JP2020007131A - Attitude changing device and working device - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書は、姿勢変換装置および作業装置について開示する。 This specification discloses a posture conversion device and a working device.
従来、この種の姿勢変換装置としては、回転軸を挟んで対称に配置された第1のホルダー(第1ステージ)および第2のホルダー(第2ステージ)と、第1のホルダーを回転軸の周りに回転する第1の駆動ユニットと、第1の駆動ユニットと同期しておよび独立して第2のホルダーを回転軸の周りに回転する第2の駆動ユニットと、を含む反転ユニットを備えるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。第1のホルダーおよび第2のホルダーは、回転軸に沿って一列に並び、それぞれ部品を保持する複数の凹部を含む。列状に並んだ複数の凹部の数は、トレーの幅方向に部品が並ぶ数と同じまたは多くなっている。反転ユニットは、トレーの幅方向に並んだ部品を一括して反転処理することができる。 Conventionally, this type of attitude conversion device includes a first holder (first stage) and a second holder (second stage) that are symmetrically arranged with respect to a rotation axis, and a first holder that is a rotation axis. Comprising a reversing unit including a first drive unit that rotates about and a second drive unit that rotates the second holder about an axis of rotation in synchronization with and independently of the first drive unit. Has been proposed (for example, see Patent Document 1). The first holder and the second holder are arranged in a row along the axis of rotation and include a plurality of recesses each holding a component. The number of the plurality of concave portions arranged in a row is equal to or greater than the number of components arranged in the width direction of the tray. The reversing unit can perform reversal processing on components arranged in the width direction of the tray at once.
しかしながら、上述した反転ユニットは、部品を180度反転させることはできるものの、部品を垂直に姿勢変換させることはできない。 However, the above-described reversing unit can reverse the component by 180 degrees, but cannot change the orientation of the component vertically.
本開示は、簡易な構成により部品を垂直に姿勢変換可能な姿勢変換装置を提供することを主目的とする。 An object of the present disclosure is to provide a posture changing device capable of vertically changing the posture of a component with a simple configuration.
本開示は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The present disclosure employs the following means to achieve the above-described main object.
本開示は、
部品の姿勢を変換する姿勢変換装置であって、
複数の部品が載置される載置面をそれぞれ有し、回転軸を挟んで両側に配置された第1ステージおよび第2ステージと、
前記第1ステージを前記回転軸の周りに回転させる第1回転装置と、
前記第2ステージを前記回転軸の周りに回転させる第2回転装置と、
前記第1ステージ上に載置された部品の姿勢変換が要求されると、前記第2ステージが前記第1ステージに対して垂直になるまで該第2ステージが該第1ステージに向かって第1方向に回転するように前記第2回転装置を制御し、前記第1ステージと前記第2ステージとが垂直になった状態を保持しながら該第2ステージが水平になるまで前記第1ステージと前記第2ステージとが前記第1方向とは逆の第2方向に回転するように前記第1回転装置と前記第2回転装置とを制御し、前記第1ステージが水平になるまで該第1ステージが前記第1方向に回転するように前記第1回転装置を制御する制御装置と、
を備えることを要旨とする。
The present disclosure
An attitude conversion device for converting the attitude of a part,
A first stage and a second stage, each having a mounting surface on which a plurality of components are mounted, and disposed on both sides of the rotation axis;
A first rotating device that rotates the first stage around the rotation axis;
A second rotating device for rotating the second stage around the rotation axis;
