JP2023167318A - パレット交換装置、及び、その作動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ワーク受取ブロックに、ワーク受取ブロックのパレット受取部よりも上方に突出する突出物がある場合でも、パレットの円滑な交換動作を行うことができるパレット交換装置、及び、その作動方法を提供する。【解決手段】パレット交換装置は、複数のパレット５０と、旋回ブロック１２と、ワーク受取ブロックと、旋回アクチュエータ１３と、移動アクチュエータと、制御部と、を備える。制御部は、パレットの交換時に、旋回アクチュエータ１３によって旋回ブロック１２を旋回させる前に、移動アクチュエータによってワーク受取ブロックを退避位置に移動させる。制御装置は、その後に旋回アクチュエータ１３によって旋回ブロック１２を旋回させ、旋回ブロック１２の旋回の完了の後に移動アクチュエータによってワーク受取ブロックを受け渡し位置に移動させる。【選択図】図１

Description

本発明は、ワークが載置されたパレットを交換するパレット交換装置、及び、その作動方法に関するものである。

マシニングセンタ等の工作機械においては、加工済みのワークと未加工のワークが夫々パレットに載置された状態でパレットとともにパレット交換装置によって交換されることがある。こここで用いられるパレット交換装置として、複数のパレット保持部（フォーク）を有する旋回ブロックが旋回中心を中心として略水平に旋回することにより、待機位置にあるパレットと受け渡し位置にあるパレットを交換するものが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

このパレット交換装置は、相反方向に延びる一対のフォーク（パレット保持部）が旋回ブロックに設けられ、ワークを載置したパレットが各フォークに保持されるようになっている。旋回ブロックは、旋回中心を中心として略水平に１８０°回転することにより、加工済みのワークを載置したパレットと、未加工のワークを載置したパレットの位置を入れ替える。

待機位置では、パレット上の加工済みのワークが未加工のワークと交換され、受け渡し位置では、未加工のワークを載置したパレットがワーク受取ブロックに受け渡される。ワーク受取ブロックは、ワークを載置したパレットを受け取ると、工作機械によるワークの加工位置まで移動し、ワークの加工を終えると、加工位置から受け渡し位置に再び戻る。ワーク受取ブロックが受け渡し位置に戻ると、加工済みのワークを載置したパレットが旋回ブロックのフォークに戻される。この後、旋回ブロックが再び１８０°回転し、受け渡し位置にあるパレットが待機位置まで移動し、待機位置にある別のパレットが受け渡し位置まで移動する。

特開２００９－２６２２６０号公報 特開２００９－２９７８２１号公報

上記のパレット交換装置は、旋回ブロックが略水平に旋回することにより、待機位置にあるパレットと受け渡し位置にあるパレットが交換され、受け渡し位置に移動したパレットがワーク受取ブロックに受け渡される。このため、ワーク受取ブロックに、ワーク受取ブロックのパレット受取部よりも上方に突出する突出物があると、旋回時に旋回ブロックが突出物と干渉してしまう。したがって、旋回ブロックの旋回によってパレットの交換を行うこの種のパレット交換装置では、パレット受取部よりも上方に突出するワーク押え治具等の突出物をワーク受取ブロックに取り付けることができなかった。

そこで本発明は、ワーク受取ブロックに、ワーク受取ブロックのパレット受取部よりも上方に突出する突出物がある場合でも、パレットの円滑な交換動作を行うことができるパレット交換装置、及び、その作動方法を提供しようとするものである。

本発明に係るパレット交換装置は、上記課題を解決するために、以下の構成を採用した。
即ち、本発明の一の態様のパレット交換装置は、ワーク載置用のパレットを保持する複数のパレット保持部を有し、旋回中心を中心として旋回することにより、前記パレット保持部に保持された前記パレットを待機位置と受け渡し位置の間で移動させる旋回ブロックと、前記受け渡し位置で前記パレットをワークとともに受け取るワーク受取ブロックと、前記旋回ブロックを旋回させる旋回アクチュエータと、前記ワーク受取ブロックを、前記受け渡し位置と別位置との間で移動させる移動アクチュエータと、前記旋回アクチュエータと前記移動アクチュエータの作動を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記パレットの交換時に、前記旋回アクチュエータによって前記旋回ブロックを旋回させる前に、前記移動アクチュエータによって前記ワーク受取ブロックを退避位置に移動させ、その後に前記旋回アクチュエータによって前記旋回ブロックを旋回させ、前記旋回ブロックの旋回の完了の後に前記移動アクチュエータによって前記ワーク受取ブロックを前記受け渡し位置に移動させることを特徴とする。

