JP2020093324A - ワーク高さ測定装置を具えた両頭フライス装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークをフライス加工する両頭フライス装置の加工時間を短縮することのできるフライス装置を提供する。【解決手段】ワーク２を押圧具９でテーブル５の上面６に押圧し、ワーク２の前進に伴い、対向両側面にフライス加工を施す両頭フライス装置であって、ワーク２の上端３１の高さを測定するワーク高さ測定装置と、上端３１の高さがフライスカッタの中心３３の高さよりも低いか否かを判定するワーク高さ判定装置と、上端３１の高さが中心３３の高さよりも低い場合は、フライス加工に先立って、ワーク２の前端上縁３５と、前端上縁３５を通る水平面とフライスカッタの刃先との交差線との間の水平最短距離をワーク２の高さを基に算出する計算装置と、水平最短距離が許容値となるまでテーブル５を、フライスカッタの刃先に向けて早送り前進移動させる早送り前進移動装置を具える。【選択図】図７

Description

本発明は、ワーク高さ測定装置を具えた両頭フライス装置に関するものである。

ワークを位置決めセットするための位置決めセット位置においてテーブルの上面に所要に位置決めされたワークを、上下動し得る押圧具で該上面に向けて押圧し、このように位置決めセットされたワークを該テーブルの前進によって前進させ、該ワークの左右対向する両側面に、左右対向するフライスカッタでフライス加工を施すように構成された従来の両頭フライス装置の一例としては特許文献１が開示するものが提供されている。

従来、この種の両頭フライス装置によるワークａのフライス加工は、該ワークａの上端ｂの高さによらず次のようにして行われていた。即ち、図１１〜１２、図１３〜１４に側面視で示すように、フライスカッタｃから所要距離を隔てる位置決めセット位置ｄ（図１１、図１３）に設置されたテーブルｅを、該フライスカッタｃの中心ｆを通る水平線ｇとその刃先ｈとが交わる刃先交点ｊと、該位置決めセット位置ｄにある該テーブルｅ上の前記ワークａの前端上縁ｋとの間の側面視での水平距離ｍが所要設定距離（例えば１０ｍｍ）になるまで該フライスカッタに向けて早送りにより前進移動させ、前記フライスカッタｃの前記刃先ｈから該所要設定距離を隔てる加工開始位置ｎ（図１２、図１４）に該テーブルｅが達した後は、該テーブルｅを、移動速度の遅い通常の切削速度で前進させ、それに伴い前記ワークａの対向する２側面ｐ，ｐに所要のフライス加工を施していた。

そのため従来の両頭フライス装置においては、図１３、図１４に側面視で示すように、前記ワークａの上端ｂの高さが前記フライスカッタｃの中心ｆの高さよりも低い場合にあっても、前記加工開始位置ｎを、前記ワークａの前記前端上縁k と前記刃先交点j との間の側面視での水平距離が前記所要設定距離となるように設定しており、該加工開始位置ｎは、前記ワークａの前端上縁ｋが前記中心ｆの高さにあり或いはそれよりも高い位置にある場合と変わらなかった。

かかることから、前記ワークａの前記前端上縁ｋの高さが前記中心ｆの高さよりも低い場合は、前記加工開始位置ｎを、前記前端上縁ｋと、該前端上縁ｋを通る水平線ｑと前記フライスカッタｃの刃先ｈとが交わる交点ｒとの間の側面視での水平距離ｓ（図１４）が前記所要設定距離（例えば１０ｍｍ）となるように設定できるにもかかわらず、換言すれば、前記テーブルｅを、前記フライスカッタｃの刃先ｈに、より接近した位置まで早送りによって前進移動させることができるにもかかわらず、これが行われておらず、前記テーブルｅを、不必要に手前位置から、移動速度の遅い通常の切削速度で移動させていた。本発明者は、このことがフライス加工時間を長くする原因となっていることに着眼して本発明を完成させるに至ったものである。

特開２００３−１１０１２号

本発明は前記従来の問題点に鑑みて開発されたものであり、両頭フライス装置を用いてワークをフライス加工する際の加工時間の短縮を可能としてフライス加工の生産性向上を期し得るワーク高さ測定装置を具えた両頭フライス装置の提供を課題とするものである。