When a posture change of the component placed on the first stage is requested, the second stage moves toward the first stage until the second stage is perpendicular to the first stage. Controlling the second rotating device to rotate in the direction, while maintaining the state where the first stage and the second stage are vertical, the first stage and the second stage until the second stage is horizontal. Controlling the first rotating device and the second rotating device so that the second stage rotates in a second direction opposite to the first direction; and adjusting the first stage until the first stage is horizontal. A control device that controls the first rotating device so that the first rotating device rotates in the first direction;
The gist is to provide
この本開示の姿勢変換装置は、回転軸を挟んで両側に配置された第1ステージおよび第2ステージと、第1ステージを回転させる第1回転装置と、第2ステージを回転させる第2回転装置と、制御装置とを備える。制御装置は、第1ステージ上に載置された部品の姿勢変換が要求されると、第2ステージが第1ステージに対して垂直になるように第2ステージを第1ステージに向かって第1方向に回転させる。次に、制御装置は、第1ステージと第2ステージとが垂直になった状態を保持しながら第2ステージが水平になるように第1ステージと第2ステージとを第1方向とは逆の第2方向に回転させる。そして、制御装置は、第1ステージが水平になるように第1方向に回転させる。これにより、第1ステージ上に載置された部品は、垂直に姿勢変換されて第2ステージ上に載置されることになる。したがって、姿勢変換装置は、簡易な構成により部品を垂直に姿勢変換することができる。ここで、「水平」は完全な水平に限られず、概ね水平であればよい。また、「垂直」も完全な垂直に限られず、概ね垂直であればよい。 The posture conversion device according to the present disclosure includes a first stage and a second stage disposed on both sides of a rotation axis, a first rotation device for rotating the first stage, and a second rotation device for rotating the second stage. And a control device. When the posture change of the component placed on the first stage is requested, the control device moves the second stage toward the first stage so that the second stage is perpendicular to the first stage. Rotate in the direction. Next, the control device controls the first stage and the second stage in the opposite direction to the first direction so that the second stage is horizontal while maintaining the state where the first stage and the second stage are vertical. Rotate in the second direction. Then, the control device rotates the first stage in the first direction so as to be horizontal. As a result, the components mounted on the first stage are vertically changed in posture and mounted on the second stage. Therefore, the posture changing device can change the posture of the component vertically with a simple configuration. Here, “horizontal” is not limited to perfect horizontal, but may be substantially horizontal. Further, “vertical” is not limited to completely vertical, and may be substantially vertical.
次に、本開示の発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。 Next, embodiments for implementing the present disclosure will be described with reference to the drawings.
図1は、作業装置1の概略構成図である。図2は、作業ロボット20の概略構成図である。図3〜図5は、姿勢変換装置10の外観斜視図である。図6は、制御装置50の電気的な接続関係を示す説明図である。なお、図中、上下方向は、鉛直方向と平行な方向であり、前後方向および左右方向は、互いに直交し、かつ、鉛直方向と直交する水平方向と平行な方向である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the working device 1. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the
作業装置1は、ワークに対して行なう作業として、部品Pをピックアップして基板S上に装着するものである。作業装置1は、図1に示すように、台座2と、基板搬送装置3と、部品供給装置5と、姿勢変換装置10と、作業ロボット20と、システム全体を制御する制御装置50(図6参照)とを備える。
The work apparatus 1 picks up a component P and mounts it on a substrate S as a work performed on a work. As shown in FIG. 1, the working device 1 includes a
基板搬送装置3は、ベルトコンベア装置であり、台座2のY方向における中央部にX方向に延在するように設置される。部品供給装置5は、作業ロボット20がピックアップ可能に部品を載置するステージや多数の部品を収容すると共に収容した部品をステージ上へ送り出すホッパなどを備える。
