JP2018118292A - パンチプレス及びその運転方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】タレットパンチプレス1の運転中における、ダイ金型5とシャッタ機構との干渉又は下部タレット35等へのダイ金型5の落下を回避すること。【解決手段】 開閉状態認識部109は、各主伸縮センサ93及び各副伸縮センサ103からの検出結果に基づいて、加工テーブル17の開口部25の開閉状態を認識するように構成されている。シャッタ制御部111は、リフター昇降機構43によってリフターパイプ39を加工高さ位置から下降させた後に、所定のタイミングで、シャッタ機構75の閉動作を実行するように各主開閉シリンダ85及び各副開閉シリンダ95a,95b,95c,95dを制御するように構成されている。食付き判定部113は、シャッタ機構75の閉動作を実行した後に、開閉状態認識部109からの認識結果に基づいて、ダイ金型5がワークWの裏面に食付いているか否かについて判定するように構成されている。【選択図】図11

Description

本発明は、パンチ加工領域に位置したパンチ金型とダイ金型の協働によりワークに対してパンチ加工を行うタレットパンチプレス等のパンチプレス、及びその運転方法に関する。
本願発明の出願人は、下部タレットをパスラインの下側に配置したタイプのタレットパンチプレスを開発して出願している(特許文献1参照)。
先行技術に係るタレットパンチプレスにおいては、所定のダイ金型によるパンチ加工を行う前に、シャッタ機構によって所定のダイ金型の大きさに応じて加工テーブルの開口部の開閉状態を調節する。そして、パンチ加工領域に割り出した所定のダイ金型を保持したリフターパイプをリフター昇降機構によって待機高さ位置から加工高さ位置まで上昇させている。
所定のダイ金型によるパンチ加工の終了後に、所定のダイ金型を保持したリフターパイプをリフター昇降機構によって加工高さ位置から待機高さ位置まで下降させている。
特開2011−167699号公報
ところで、例えば成形加工等のパンチ加工を行うと、ダイ金型がワークの裏面に食付くことがある。この場合、リフターパイプを下降させても、ダイ金型が下降しないで、リフターパイプから離脱することになる。そのため、タレットパンチプレスの運転が継続されると、ダイ金型がシャッタ機構に干渉(衝突)してシャッタ機構が故障することがある。また、ダイ金型がシャッタ機構に衝突した弾みで下部タレット等の構成部品に落下して構成部品の損傷し、ダイ金型が下部タレットの駆動機構に挟まって下部タレットの駆動機構の故障を招くことがある。
そこで、本発明は、前述の問題を解決することができる、新規な構成からなるタレットパンチプレスを提供することを目的とする。
本発明の第1の態様は、プレス本体に設けられ、パンチ加工領域に位置する部位に開口部が形成され、ワークをパスラインで支持する加工テーブルと、前記パスラインに対して昇降可能(上下方向へ移動可能)に設けられ、上端側にダイ金型を保持する保持部を有したリフターパイプと、ダイ金型を前記パスラインの下方で待機させるための待機高さ位置と、パンチ金型とダイ金型との協働によりパンチ加工を行うための加工高さ位置との間で前記パンチ加工領域における前記リフターパイプを昇降させるリフター昇降機構と、前記加工テーブルの前記開口部を開閉するシャッタ機構と、前記加工テーブルの前記開口部の開閉状態を認識する開閉状態認識部と、前記リフター昇降機構によって前記リフターパイプを前記加工高さ位置から下降させた後(直後)に、閉動作(全閉動作)を実行するように前記シャッタ機構を制御するシャッタ制御部と、前記シャッタ機構の閉動作を実行した後に、前記開閉状態認識部からの認識結果に基づいて、ダイ金型がワークの裏面に食付いているか否かについて判定する食付き判定部と、を具備したことである。
本発明の第1の態様によると、パンチ加工に用いるダイ金型を変更する際に、まず、前記リフター昇降機構によって前記リフターパイプを前記加工高さ位置から下降させる。次に、前記シャッタ制御部は、前記シャッタ機構を制御して開動作を実行する。そして、前記食付き判定部は、前記開閉状態認識部からの認識結果に基づいて、ダイ金型がワークの裏面に食付いているか否かについて判定する。これにより、ダイ金型がワークの裏面に食付いて、前記リフターパイプの前記保持部から離脱した状態で、前記タレットパンチプレスの運転が継続されることがない。