前記課題を解決するため本発明は以下の手段を採用する。
即ち、本発明に係るワーク高さ測定装置を具えた両頭フライス装置は、ワークを位置決めセットするための位置決めセット位置において、テーブルの上面に治具を介して載置された直方体状の該ワークを、上下動し得る押圧具で該テーブルの上面に向けて押圧することによって該ワークを位置決めセットする如くなされており、該ワークが位置決めセットされた状態で、該テーブルが前進し、該前進による該ワークの前進に伴って、該ワークの左右対向する両側面に、左右対向するフライスカッタがフライス加工を施す両頭フライス装置であり、前記位置決めセット位置において設けられたワーク高さ測定装置と、ワーク高さ判定装置と、計算装置と、早送り前進移動装置とを具えている。前記ワーク高さ測定装置は、前記ワークの上端の、基準点からの高さを測定するものであり、前記ワーク高さ判定装置は、前記ワークの上端の前記高さが前記フライスカッタの中心の、前記基準点からの高さよりも低いか否かを判定するものである。前記計算装置は、前記判定装置によって前記上端の前記高さが前記中心の前記高さよりも低いと判定された場合に、前記ワークの、前記フライスカッタの前記中心を通る軸線と平行する前端上縁と、該前端上縁を通る水平面と前記フライスカッタの刃先とが交わる水平な交差線との間の水平最短距離を、該ワークの上端の前記高さを基に算出するものである。前記早送り前進移動装置は、前記水平最短距離が所要設定距離になるまで前記テーブルを、前記位置決めセット位置から前記フライスカッタの刃先に向けて、相対的に早送りにより前進移動させるものであり、前記フライスカッタの刃先から該所要設定距離を隔てる加工開始位置に前記テーブルが達した後は、該テーブルを、移動速度の遅い通常の切削速度で前進させることを特徴とするものである。

該ワーク高さ測定装置を具えた両頭フライス装置において、前記ワーク高さ測定装置は、上下動し得る前記押圧具の、基準位置からの下降量に応じて前記ワークの上端の前記高さを測定するように構成するのが好ましい。又、前記基準点は、例えば、前記テーブルの上面として設定できる。

本発明に係るワーク高さ測定装置を具えた両頭フライス装置によるときは、ワークの上端の高さがフライスカッタの中心の高さよりも低い場合は、両頭フライス装置を用いてワークをフライス加工する際の加工時間の短縮を図ることができ、これによってフライス加工の生産性向上を期し得る。
特に、前記ワーク高さ測定装置を、上下動し得る前記押圧具の、基準位置からの下降量に応じて前記ワークの上端の前記高さを測定するように構成する場合、即ち、前記ワーク高さ測定装置を前記押圧具の下降動作に連動させるように構成する場合は、該押圧具によるワーク押圧の完了と同時に前記高さ測定を完了できる簡便さがある。

本発明に係る両頭フライス装置を、ワークがセットされてなるテーブルが位置決めセット位置にある状態で示す平面図である。 ワークが位置決めセットされてなるテーブルが位置決めセット位置にある状態を示す側面図である。 ワークが位置決めセットされてなるテーブルが加工開始位置まで早送り前進移動した状態を示す側面図である。 ワークが位置決めセットされてなるテーブルが前進して行われるフライス加工工程を説明する説明図である。 ワークを位置決めセットするための、Ｌ字状当接片を具える数値制御装置を説明する説明図である。 Ｌ字状当接片を具える数値制御装置によってワークをテーブル上に位置決めセットした状態を示す平面図である。 ワークの上端のテーブルの上面からの高さを基にテーブルの早送り前進移動距離を算出する計算式を説明する説明図である。 対向する２側面がフライス加工されてなるワークの残りの２側面をフライス加工するためにテーブルを９０度回転させた状態を示す平面図である。 残りの２側面をフライス加工するために、フライスカッタ間の間隔を所要に設定する工程を説明する平面図である。 残りの２側面をフライス加工するために、テーブルが前進する工程を説明する説明図である。 従来の両頭フライス装置によるフライス加工工程を、ワークの上端の高さがフライスカッタの中心の高さよりも高い場合について、テーブルが位置決めセット位置にある状態で説明する説明図である。 従来の両頭フライス装置によるフライス加工工程を、ワークの上端の高さがフライスカッタの中心の高さよりも高い場合について、テーブルが加工開始位置まで早送り前進移動した状態で説明する説明図である。 従来の両頭フライス装置によるフライス加工工程を、ワークの上端の高さがフライスカッタの中心の高さよりも低い場合について、テーブルが位置決めセット位置にある状態で説明する説明図である。 従来の両頭フライス装置によるフライス加工工程を、ワークの上端の高さがフライスカッタの中心の高さよりも低い場合について、テーブルが加工開始位置まで早送り前進移動した状態で説明する説明図である。