The
姿勢変換装置10は、直方体状の部品の姿勢を90度変換するものであり、本実施形態では、部品供給装置5に隣接して設置される。この姿勢変換装置10は、図3〜図5に示すように、2つのステージ(第1ステージ11および第2ステージ12)と、対応するステージをそれぞれ90度回転させる2つの回転装置(第1回転装置13および第2回転装置14)と、2つのステージと2つの回転装置とを支持する支持台15とを備える。
The
第1ステージ11は、扁平な直方体状の部材であり、一方の長辺部11sに設けられた回転軸AX1により回転可能に支持されている。
The
第2ステージ12は、第1ステージ11と同一形状の部材であり、第1ステージ11の長辺部11sと向かい合う長辺部12sに設けられた回転軸AX2により回転可能に支持されている。第1ステージ11の長辺部11sと第2ステージ12の長辺部12sとは、回転軸AX1と回転軸AX2とが同軸上に配置されるように、段差をもって係合されている。
The
第1回転装置13は、図6に示すように、第1ロータリシリンダ13aと、第1ロータリシリンダ13aに対してエア圧を給排する電磁弁13bとを有する。第1ロータリシリンダ13aは、本実施形態では、ラックピニオン式のロータリシリンダとして構成されており、ストッパにより90度の範囲内で第1ステージ11を回転可能である。
As shown in FIG. 6, the first
第2回転装置14は、図6に示すように、第2ロータリシリンダ14aと、第2ロータリシリンダ14aに対してエア圧を給排する電磁弁14bとを有する。第2ロータリシリンダ14aは、本実施形態では、ラックピニオン式のロータリシリンダとして構成されており、ストッパにより90度の範囲内で第2ステージ12を回転可能である。
As shown in FIG. 6, the second
第1ステージ11および第2ステージ12は、第1回転装置13および第2回転装置14により、両者の開き角が90度〜180度の範囲内で開閉できるようになっている。すなわち、姿勢変換装置10は、第1ステージ11および第2ステージ12をいずれも水平姿勢とした状態(図3参照)と、第1ステージ11を水平姿勢とすると共に第2ステージ12が垂直姿勢とした状態(図4参照)と、第1ステージ11を垂直姿勢とすると共に第2ステージ12を水平姿勢とした状態(図5参照)とに変化可能である。
The
作業ロボット20は、部品供給装置5により供給された部品をピックアップして基板S上に装着したり、部品供給装置5により供給された部品をピックアップして姿勢変換装置10に仮置きし、姿勢変換装置10にて部品の姿勢を90度変換させてから当該部品を再度ピックアップして基板S上に装着したりするものである。作業ロボット20は、図2に示すように、本実施形態では、5軸の垂直多関節型のロボットである。この作業ロボット10は、台座2に対して基板搬送装置3を挟んで部品供給装置5や姿勢変換装置10とは反対側に設置される。作業ロボット20は、直列に連結される複数のアーム(先端アーム21,中間アーム22,23,基端アーム24)と、基台25と、複数の関節31〜35と、各関節31〜35を駆動するモータ31a〜35a(図6参照)と、各関節31〜35の回転角度を検出するエンコーダ31b〜35b(図6参照)とを備える。基端アーム24は、関節35を介して基台25に水平旋回可能に取り付けられている。先端アーム21と中間アーム22,23と基端アーム24とは、それぞれ対応する関節32〜34を介して垂直旋回可能に連結されている。先端アーム21は、長手方向先端部に長手方向に沿った軸回りに回転可能な関節(手首とも称する)31を有する。先端アーム21の手首31には、エンドエフェクタ装置としての保持部材40が取り付けられている。保持部材40としては、吸着ノズルやメカニカルチャック、電磁チャックなどを採用することができる。また、先端アーム21には、装着対象の部品を撮像するためのカメラ36も取り付けられている。
The
制御装置50は、CPUを中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやワークメモリとしてのRAM、入出力ポートなどを備える。図6に示すように、制御装置50には、エンコーダ31b〜35bからの検知信号やカメラ36からの撮像信号などが入力ポートを介して入力されている。また、制御装置50からは、基板搬送装置3や部品供給装置5、姿勢変換装置10(電磁弁13b,14b)、作業ロボット20(モータ31a〜35a,カメラ36)などへの制御信号が出力ポートを介して出力されている。
The
次に、こうして構成された作業装置1の動作について説明する。特に、部品供給装置5により供給された部品Pを姿勢変換装置10にて姿勢変換する際の動作について説明する。図7は、制御装置50により実行される姿勢変換処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、姿勢変換を伴う部品Pの装着が指示されたときに実行される。以下、図7の姿勢変換処理を、図8〜図11を参照しながら説明する。
Next, the operation of the working device 1 thus configured will be described. In particular, an operation when the posture of the component P supplied by the
姿勢変換処理が実行されると、制御装置50は、まず、部品供給装置5により供給された部品Pがピックアップされるように作業ロボット20のモータ31a〜35aを制御する(ステップS100)。この処理は、部品供給装置5のステージ上にある部品Pをカメラ36で撮像し、得られた画像に基づいて部品Pの位置および姿勢を認識して目標位置を設定し、目標位置で部品Pがピックアップされるようにモータ31a〜35aおよび保持部材40を制御することにより行なう。続いて、制御装置50は、ピックアップした部品Pが姿勢変換装置10の第1ステージ11上に載置されるようモータ31a〜35aを制御する(ステップS110)。この処理は、図8に示すように、部品Pの一辺(長辺)が第1ステージ11の回転軸AX1に沿うと共に対向する一辺(長辺)が第2ステージ12とは反対側となる位置で当該部品Pが整列するようにモータ31a〜35aおよび保持部材40を制御することにより行なう。そして、制御装置50は、第1ステージ11上に載置した部品Pが所定数に達したか否かを判定する(ステップS120)。制御装置50は、第1ステージ11上に載置した部品Pが所定数に達していないと判定すると、次の部品Pをピックアップして第1ステージ11上に整列させるステップS100,S110の処理を繰り返す。
When the posture conversion process is executed, first, the