本発明の第2の態様は、加工テーブル上のワークに対してパンチ金型とダイ金型の協働によりパンチ加工を行うパンチプレスの運転方法であって、前記加工テーブルにおけるパンチ加工領域に位置する開口部をシャッタ機構によって開いた状態で、ダイ金型を保持したリフターパイプを前記加工テーブルの前記開口部から加工高さ位置まで上昇させて、前記パンチ加工領域に位置した(割り出した)パンチ金型とダイ金型の協働によりワークに対してパンチ加工を行う工程と、パンチ加工後に、前記リフターパイプをパスラインの下方の待機位置まで下降させる工程と、前記リフターパイプの下降動作中又は前記リフターパイプが前記待機位置に達したときに、前記シャッタ機構の閉動作を実行する工程と、前記シャッタ機構の閉動作を実行した後に、前記加工テーブルの前記開口部の開閉状態に基づいて、ダイ金型がワークの裏面に食付いているか否かについて判定する工程と、を具備したことである。
本発明によれば、前記タレットパンチプレスの運転中における、ダイ金型と前記シャッタ機構との干渉による前記シャッタ機構の故障、又は前記下部タレット等の構成部品へのダイ金型の落下による前記構成部品の損傷や故障を十分に防止することができる。
図1は、図2におけるI-I線に沿った図である。 図2は、本発明の実施形態に係るタレットパンチプレスの模式的な側面図(側断面図)であり、本発明の実施形態に係るタレットパンチプレスの一部を省略している。 図3は、本発明の実施形態に係るリフター昇降機構の周辺の断面図である。 図4は、本発明の実施形態に係るシャッタ機構の周辺の斜視図である。 図5は、図1におけるV-V線に沿った拡大断面図である。 図6は、本発明の実施形態に係るシャッタ機構の底面図であり、加工テーブルの開口部のうち、外周側のダイ金型の上方を開いた状態(開閉状態)を示している。 図7は、本発明の実施形態に係るシャッタ機構の底面図であり、加工テーブルの開口部のうち、内周側のダイ金型の上方を開いた状態を示している。 図8は、本発明の実施形態に係るシャッタ機構の底面図であり、加工テーブルの開口部のうち、中間側の小径のダイ金型の上方を開いた状態を示している。 図9は、本発明の実施形態に係るシャッタ機構の底面図であり、加工テーブルの開口部を全開した状態を示している。 図10は、本発明の実施形態に係るシャッタ機構の底面図であり、加工テーブルの開口部を全閉した状態を示している。 図11は、本発明の実施形態に係るタレットパンチプレスの制御ブロック図である。 図12は、本発明の実施形態の作用を説明するフローチャート図である。
本発明の実施形態について図1から図12を参照して説明する。
なお、本願の明細書及び特許請求の範囲において、「設けられる」とは、直接的に設けられることの他に、別部材を介して間接的に設けられることを含む意であり、「備えられる」と同義である。「備える」とは、直接的に備えることの他に、別部材を介して間接的に備えることを含む意であり、「設ける」と同義である。「X軸方向」とは、水平方向の1つであり、本発明の実施形態にあっては、左右方向のことである。「Y軸方向」とは、X軸方向に直交する水平方向の1つであり、本発明の実施形態にあっては、前後方向のことである。また、図面中、「FF」は、前方向、「FR」は、後方向、「L」は、左方向、「R」は、右方向、「U」は、上方向、「D」は、下方向をそれぞれ指している。
図1及び図2に示すように、本発明の実施形態に係るタレットパンチプレス1は、パンチ加工領域PAに割り出したパンチ金型3とダイ金型5の協働により板状のワーク(板金)Wに対してパンチ加工(打ち抜き加工及び成形加工を含む)を行うパンチプレスの1つある。また、タレットパンチプレス1は、プレス本体(加工機本体)7を具備している。
プレス本体7は、その適宜位置に、加工テーブル17を備えており、加工テーブル17は、ワークWをパスライン(搬送高さ位置)PL(図3参照)で支持する多数のブラシBを有している。また、加工テーブル17におけるパンチ加工領域PAに位置する部位には、矩形状の開口部25が形成されている。