図１〜３において本発明に係るワーク高さ測定装置を具えた両頭フライス装置（以下、両頭スライス装置ともいう）１は、ワーク2 を位置決めセットするための位置決めセット位置３において、テーブル５の上面６に治具７を介して載置された直方体状の該ワーク２を、上下動し得る押圧具９で該テーブル５の上面６に向けて押圧することによって該ワーク２を位置決めセットする如くなされており、該ワーク２が位置決めセットされた状態で、該テーブル５が図３〜４に示すように前進し、該前進による該ワーク２の前進に伴って、該ワーク２の左右対向する両側面１０，１０に、左右対向するフライスカッタ１１，１２でフライス加工を施すものである。

そして該両頭フライス装置１は、前記位置決めセット位置３において設けられたワーク高さ測定装置( 図示せず）と、ワーク高さ判定装置（図示せず）と、計算装置（図示せず）と、早送り前進移動装置（図示せず）とを具えている。

前記両頭フライス装置１は、本実施例においては、平面視で正方形状乃至長方形状を呈する（角部分が面取りされていることもある）前記ワーク２の左右側面１０ａ，１０ｂ（図１）と前後側面１０ｃ，１０ｄ（図１）の４側面のフライス加工と、左右側面１０ａ，１０ｂのみのフライス加工を、ワーク２を所要に位置決めセットして選択的に施すことができるものであり、内蔵された数値制御装置により左右方向Ｆ１に移動制御される第１のヘッド１３と第２のヘッド１５とを具えており、該第１、第２のヘッド１３，１５の主軸１６，１７に前記フライスカッタ１１，１２が取り付けられている。又、前記数値制御装置により前後方向Ｆ２に移動制御され且つ垂直な軸線回りに回転せしめられる前記テーブル５が、該第１、第２のヘッド１３，１５間に配設された移動路１９に沿って前後方向Ｆ２に移動可能に設けられており、又該テーブル２は、前後方向Ｆ２に移動制御されるテーブルベース（図示せず）上に回転自在に設置されている。

又前記左右のフライスカッタ１１，１２は、図４に示すように、図示しない駆動モータにより回転せしめられる前記主軸１６，１７の該回転に伴い、前記テーブル５上に所要に位置決めセットされたワーク２の対向する左右側面１０ａ，１０ａに対して同時にフライス加工を施す。又前記両頭フライス装置１は、図１、図５〜６に示すように、ワーク２の隣り合う２側面１０，１０（図１、図６においては側面１０ａ，１０ｃ）が当接するＬ字状当接片２０が、位置決め装置２１を構成するエアシリンダ２２のロッド２３の先端に付設されており、該位置決め装置２１の基部２５が前記第１のヘッド１３に取着されている。

又、該Ｌ字状当接片２０の任意の点がインプットされた前記数値制御装置によって、該Ｌ字状当接片２０の任意の点とテーブル５上の任意の点とが一致するように、前記第１のヘッド１３を前記左右方向Ｆ１で数値制御しつつ移動させると共に前記テーブル５を図５〜６で示す前後方向Ｆ２で数値制御しつつ移動させるように構成されている。

かかるテーブル５の移動によって、該テーブル５は、図５に示すように、前記ワーク２を位置決めセットするための位置決めセット位置３に位置することとなる。又、該位置決めセット位置３で図６に示すように、前記ワーク２の２側面１０ａ，１０ｃを前記Ｌ字状当接片２０に当接させて前記テーブル５上にワーク２を位置決めセットするように構成されている。

そして、該ワーク２が前記治具７を介してこのように位置決めセットされた状態で前記押圧具９が下降し、図２、図６に示すように、該押圧具９が該ワーク２を前記テーブル５の上面６に向けて押圧することにより該ワーク２がクランプされる。