制御装置50は、第1ステージ11上に載置した部品Pが所定数に達したと判定すると、図9に示すように、第2ステージ12が垂直姿勢となるまで第2ステージ12が90度正転(図中、反時計回りに回転)するように第2回転装置14(電磁弁14b)を制御する(ステップS130)。次に、制御装置50は、図10に示すように、第1ステージ11が垂直姿勢となると共に第2ステージ12が水平姿勢となるまで第1ステージ11と第2ステージ12とが同時に90度逆転(図中、時計回りに回転)するように第1回転装置13(電磁弁13b)および第2回転装置14(電磁弁14b)を制御する(ステップS140)。これにより、第1ステージ11上の複数の部品Pは、90度姿勢変換されて第2ステージ12上に載置される。そして、制御装置50は、図11に示すように、第1ステージ11が水平姿勢となるまで第1ステージ11が90度正転(図中、反時計回りに回転)するように第1回転装置13(電磁弁13b)を制御して(ステップS150)、姿勢変換処理を終了する。
When determining that the number of components P placed on the
ここで、実施形態の主要な要素と本開示の主要な要素との対応関係について説明する。即ち、実施形態の第1ステージ11が本開示の第1ステージに相当し、第2ステージ12が第2ステージに相当し、第1回転装置13が第1回転装置に相当し、第2回転装置14が第2回転装置に相当し、制御装置50が制御装置に相当する。また、作業ロボット20が多関節ロボットに相当する。
Here, the correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the present disclosure will be described. That is, the
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本開示の発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。 It is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiment at all, and can be implemented in various modes as long as it belongs to the technical scope of the present disclosure.
例えば、上述した実施形態では、第1回転装置13および第2回転装置14は、ロータリシリンダと電磁弁とにより構成されたが、モータにより構成されてもよい。
For example, in the above-described embodiment, the first
上述した実施形態では、部品供給装置5と姿勢変換装置10は、別々の装置として構成されたが、姿勢変換部が一体化された部品供給装置として構成されてもよい。
In the above-described embodiment, the
上述した実施形態では、作業装置1は、姿勢変換装置10により姿勢変換された部品をピックアップし、基板S上に装着するものとした。しかし、作業装置1は、姿勢変換装置10により姿勢変換された部品PをピックアップしてトレイT上に整列して載置するなど、姿勢変換された部品Pに対して行なう作業であれば、如何なる作業にも適用可能である。
In the above-described embodiment, the working device 1 picks up the components whose posture has been changed by the
以上説明したように、本開示の姿勢変換装置は、部品の姿勢を変換する姿勢変換装置(10)であって、複数の部品が載置される載置面をそれぞれ有し、回転軸(AX1,AX2)を挟んで両側に配置された第1ステージ(11)および第2ステージ(12)と、前記第1ステージを回転させる第1回転装置(13)と、前記第2ステージを回転させる第2回転装置(14)と、前記第1ステージ上に載置された部品の姿勢変換が要求されると、前記第2ステージが前記第1ステージに対して垂直になるまで該第2ステージが該第1ステージに向かって第1方向に回転するように前記第2回転装置を制御し、前記第1ステージと前記第2ステージとが垂直になった状態を保持しながら該第2ステージが水平になるまで前記第1ステージと前記第2ステージとが前記第1方向とは逆の第2方向に回転するように前記第1回転装置と前記第2回転装置とを制御し、前記第1ステージが水平になるまで該第1ステージが前記第1方向に回転するように前記第1回転装置を制御する制御装置(50)と、を備えることを要旨とする。 As described above, the posture conversion device of the present disclosure is a posture conversion device (10) that changes the posture of a component, has a mounting surface on which a plurality of components are mounted, and includes a rotation axis (AX1). , AX2), a first stage (11) and a second stage (12) arranged on both sides, a first rotating device (13) for rotating the first stage, and a second stage for rotating the second stage. When a two-rotation device (14) and a posture change of a component placed on the first stage are required, the second stage is moved until the second stage is perpendicular to the first stage. The second rotating device is controlled so as to rotate in a first direction toward the first stage, and the second stage is horizontally moved while maintaining the first stage and the second stage in a vertical state. Until the first stage and the The first rotating device and the second rotating device are controlled such that the two stages rotate in a second direction opposite to the first direction, and the first stage is rotated until the first stage becomes horizontal. A control device (50) for controlling the first rotating device to rotate in the first direction.