タレットパンチプレス1は、キャレッジベース27と、キャレッジ29と、複数のクランパ31と、複数のパンチ金型3を保持する円形状の上部タレット33とを具備している。また、タレットパンチプレスは、ラム61と、ストライカ63と、Y軸スライダ65と、レーザ加工ヘッド67とを具備している。なお、これらの構成や動作は、特許文献1等に示すように、既に公知であり、それらの詳細については省略する。
図1から図4に示すように、プレス本体7は、上部タレット33に上下に対向する位置に、円形状の下部タレット35を回転可能に備えており、下部タレット35は、パスラインPLに対して下方向に没入しかつ加工テーブル17によって覆われている。下部タレット35の一部分は、加工テーブル17の開口部25に上下に重なっている。また、下部タレット35は、複数の金型ホルダ37を備えており、複数の金型ホルダ37は、環状に配置されている。更に、各金型ホルダ37は、複数のリフターパイプ39を昇降可能(上下方向へ移動可能)に備えている。また、各リフターパイプ39は、その上端側に、ダイ金型5を保持(収容)する保持部(収容部)41を有している。
ここで、上部タレット33及び下部タレット35を同期して回転させることで、所定(選択した任意)のパンチ金型3、及び所定のリフターパイプ39に保持された所定のダイ金型5をパンチ加工領域PAに割り出すことできる。また、各ダイ金型5は、下部タレット35の外周側のトラックTo上に位置する外周側のダイ金型5oと、下部タレット35の内周側のトラックTi上に位置する内周側のダイ金型5iと、下部タレット35の中間側のトラックTm上に位置する大型又は小型の中間側のダイ金型5mとに分類される。
下部タレット35は、その下方(下側)に、パンチ加工領域PAに割り出したリフターパイプ39を待避高さ位置と加工高さ位置との間で昇降させるリフター昇降機構43を備えている。ここで、待機高さ位置とは、下部タレット35を回転させる際にダイ金型5と加工テーブル17等との干渉を回避できるように、ダイ金型5をパスラインPLの下方(下側)で待機させるための高さ位置のことである。加工高さ位置とは、待機高さ位置よりも高い高さ位置であってパンチ金型3とダイ金型5との協働によりパンチ加工を行ための高さ位置のことである。加工高さ位置は、通常、ダイ金型5の上面をパスラインPLに位置させるための高さ位置になっているが、加工する形態に応じて変化する場合がある。
図3に示すように、リフター昇降機構43は、固定スリーブ45(台形雌ねじ部47を含む)と、接続部材(アタッチメント)53を介してリフターパイプ39を支持する昇降スリーブ49(台形雄ねじ部51を含む)と、駆動リング55と、軸受57と、昇降モータ59とを有している。なお、これらの構成や動作は、特許文献1等に示すように、既に公知であり、それらの詳細については省略する。
加工テーブル17は、その開口部25を開閉するシャッタ機構75を有している。シャッタ機構75は、パンチ加工領域PAに割り出すダイ金型5(リフターパイプ39)に応じて、加工テーブル17の開口部25の開閉状態(開口状態)を調節可能(変更可能)になっている。なお、シャッタ機構75の構成や動作は、特許文献1等に示すように、既に公知であり、それらについては簡単に説明する。
図1、図4から図6に示すように、シャッタベース77は、一対の固定スラット79の間に、X軸方向へ延びた8個の可動スラット81を備えている。各組の一対の可動スラット81a(81b,81c,81d)は、互いに接近離反するX軸方向、換言すれば、加工テーブル17の開口部25を開閉する方向へスライドレール83を介して移動可能に構成されている。
シャッタベース77は、その下面におけるX軸方向の両側部(右部及び左部)に、複数(4個)の可動スラット81を前記開閉する方向へ移動させる主開閉シリンダ85をブラケット87により一体的に備えている。また、各主開閉シリンダ85は、X軸方向へ伸縮可能なピストンロッド89と、及びピストンロッド89の伸縮状態(伸長状態又は収縮状態)を検出する一対のリミットスイッチ91からなる主伸縮センサ93を有している。
各可動スラット81(81a,81b,81c,81d)は、その下面におけるX軸方向の側部(右部又は左部)に、可動ストラット81を前記開閉する方向へ移動させる副開閉シリンダ95(95a,95b,95c,95d)をブラケット97により一体的に備えている。また、各副開閉シリンダ95は、X軸方向へ伸縮可能なピストンロッド99と、及びピストンロッド99の伸縮状態(伸長状態又は収縮状態)を検出する一対のリミットスイッチ101からなる副伸縮センサ103を有している。