前記押圧具９（図２）は、図示しない押圧シリンダのロッドに設けられた上下方向の押圧軸２８の下端に設けられ、垂直な軸線２９（図２）回りに回動可能とされている。この軸線２９は、前記位置決めセット位置３（図１）に停止したと仮定される前記テーブル５の回転軸線３０（図２）と合致するように設定されている。

然して、前記ロッドの下方向への突出によって前記押圧具９が、前記テーブル５の上面６に位置決めセットされたワーク２を図２に示すように押圧することにより、該ワーク２を前記治具７を介して前記テーブル２上に固定でき、該ワーク固定状態で、前記テーブル５は、その回転軸線３０回りに回転できる。

前記ワーク高さ測定装置は、前記ワーク２の上端３１の、基準点３２（本実施例においては、前記テーブル５の上面６）からの高さを測定するものである。本実施例においては、上下動し得る前記押圧具９の、基準位置からの下降量に応じて、前記ワーク２の上端３１の高さを測定するように構成されている。ここに該基準位置は、本実施例においては、前記基準点３２から所定距離だけ上側に設定されている。本実施例においては、このように、前記ワーク高さ測定装置を前記押圧具９の下降動作に連動させるように構成しているため、該押圧具９によるワーク押圧の完了と同時に前記高さ測定を完了できる簡便さがある。

又前記ワーク高さ判定装置は、前記ワーク２の前記上端３１の、前記基準点３２からの高さが前記フライスカッタ１１，１２の中心３３，３３の、該基準点３２からの高さよりも低いか否かを判定するものである。
又前記計算装置は、前記判定装置によって前記上端３１の前記高さが前記中心３３の前記高さよりも低いと判定された場合に、前記ワーク２の、前記フライスカッタ１１，１２の前記中心３３，３３を通る軸線３４と平行する前端上縁３５と、該前端上縁３５を通る水平面３６（図７）と前記フライスカッタ１１，１２の刃先３７，３７とが交わる水平な交差線( 図１、図７に例示されている）３８との間の水平最短距離Ｌ（図７）を、該ワーク２の上端３１の前記高さを基に算出するものである。
前記早送り前進移動装置は、前記水平最短距離Ｌが所要設定距離になるまで前記テーブル５を、前記位置決めセット位置３から前記フライスカッタ１１，１２の刃先３７，３７に向けて、相対的に早送りによる前進移動させる。そして、前記テーブル５が、前記フライスカッタ１１，１２の刃先３７，３７から該所要設定距離を隔てる加工開始位置３９に達した後は、該テーブル５を、移動速度の遅い通常の切削速度で前進させるものである。

該水平最短距離Ｌは、前記両頭フライス装置１が有する前記計算装置によって、例えば次のように算出される。これを図７に基づいて説明する。図７は、前記フライスカッタ１１，１２の中心３３，３３を通る軸線３４（図１）と直交する方向で見る側面図であり、前記ワーク２が、前記位置決めセット位置３に停止した状態にある前記テーブル５の上面６に、前記治具７を介して、前記Ｌ字状当接片２０の前記数値制御により位置決めされた位置決めセット状態を示している。

この位置決めセットされた状態において、前記ワーク２の前端上縁３５と、該前端上縁３５からの水平面３６と前記フライスカッタ１１，１２の外周縁４１（前記刃先３７）との交差線３８との間の水平最短距離をＬ（前出）とする。この水平最短距離Ｌが、前記両頭フライス装置１の有する前記計算装置により、該ワーク２の高さを基に算出される。

これを、図７の側面図に基づいて説明する。図７において、前記ワーク２の上端３１の、前記基準点３２（前記テーブル５の上面６）からの高さをＬ１とする。ここにＬ１は、前記押圧具９の前記基準位置（本実施例においては、前記基準点３２から所定距離だけ上側に設定されている）からの下降量に応じて測定できる。そして、前記フライスカッタ１１，１２の中心３３，３３と前記基準点３２（前記テーブル５の上面６）との間の垂直距離をＬ２（既知）とし、前記テーブル５が前記位置決めセット位置３にある場合における前記前端上縁３５と、前記フライスカッタ１１，１２の中心３３, ３３での垂線４２との間の水平距離をＬ３（既知）とする。又、前記交差線３８と前記垂線４２との間の水平距離をＬ４とする。又、前記フライスカッタ１１，１２の半径をＬ５( 既知）、前記フライスカッタ１１，１２の中心３３, ３３と前記交差線３８との間の垂直距離をＬ６とする。