この本開示の姿勢変換装置によれば、第1ステージおよび第2ステージを回転させることで、第1ステージ上に載置された部品は、垂直に姿勢変換されて第2ステージ上に載置される。したがって、姿勢変換装置は、簡易な構成により部品を垂直に姿勢変換することができる。 According to the posture conversion device of the present disclosure, by rotating the first stage and the second stage, the components mounted on the first stage are vertically changed in posture and mounted on the second stage. You. Therefore, the posture changing device can change the posture of the component vertically with a simple configuration.
こうした本開示の姿勢変換装置において、前記第1ステージ(11)および前記第2ステージ(12)は、それぞれ両者が垂直に閉じた位置と水平に開いた位置との間で回転可能であり、前記第1回転装置(13)および前記第2回転装置(14)は、それぞれエア圧を用いて対応するステージを前記第1方向および前記第2方向に回転可能であるものとしてもよい。こうすれば、姿勢変換装置は、電気的な配線を必要とすることなく、部品の姿勢を変換することができる。 In the posture conversion device of the present disclosure, the first stage (11) and the second stage (12) are each rotatable between a vertically closed position and a horizontally opened position, and The first rotating device (13) and the second rotating device (14) may be configured to be able to rotate corresponding stages in the first direction and the second direction using air pressure, respectively. In this case, the posture changing device can change the posture of the component without requiring electrical wiring.
本開示の作業装置は、上述した姿勢変換装置(10)と、前記姿勢変換装置により姿勢が変換された部品に対して作業を行なう多関節ロボット(作業ロボット20)と、を備えることを要旨とする。 The gist of the present disclosure is that the working device of the present disclosure includes the above-described posture changing device (10), and an articulated robot (work robot 20) that works on a part whose posture has been changed by the posture changing device. I do.
また、本開示の作業装置において、前記多関節ロボット(作業ロボット20)は、前記第1ステージ(11)上に複数の部品(P)を各部品の一辺が前記回転軸(AX1)に沿うように整列載置し、前記姿勢変換装置(10)により前記複数の部品が姿勢変換されると、姿勢変換された前記複数の部品に対して作業を行なうものとしてもよい。こうすれば、姿勢変換装置の第1ステージに部品を整列させるための専用の機構を設ける必要がない。 Further, in the working device according to the present disclosure, the articulated robot (the working robot 20) includes a plurality of parts (P) on the first stage (11) such that one side of each part is along the rotation axis (AX1). When the plurality of components are posture-converted by the posture conversion device (10), the operation may be performed on the plurality of components whose posture has been converted. In this case, there is no need to provide a dedicated mechanism for aligning the components on the first stage of the attitude conversion device.
本開示は、姿勢変換装置や作業装置の製造産業などに利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present disclosure can be used in a manufacturing industry of a posture conversion device and a working device.