前述の構成により、各可動スラット81a(81b,81c,81d)は、各主開閉シリンダ85及び各副開閉シリンダ95a(95b,95c,95d)の駆動により大開状態、小開状態、及び閉状態に切り替えて、加工テーブル17の開口部25の開閉状態(開口状態)を調節(変更)することができる。具体的には、図6に示すように、加工テーブル17の開口部25のうち、外周側のダイ金型5oの上方を開いた状態(開閉状態)にすることができる。図7に示すように、加工テーブル17の開口部25うち、内周側のダイ金型5iの上方を開いた状態(開閉状態)にすることができる。図8に示すように、加工テーブル17の開口部25のうち、中間側の小径のダイ金型5mの上方を開いた状態(開閉状態)にすることができる。図9に示すように、加工テーブル17の開口部25を全開にした状態(開閉状態)にすることができる。図10に示すように、加工テーブル17の開口部25を全閉にした状態(開閉状態)にすることができる。
図1、図2、及び図11に示すように、タレットパンチプレス1は、加工プログラムに基づいて、キャレッジベース27、キャレッジ29、上部タレット33、下部タレット35、リフター昇降機構43、ラム61、及びシャッタ機構75等の動作を制御する制御装置107を具備している。また、制御装置107は、1つ又は複数のコンピュータによって構成されており、制御装置107は、加工プログラム、ワーク情報、金型情報等を記憶するメモリと、加工プログラムを解釈して実行するCPUとを備えている。ワーク情報には、ワークWの各寸法、材質等が含まれており、金型情報には、パンチ金型3及びダイ金型5(5i,5o,5m)の形状、各寸法等が含まれている。更に、各主伸縮センサ93及び各副伸縮センサ103は、制御装置107に電気的に接続されている。
制御装置107のCPUは、開閉状態認識部(開閉状態判断部)109としての機能、シャッタ制御部111としての機能、食付き判定部113としての機能、許可信号出力部115としての機能、停止信号出力部117としての機能を有している。また、制御装置107には、報知部としての表示器119が接続されている。そして、開閉状態認識部109等の具体的な内容は、次の通りである。
開閉状態認識部(開閉状態判断部)109は、各主伸縮センサ93及び各副伸縮センサ103からの検出結果に基づいて、加工テーブル17の開口部25の開閉状態を認識(判断)するように構成されている。例えば、各主伸縮センサ93からピストンロッド89の収縮状態が検出され、各副伸縮センサ103からピストンロッド99を収縮状態が検出された場合には、開閉状態認識部109は、加工テーブル17の開口部25が全開であると認識(判断)する。また、各主伸縮センサ93からピストンロッド89の伸長状態が検出され、各副伸縮センサ103a,103b,103c,103dからピストンロッド99を伸長状態が検出された場合には、開閉状態認識部109は、加工テーブル17の開口部25が全閉であると認識する。
シャッタ制御部111は、リフター昇降機構43によってリフターパイプ39を加工高さ位置から下降させた後(直後)に、所定のタイミングで、シャッタ機構75の閉動作(全閉動作)を実行するように各主開閉シリンダ85及び各副開閉シリンダ95a,95b,95c,95dを制御するように構成されている。所定のタイミングとは、リフターパイプ39が待機高さ位置に達する前であって、ダイ金型5の上面が可動スラット81の下側に達したと想定されるタイミングのことである。なお、所定のタイミングは、リフターパイプ39が待機高さ位置に達した時、又は待機高さ位置に達した後であってもよい。
食付き判定部113は、シャッタ機構75の閉動作(全閉動作)を実行した後に、開閉状態認識部109からの認識結果に基づいて、ダイ金型5がワークWの裏面に食付いているか否かについて判定するように構成されている。具体的には、食付き判定部113は、加工テーブル17の開口部25が全閉であると認識された場合には、ダイ金型5がワークWの裏面に食付いていないと判定する。食付き判定部113は、加工テーブル17の開口部25が全閉でないと認識された場合には、ダイ金型5が少なくともいずれの組の可動スラット81a(81b,81c,81d)に挟まれてワークWの裏面に食付いていると判定する。