本態様のパレット交換装置では、パレットの交換時に、旋回ブロックが旋回する前にワーク受取ブロックが退避位置に移動する。このため、ワーク受取ブロックのパレット受取部よりも上方に突出する突出物がある場合でも、旋回ブロックの旋回時に旋回ブロックが突出物と干渉するのを回避することができる。

本発明の他の態様のパレット交換装置は、ワーク載置用のパレットを保持する複数のパレット保持部を有し、旋回中心を中心として旋回することにより、前記パレット保持部に保持された前記パレットを待機位置と受け渡し位置の間で移動させる旋回ブロックと、前記受け渡し位置で前記パレットをワークとともに受け取るワーク受取ブロックと、各前記パレットと前記ワーク受取ブロックに設けられ、上下方向で相互に嵌合する嵌合部と、前記旋回ブロックを旋回させる旋回アクチュエータと、前記旋回ブロックを昇降させる昇降アクチュエータと、前記ワーク受取ブロックを、前記受け渡し位置と別位置との間で移動させる移動アクチュエータと、前記旋回アクチュエータ、前記昇降アクチュエータ、及び、前記移動アクチュエータの作動を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記パレットの交換時に、前記旋回アクチュエータによって前記旋回ブロックを旋回させる前に、前記昇降アクチュエータによって前記旋回ブロックを上昇させて前記嵌合部による前記受け渡し位置の前記パレットと前記ワーク受取ブロックの嵌合を解除し、その後に前記移動アクチュエータによって前記ワーク受取ブロックを退避位置に移動させた後に、前記旋回アクチュエータによって前記旋回ブロックを旋回させ、前記旋回ブロックの旋回の完了の後に前記移動アクチュエータによって前記ワーク受取ブロックを前記受け渡し位置に移動させ、さらにその後に、前記昇降アクチュエータによって前記旋回ブロックを下降させて前記嵌合部によって前記受け渡し位置の前記パレットを前記ワーク受取ブロックに嵌合させることを特徴とする。

本態様のパレット交換装置では、パレットの交換時には、旋回ブロックが上昇することにより、受け渡し位置にあるパレットとワーク受取ブロックの嵌合を解除し、旋回ブロックが旋回する前にワーク受取ブロックが退避位置に移動する。このため、ワーク受取ブロックのパレット受取部よりも上方に突出する突出物がワーク受取ブロックに設置される場合でも、旋回時に旋回ブロックが突出物と干渉するのを回避することができる。
また、ワーク受取ブロックが退避位置に移動する前には、昇降アクチュエータの作動によって旋回ブロックが上昇することにより、受け渡し位置で旋回ブロックに保持されているパレットと移動ブロックの間の嵌合が外される。このため、退避位置への移動ブロックの移動時に、旋回ブロックに保持されたパレットの位置ずれや、各部に不要な応力が発生のを抑制することができる。
さらに、ワーク受取ブロックが退避位置から受け渡し位置に戻ったときには、昇降アクチュエータの作動によって旋回ブロックが下降することにより、受け渡し位置で旋回ブロックに保持されているパレットがワーク受取ブロックに嵌合される。このため、パレットは、ワーク受取ブロックに安定状態で支持されるようになる。