従って、前記水平最短距離Ｌは下記の計算式で算出される。
Ｌ６＝Ｌ２−Ｌ１
Ｌ５² ＝Ｌ４² ＋Ｌ６²

従って、Ｌ＝Ｌ３−Ｌ４となり、前記テーブル５の早送り前進移動量はＬ−1 ０ｍｍとなる。ここに１０ｍｍは、前記加工開始位置３９における前記所要設定距離として例示された数値である。

又図１、図５〜６に示すように、前記テーブル５の上面６に位置決めセットされたワーク２の対向する前記左右側面１０ａ，１０ｂに、略同一切削量でフライス加工を施すことができるようにするための切削量設定用測定装置４３が設けられている。該切削量設定用測定装置４３は、本実施例においては、前記第２のヘッド１５に取着されており、例えばエアシリンダからなる測定シリンダ４５を用いて構成され、そのロッド４６（図６）の先端に測定片４７が固設されている。

該測定シリンダ４５の伸長により該測定片４７が前進でき、該測定片４７が、図６に示すように、前記テーブル５上で位置決めされたワーク２の右の側面１０ｂに当接することによって、該ワーク２の左右方向の幅寸法を正しく測定できるものであり、該測定片４７の移動量等の検出信号が、図示しない検出器で検出され、これが前記数値制御装置に送られる。そして、測定された該幅寸法に合わせて左右のフライスカッタ１１，１２間の間隔が所要に設定される。

このようにしてワーク２がクランプされた状態で、前記ロッド４６が図１に示すように短縮する。そしてこの状態で、前記Ｌ字状当接片２０は、フライス加工の邪魔にならないように退避状態にある。その後、図４に示すようにテーブル５が前記フライスカッタ１１，１２に向けて前進し、前記ワーク２の対向する両側面（前記左右側面１０ａ，１０ｂ）にフライス加工が施される。

前記テーブル５が前記のように早送り前進移動した後は、該テーブル５が図３、図４に矢印で示すように、移動速度の遅い通常の切削速度で前進することによって前記ワーク２の左右の被加工面（前記左右側面１０ａ，１０ｂ）に、左右のフライスカッタ１１，１２によってフライス加工が施される。図４に一点鎖線で示すワーク２は、これに対するフライス加工が完了した状態を示している。

以上は、前記ワーク２の左右側面１０ａ，１０ｂにのみフライス加工を施す場合である。該ワーク２の前記４側面１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄにフライス加工を施す場合は次のようにして行う。図８は、前記ワーク２の前後左右の被加工面（４側面）１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄをフライス加工する場合において、前記テーブル５が前記ワーク位置決めセット位置３に戻り且つ該テーブル５が、図８に矢印で示す反時計回りに９０度回転した状態を示している。その後図９に示すように、前記測定シリンダ４５が伸長し、前記測定片４７が、左右の被加工面( 前記した前後側面１０ｃ，１０ｄ）のいずれか一方（図９においては側面１０ｄ）に当接され前記ワーク２の左右方向長さ（新たな被加工面間の長さ）が測定され、測定された該左右方向長さに基づいて前記左右のフライスカッタ１１，１２間の間隔が所要に設定される。

その後、前記ロッド４６（図６）が図１０に示すように短縮し、前記測定片４７が、フライス加工の邪魔にならないように退避状態となる。
前記測定結果に基づき、前記と同様にして、前記テーブル５が前記加工開始位置まで早送り前進移動され、その後は該テーブル５が通常の切削速度で、図１０に矢印で示すように前進することによって、前記ワーク２の対向する前後側面１０ｃ，１０ｄに所要のフライス加工が施される。以上によって、ワークの４側面１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが所要にフライス加工される。図１０において一点鎖線で示すワーク２は、これに対するフライス加工が完了した状態を示している。