許可信号出力部115は、ダイ金型5がワークWの裏面に食付いていないと判定された場合には、下部タレット35(上部タレット33)の回転動作及びシャッタ機構75の開動作を許可するための動作許可信号(動作許可指令)を出力するように構成されている。また、停止信号出力部117は、ダイ金型5がワークWの裏面に食付いていると判定された場合には、タレットパンチプレス1の運転を停止するための運転停止信号(運転停止指令)を出力するように構成されている。
報知部としての表示器119は、ダイ金型5がワークWの裏面に食付いていると判定された場合には、その判定結果を点灯表示、点滅表示、又はメッセージ表示によって報知するように構成されている。なお、表示器119によって判定結果を報知する代わりに、音声発生器(図示省略)による音声によって判定結果を報知してもよい。
続いて、本発明の実施形態の作用として、パンチ加工に用いるダイ金型5(パンチ金型3)を変更する処理について図12を参照して説明する。
制御装置107のCPUは、リフター昇降機構43等を制御して、パンチ加工領域PAに割り出したフターパイプ39を加工高さ位置から下降させる(図12におけるステップS101)。続いて、シャッタ制御部111は、所定のタイミングで、各主開閉シリンダ85及び各副開閉シリンダ95a,95b,95c,95dを制御して、シャッタ機構75の閉動作(全閉動作)を実行する(図12におけるステップS102)。更に、食付き判定部113は、開閉状態認識部109からの認識結果に基づいて、ダイ金型5(所定のダイ金型5)がワークWの裏面に食付いているか否かについて判定する(図12におけるステップS103)。
ダイ金型5がワークWの裏面に食付いていないと判定された場合(図12におけるステップS103のNoの場合)には、許可信号出力部115は、下部タレット35の回転動作及びシャッタ機構75の開動作を許可するための動作許可信を出力する((図12におけるステップS104)。すると、制御装置107のCPUは、各主開閉シリンダ85及び各副開閉シリンダ95a(95b,95c,95d)を制御して、他の所定のダイ金型5に応じてシャッタ機構75の開動作を実行して、加工テーブル17の開口部25の開閉状態(開口状態)を調節(変更)する(図12におけるステップS105)。
その後、制御装置107のCPUは、タレット用回転モータ(図示省略)を制御して、上部タレット33及び下部タレット35を同期して回転させて、他の所定のパンチ金型3及び他の所定の他のダイ金型5をパンチ加工領域PAに割り出す(図12におけるステップS106)。そして、制御装置107のCPUは、昇降モータ59を制御して、パンチ加工領域PAに割り出したリフターパイプ39を待機高さ位置から加工高さ位置まで上昇させて、他の所定のダイ金型の上面をパスラインに位置させる(図12におけるステップS107)。
一方、ダイ金型5がワークWの裏面に食付いていると判定された場合(図12におけるステップS103のYesの場合)には、停止信号出力部117は、タレットパンチプレス1の運転を停止するための運転停止信号を出力する(図12におけるステップS108)。また、表示器119によってその判定結果を点灯表示等によって報知する(図12におけるステップS109)。
以上如き、本発明の実施形態によれば、ダイ金型5がワークWの裏面に食付いて、リフターパイプ39の保持部41から離脱した状態で、タレットパンチプレス1の運転が継続されることがない。よって、本発明の実施形態によれば、タレットパンチプレス1の運転中における、ダイ金型5とシャッタ機構75との干渉又は下部タレット35等へのダイ金型5の落下を回避して、シャッタ機構75等の故障を十分に防止することができる。
なお、 本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、次のように種々の態様で実施可能である。例えば、上部タレット33及び下部タレット35は、回転可能な回転タイプのものに限られず、直線移動(スライド)可能なスライドタイプのものであってもよい。また、パンチ加工領域PAに共通の金型ホルダ(図示省略)を設けて、金型交換装置(図示省略)によって共通の金型ホルダに対してダイ金型5の交換を行うようにしてもよい。