1 作業装置、2 台座、3 基板搬送装置、5 部品供給装置、10 姿勢変換装置、11 第1ステージ、12 第2ステージ、13 第1回転装置、13a 第1ロータリシリンダ、13b 電磁弁、14 第2回転装置、14a 第2ロータリシリンダ、14b 電磁弁、15 支持台、20 作業ロボット、21 先端アーム、22,23 中間アーム、24 基端アーム、25 基台、31〜35 関節、31a〜35a モータ、31b〜35b エンコーダ、36 カメラ、40 保持部材、50 制御装置、S 基板、P 部品、AX1,AX2 回転軸。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Working device, 2 pedestals, 3 substrate transfer devices, 5 component supply devices, 10 attitude conversion devices, 11 first stage, 12 second stage, 13 first rotating device, 13a first rotary cylinder, 13b solenoid valve, 14th 2 rotation device, 14a second rotary cylinder, 14b solenoid valve, 15 support base, 20 work robot, 21 tip arm, 22, 23 intermediate arm, 24 base arm, 25 base, 31-35 joints, 31a-35a motor , 31b-35b encoder, 36 camera, 40 holding member, 50 control device, S board, P part, AX1, AX2 rotation axis.
Claims (4)
複数の部品が載置される載置面をそれぞれ有し、回転軸を挟んで両側に配置された第1ステージおよび第2ステージと、
前記第1ステージを前記回転軸の周りに回転させる第1回転装置と、
前記第2ステージを前記回転軸の周りに回転させる第2回転装置と、
前記第1ステージ上に載置された部品の姿勢変換が要求されると、前記第2ステージが前記第1ステージに対して垂直になるまで該第2ステージが該第1ステージに向かって第1方向に回転するように前記第2回転装置を制御し、前記第1ステージと前記第2ステージとが垂直になった状態を保持しながら該第2ステージが水平になるまで前記第1ステージと前記第2ステージとが前記第1方向とは逆の第2方向に回転するように前記第1回転装置と前記第2回転装置とを制御し、前記第1ステージが水平になるまで該第1ステージが前記第1方向に回転するように前記第1回転装置を制御する制御装置と、
を備える姿勢変換装置。 An attitude conversion device for converting the attitude of a part,
A first stage and a second stage, each having a mounting surface on which a plurality of components are mounted, and disposed on both sides of the rotation axis;
A first rotating device that rotates the first stage around the rotation axis;
A second rotating device for rotating the second stage around the rotation axis;
When a posture change of the component placed on the first stage is requested, the second stage moves toward the first stage until the second stage is perpendicular to the first stage. Controlling the second rotating device to rotate in the direction, while maintaining the state where the first stage and the second stage are vertical, the first stage and the second stage until the second stage is horizontal. Controlling the first rotating device and the second rotating device so that the second stage rotates in a second direction opposite to the first direction; and adjusting the first stage until the first stage is horizontal. A control device that controls the first rotation device so that the first rotation device rotates in the first direction;
A posture conversion device comprising:
前記第1ステージおよび前記第2ステージは、それぞれ両者が垂直に閉じた位置と水平に開いた位置との間で回転可能であり、
前記第1回転装置および前記第2回転装置は、それぞれエア圧を用いて対応するステージを前記第1方向および前記第2方向に回転可能である、
姿勢変換装置。 The attitude conversion device according to claim 1,
The first stage and the second stage are each rotatable between a vertically closed position and a horizontally open position,
The first rotating device and the second rotating device are each capable of rotating a corresponding stage in the first direction and the second direction using air pressure,
Attitude conversion device.
前記姿勢変換装置により姿勢が変換された部品に対して作業を行なう多関節ロボットと、
を備える作業装置。 An attitude conversion device according to claim 1 or 2,
An articulated robot that performs operations on the parts whose posture has been converted by the posture conversion device,
Working device provided with.
前記多関節ロボットは、前記第1ステージ上に複数の部品を各部品の一辺が前記回転軸に沿うように整列載置し、前記姿勢変換装置により前記複数の部品が姿勢変換されると、姿勢変換された前記複数の部品に対して作業を行なう、
作業装置。 The working device according to claim 3,
The articulated robot arranges and mounts a plurality of components on the first stage such that one side of each component is along the rotation axis. Work on the converted plurality of parts;
Working equipment.
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2018
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