以上説明したように本発明に係る両頭フライス装置によるときは、前記計算装置による前記水平最短距離の算出によって、前記ワーク２の上端３１の前記高さを基に前記テーブル５の早送り前進移動量を個別に設定できることとなる。かかることから本発明によるときは、前記ワーク２の上端３１の高さによらないで早送り前進移動量が一定であった従来の両頭フライス装置１における場合に比し、両頭フライス装置１を用いてワークをフライス加工する際の切削時間の短縮を図ることができ、これによってフライス加工の生産性向上を期し得ることとなる。

本発明は、前記実施例で示したものに限定されるものでは決してなく、「特許請求の範囲」の記載内で種々の設計変更が可能である。

(1) 本発明に係る両頭スライス装置１は、前記実施例で説明したようにテーブル２が移動することに代えて、前記第１、第２のヘッド１３，１５が移動するように構成することもできる。

(2) 前記ワーク２の上端の前記基準点３２からの高さの測定は、該ワーク２を前記テーブル５上に載置する前に該ワーク２の上下方向で見た厚さを予め測定しておくことによって行うこともできる。その場合は、前記治具７の上下方向で見た厚さを考慮に入れた前記ワーク２の上端３１の前記基準点３２からの高さを前記数値制御装置に入力する。これによって、前記水平最短距離、即ち、図７の側面図に記載されている、該ワーク２の前端上縁３５と前記交差線３８との間の水平距離（前記水平最短距離）Ｌが前記計算装置で自動的に算出されることとなる。

(3) 前記実施例においては、前記ワーク２の上端の高さを、前記テーブル５の上面６を前記基準点３２にしての該上面６からの高さとしているが、該ワーク２の高さの前記基準点３２は任意に設定してよい。

１ 両頭フライス装置
２ ワーク
３ 位置決めセット位置
５ テーブル
６ 上面
７ 治具
９ 押圧具
１０ 側面
１１ フライスカッタ
１２ フライスカッタ
１３ 第１のヘッド
１５ 第２のヘッド
２０ Ｌ字状当接片
２１ 位置決め装置
３１ 上端
３２ 基準点
３３ 中心
３５ 前端上縁
３７ 刃先
３９ 加工開始位置
４７ 測定片

Claims (3)

1. ワークを位置決めセットするための位置決めセット位置において、テーブルの上面に治具を介して載置された直方体状の該ワークを、上下動し得る押圧具で該テーブルの上面に向けて押圧することによって該ワークを位置決めセットする如くなされており、該ワークが位置決めセットされた状態で、該テーブルが前進し、該前進による該ワークの前進に伴って、該ワークの左右対向する両側面に、左右対向するフライスカッタがフライス加工を施す両頭フライス装置であり、
   前記位置決めセット位置において設けられたワーク高さ測定装置と、ワーク高さ判定装置と、計算装置と、早送り前進移動装置とを具えており、
   前記ワーク高さ測定装置は、前記ワークの上端の、基準点からの高さを測定するものであり、
   前記ワーク高さ判定装置は、前記ワークの上端の前記高さが前記フライスカッタの中心の、前記基準点からの高さよりも低いか否かを判定するものであり、
   前記計算装置は、前記判定装置によって前記上端の前記高さが前記中心の前記高さよりも低いと判定された場合に、前記ワークの、前記フライスカッタの前記中心を通る軸線と平行する前端上縁と、該前端上縁を通る水平面と前記フライスカッタの刃先とが交わる水平な交差線との間の水平最短距離を、該ワークの上端の前記高さを基に算出するものであり、
   前記早送り前進移動装置は、前記水平最短距離が所要設定距離になるまで前記テーブルを、前記位置決めセット位置から前記フライスカッタの刃先に向けて、相対的に早送りにより前進移動させるものであり、前記フライスカッタの刃先から該所要設定距離を隔てる加工開始位置に前記テーブルが達した後は、該テーブルを、移動速度の遅い通常の切削速度で前進させることを特徴とするワーク高さ測定装置を具えた両頭フライス装置。
2. 前記ワーク高さ測定装置は、上下動し得る前記押圧具の、基準位置からの下降量に応じて前記ワークの上端の前記高さを測定することを特徴とする請求項１記載のワーク高さ測定装置を具えた両頭フライス装置。
3. 前記基準点が前記テーブルの上面として設定されていることを特徴とする請求項１又は２記載のワーク高さ測定装置を具えた両頭フライス装置。

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