そして、本発明に包含される権利範囲は、前述の実施形態に限定されないものであり、加工テーブル17上のワークWに対してパンチ金型3とダイ金型5の協働によりパンチ加工を行うパンチプレスの運転方法についても及ぶものである。
1 タレットパンチプレス(パンチプレス)
3 パンチ金型
5 ダイ金型
5i 内周側のダイ金型
5m 中間側のダイ金型
5o 外周側のダイ金型
17 加工テーブル
25 開口部
35 下部タレット
37 金型ホルダ
39 リフターパイプ
41 保持部
43 リフター昇降機構
75 シャッタ機構
77 シャッタベース
79 固定スラット
81 可動スラット
81a 可動スラット
81b 可動スラット
81c 可動スラット
81d 可動スラット
83 スライドレール
85 主開閉シリンダ
89 ピストンロッド
91 リミットスイッチ
93 主伸縮センサ
95 副開閉シリンダ
95a 副開閉シリンダ
95b 副開閉シリンダ
95c 副開閉シリンダ
95d 副開閉シリンダ
99 ピストンロッド
101 リミットスイッチ
103 副伸縮センサ
107 制御装置
109 開閉状態認識部(開閉状態判断部)
111 シャッタ制御部
113 食付き判定部
115 許可信号出力部
117 停止信号出力部
PA パンチ加工領域
PL パスライン
W ワーク

Claims (4)

  1. プレス本体に設けられ、パンチ加工領域に位置する部位に開口部が形成され、ワークをパスラインで支持する加工テーブルと、
    前記パスラインに対して昇降可能に設けられ、上端側にダイ金型を保持する保持部を有したリフターパイプと、
    ダイ金型を前記パスラインの下方で待機させるための待機高さ位置と、パンチ金型とダイ金型との協働によりパンチ加工を行うための加工高さ位置との間で前記パンチ加工領域における前記リフターパイプを昇降させるリフター昇降機構と、
    前記加工テーブルの前記開口部を開閉するシャッタ機構と、
    前記加工テーブルの前記開口部の開閉状態を認識する開閉状態認識部と、
    前記リフターパイプを前記加工高さ位置から下降させた後に、閉動作を実行するように前記シャッタ機構を制御するシャッタ制御部と、
    前記シャッタ機構の閉動作を実行した後に、前記開閉状態認識部からの認識結果に基づいて、ダイ金型がワークの裏面に食付いているか否かについて判定する食付き判定部と、を具備したパンチプレス。
  2. 前記シャッタ機構は、
    前記加工テーブルの前記開口部を開閉する方向へ移動可能な可動スラットと、
    前記可動スラットを前記開閉する向へ移動させる開閉シリンダと、を有し、
    前記開閉状態認識部は、前記開閉シリンダのピストンロッドの伸縮状態に基づいて、前記加工テーブルの前記開口部の開閉状態を認識することを特徴とする請求項1に記載のパンチプレス。
  3. ダイ金型がワークの裏面に食付いていないと判定された場合に、前記シャッタ機構の開動作を許可するための動作許可信号を出力する許可信号出力部と、
    ダイ金型がワークの裏面に食付いていると判定された場合に、運転を停止するための運転停止信号を出力する停止信号出力部と、を具備したことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のパンチプレス。
  4. 加工テーブル上のワークに対してパンチ金型とダイ金型の協働によりパンチ加工を行うパンチプレスの運転方法であって、
    前記加工テーブルにおけるパンチ加工領域に位置する開口部をシャッタ機構によって開いた状態で、ダイ金型を保持したリフターパイプを前記加工テーブルの前記開口部から加工高さ位置まで上昇させて、前記パンチ加工領域に位置したパンチ金型とダイ金型の協働によりワークに対してパンチ加工を行う工程と、
    パンチ加工後に、前記リフターパイプをパスラインの下方の待機位置まで下降させる工程と、
    前記リフターパイプの下降動作中又は前記リフターパイプが前記待機位置に達したときに、前記シャッタ機構の閉動作を実行する工程と、
    前記シャッタ機構の閉動作を実行した後に、前記加工テーブルの前記開口部の開閉状態に基づいて、ダイ金型がワークの裏面に食付いているか否かについて判定する工程と、を具備したことを特徴とするパンチプレスの運転方法。
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