measuring means) provided on the four sides of the
〔別実施形態〕
〈1〉計測ロッド7に取り付ける測距手段は渦電流式変位センサ8に限る必要はなく、例えば、被計測ロッド5の第1被計測面5aまでの横断距離を測定する接触式距離センサを用いることも可能である。例えば接触式距離センサとしては、横断方向に出入り自在な水平軸心回りで回転自在に支持されに支持された回転ローラ、回転ローラを第1被計測面5aに押し付けるように付勢するバネなどの付勢手段、回転ローラの横断方向での位置を連続的に検知する機構とで構成することができる。
[Another embodiment]
<1> The distance measuring means attached to the measuring
〈2〉図2に示されたプレス機検査装置1の組み合わせからロードセル10を撤去した状態での傾斜角度計測も可能である。この場合、対象物に対して荷重を掛けない状態でのボルスタ15に対するスライダ16の傾斜角度を計測することが可能であり、ロードセル10を用いる場合よりもスライダ16を低レベルまで下降させながら、傾斜角度を計測することができる。
<2> It is also possible to measure the tilt angle in a state where the
〈3〉上記の実施形態では4本の計測ロッド7と4基の渦電流式変位センサ8を用いているが、図3における上下のいずれか一方の渦電流式変位センサ8と、左右のいずれか一方の渦電流式変位センサ8とからなる2基の渦電流式変位センサ8だけを用いても、任意の方向でのボルスタ15に対するスライダ16の傾斜角度を計測可能である。さらに、渦電流式変位センサ8を1基のみ設置した構成でも、ボルスタ15に対するスライダ16の特定方向での傾斜は計測可能である。
<3> In the above embodiment, the four measuring
〈4〉上記の実施形態では計測ロッド7の第2被計測面5bまでのZ軸方向での距離を計測するレーザ式距離計6を設置し、同距離の計測結果をスライダ16の移動速度の算出に用いている。しかし、レーザ式距離計6を設置しないでも、プレス機30に備えられた制御装置に入力したスライダ16の移動速度に基づいて、ボルスタ15に対するスライダ16の傾斜角度を計測することが可能である。
<4> In the above embodiment, the
〈5〉図5は、図1のものよりも大型のプレス機30に対して、ボルスタ15の中央と左右に合計で3基のプレス機検査装置1を設置した適用形態を示す。
この形態では、3基のプレス機検査装置1に同一規格のロードセル10を配置してスライダ16を通常通りに下降させながら、3基のプレス機検査装置1による検査を同時に行うことで、X軸に沿って長尺状のスライダ16における中央部、左端付近、右端付近の各点における傾斜特性を正確に知ることができる。計測収集装置20は、3基のプレス機検査装置1から出力されるデータの全てを並行して処理し、最終的にこれらのデータを総合的に解析して表示するように構成されている。
<5> FIG. 5 shows an application form in which a total of three
In this embodiment, the
〈6〉計測下型2、計測上型3、および、ガイド部材を全く用いず、被計測ロッド5をスライダ16の下面に固定し、渦電流式変位センサ8を取り付けた計測ロッド7をボルスタ15の上面に固定しただけの構成でも本発明によるプレス機検査装置が得られる。被計測ロッド5および計測ロッド7の固定は、各ロッドの基端部に設けた強力磁石付きの台座などによって実施することができる。
<6> The measurement
1 プレス機検査装置
2 計測下型
2a 台座部
3 計測上型
3a 台座部
3h ガイド孔(ガイド部材)
4 ガイド棒(ガイド部材)
5a 第1被計測面
5b 第2被計測面
6 レーザ式距離計(第2の測距手段)
8 渦電流式変位センサ(測距手段)
10 ロードセル(荷重計)
15 ボルスタ(下方の加圧部材)
16 スライダ(上方の加圧部材)
20 測収集装置
30 クランクプレス機
DESCRIPTION OF
4 Guide rod (guide member)
5a First surface to be measured 5b Second surface to be measured 6 Laser distance meter (second distance measuring means)
8 Eddy current displacement sensor (ranging means)
10 Load cell
15 Bolster (lower pressure member)
16 Slider (Upper pressure member)
20 Measurement and
Claims (6)
前記一対の加圧部材の一方の加圧面から前記一対の加圧部材の他方の加圧面に向けて垂直に延設された被計測面と、
前記被計測面までの前記Z軸と交差する方向での横断距離を計測するべく前記他方の加圧面に支持された測距手段と、
前記一対の加圧部材どうしの近接移動によって生じる前記横断距離の計測値の変化、および、前記一対の加圧部材どうしの距離の変化に基づいて、前記一対の加圧部材どうしの傾斜角度を算出する算出手段と、を備えているプレス機検査装置。 Using a pair of pressure members that apply a load to the workpiece, together with a press machine that can move close along the Z axis in a state in which the distance between both pressure members can be controlled,
A surface to be measured extending vertically from one pressure surface of the pair of pressure members toward the other pressure surface of the pair of pressure members;
Ranging means supported by the other pressure surface to measure the crossing distance in the direction intersecting the Z axis to the surface to be measured;
An inclination angle between the pair of pressure members is calculated based on a change in the measured value of the crossing distance caused by the proximity movement between the pair of pressure members and a change in the distance between the pair of pressure members. A press machine inspection device.
前記計測下型と前記計測上型との間に、前記計測下型と前記計測上型どうしの相対移動を案内する少なくとも一対のガイド部材を備えている請求項1から5のいずれか一項に記載のプレス機検査装置。 A lower measurement die having one of the measurement target surface and the distance measuring means facing the bolster of the press machine, and a slider of the press machine, facing the measurement target surface and the distance measuring means. A measuring mold with the other, and
6. The apparatus according to claim 1, further comprising at least a pair of guide members for guiding relative movement between the measurement lower mold and the measurement upper mold between the measurement lower mold and the measurement upper mold. The press inspection apparatus as described.
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CN105108023A (en) * | 2015-08-19 | 2015-12-02 | 沃得精机(中国)有限公司 | Automatic die-changing system of press and die-changing method |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20110224 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20120216 |