前記退避位置は、前記旋回中心と前記受け渡し位置にある前記パレットの中心を結ぶ直線の延長上に位置されることが望ましい。

この場合、受け渡し位置と退避位置の間を移動するワーク受取ブロックの移動距離が最短距離となるため、パレットの交換をより迅速に行うことが可能になる。

前記ワーク受取ブロックには、前記パレットよりも上方に突出して前記パレットに載置された前記ワークを上方から押圧固定するワーク押え治具が設けられるようにしても良い。

この場合、ワークを上方から押圧固定するワーク押え治具がワーク受取ブロックに設けられるため、多様な形状のワークをワーク押え治具によって安定してパレットに固定することが可能になる。この場合も、パレットの交換時には、旋回ブロックが旋回する前にワーク受取ブロックが退避位置に移動するため、旋回ブロックがワーク押え治具と干渉するのを回避することができる。

本発明の一の態様のパレット交換装置の作動方法は、ワーク載置用のパレットを保持する複数のパレット保持部を有し、旋回中心を中心として旋回することにより、前記パレット保持部に保持された前記パレットを待機位置と受け渡し位置の間で移動させる旋回ブロックと、前記受け渡し位置で前記パレットをワークとともに受け取るワーク受取ブロックと、を備えたパレット交換装置の作動方法であって、前記ワーク受取ブロックを、前記受け渡し位置から退避位置に移動させた後に前記旋回ブロックを旋回させ、前記旋回ブロックの旋回の完了の後に前記ワーク受取ブロックを前記受け渡し位置に移動させることを特徴とする。

本発明の他の態様のパレット交換装置の作動方法は、ワーク載置用のパレットを保持する複数のパレット保持部を有し、旋回中心を中心として旋回することにより、前記パレット保持部に保持された前記パレットを待機位置と受け渡し位置の間で移動させる旋回ブロックと、前記受け渡し位置で前記パレットをワークとともに受け取るワーク受取ブロックと、各前記パレットと前記ワーク受取ブロックに設けられ、上下方向で相互に嵌合する嵌合部と、を備えたパレット交換装置の作動方法であって、前記旋回ブロックを上昇させて前記嵌合部による前記受け渡し位置の前記パレットと前記ワーク受取ブロックの嵌合を解除し、その後、前記ワーク受取ブロックを、前記受け渡し位置から退避位置に移動させた後に前記旋回ブロックを旋回させ、前記旋回ブロックの旋回の完了の後に前記ワーク受取ブロックを前記受け渡し位置に移動させ、さらにその後に前記旋回ブロックを下降させて前記嵌合部によって前記受け渡し位置の前記パレットを前記ワーク受取ブロックに嵌合させることを特徴とする。

本発明のパレット交換装置、及び、その作動方法は、ワーク受取ブロックに、ワーク受取ブロックのパレット受取部よりも上方に突出する突出物がある場合でも、旋回時に旋回ブロックが突出物と干渉するのを回避することができるため、パレットの円滑な交換動作を行うことができる。

図１は、実施形態のパレット交換装置の側面図である。 図２は、実施形態のパレット交換装置の図１のＩＩ－ＩＩ線に沿う断面図である。 図３は、実施形態のパレット交換装置の平面図である。 図４は、実施形態のパレット交換装置の作動を（ａ），（ｂ），（ｃ）で順次示す側面図である。 図５は、実施形態のパレット交換装置のつづく作動を（ｄ），（ｅ），（ｆ）で順次示す側面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、実施形態のパレット交換装置１の側面図であり、図２は、パレット交換装置１の図１のＩＩ－ＩＩ線に沿う断面図である。また、図３は、パレット交換装置１の平面図である。
パレット交換装置１は、例えば、マシニングセンタ等の工作機械に用いられる。パレット交換装置１は、床面Ｆ上に設置される一方向（鉛直方向と直交する一方向）に長い設置ベース１０と、設置ベース１０の長手方向の一端側寄りの上部に設置された旋回昇降ベース１１と、旋回昇降ベース１１の上部に旋回可能、かつ昇降可能に配置された旋回ブロック１２と、を備えている。旋回ブロック１２には、後に詳述するようにワークｗを上部に載置する二つのパレット５０が保持可能とされている。
以下では、設置ベース１０の長手方向を「ｚ方向」と称し、上下方向（鉛直方向）及び「ｚ方向」と直交する方向を「ｘ方向」と称する。図面の適所には、ｚ方向を示す矢印ｚと、ｘ方向を示す矢印ｘと、上下方向を示す矢印ｙが記されている。

図１に示すように、旋回昇降ベース１１の内部には、旋回ブロック１２を旋回させる旋回アクチュエータ１３と、旋回ブロック１２を昇降させる昇降アクチュエータ１４が内蔵されている。旋回アクチュエータ１３は、例えば、油圧シリンダやサーボモータによって構成され、昇降アクチュエータ１４は、例えば、油圧シリンダ若しくはサーボモータとボールネジを組み合わせたアクチュエータによって構成されている。旋回アクチュエータ１３と昇降アクチュエータ１４の各作動は、コントローラ１００（制御部）によって制御される。

旋回昇降ベース１１のｚ方向の一側には、支持ステイ１５を介して待機テーブル１６が設置されている。待機テーブル１６は、後述する待機位置Ｐ１（図３参照）において、旋回ブロック１２に保持されるパレット５０を下方から支持する。

設置ベース１０上の旋回昇降ベース１１のｚ方向の他側には、図２に示すように一対のガイドレール１７が配置されている。ガイドレール１７は、旋回昇降ベース１１と工作機械の本体部９０（図４，図５参照）を連結するように、ｚ軸方向に沿って延出している。一対のガイドレール１７は、ｘ方向に相互に離間して配置されている。ガイドレール１７には、上面側でロータリテーブル１８を支持するテーブルベース１９が摺動自在に支持されている。テーブルベース１９は、ガイドレール１７に沿ってｚ方向に移動可能とされている。

また、一対のガイドレール１７の間には、図２に示すように、ｚ方向に沿って延出するボールネジ２０が配置されている。テーブルベース１９の下面には、ボールネジ２０に螺合される螺合ブロック２１が設けられている。ボールネジ２０の軸方向の一端部は、図１に示す駆動用のサーボモータ２２に連結されている。テーブルベース１９は、サーボモータ２２によるボールネジ２０の回転により、ガイドレール１７に案内された状態で、ロータリテーブル１８とともにｚ方向に移動操作される。サーボモータ２２の作動は、コントローラ１００（制御部）によって制御される。

テーブルベース１９には、ロータリテーブル１８を鉛直方向に沿う軸線Ｃ２回りに回動させる回動アクチュエータ２３（図１参照）が内蔵されている。回動アクチュエータ２３は、例えば、サーボモータによって構成されている。回動アクチュエータ２３の作動は、コントローラ１００（制御部）によって制御される。ロータリテーブル１８の上部は、旋回ブロック１２からパレット５０を受け取るパレット受取部とされている。ロータリテーブル１８の上面には、ロータリテーブル１８の軸線Ｃ２の回りにテーパーコーン状の複数の（例えば、４つの）突部２４が突設されている。各パレット５０の下面には、ロータリテーブル１８の各突部２４が上下方向で嵌合される図示しない凹部が形成されている。突部２４と凹部は、パレット５０をロータリテーブル１８上に係止するための嵌合部を構成している。

また、各突部２４の先端部には、突部２４が対応する凹部に嵌合された状態において、その嵌合状態を維持するための図示しないロック機構が設けられている。ロック機構としは、例えば、突部２４の先端側の外周部にロック用の球体を径方向移動可能に保持させておき、ロック用の球体を径方向外側に押し付けることにより、凹部内からの突部２４の抜けを規制する構造等を採用することができる。この場合、ロック用の球体は、例えば、油圧によって操作される。
なお、本実施形態では、テーブルベース１９とロータリテーブル１８が、旋回ブロック１２からパレット５０をワークｗとともに受け取るワーク受取ブロック（テーブルベース１９及びロータリテーブル１８）を構成している。また、ボールネジ２０とサーボモータ２２は、ワーク受取ブロックを、後述するパレット５０の受け渡し位置Ｐ２（図３参照）と別位置（工作機械の本体部９０の近傍のワーク加工位置）との間で移動させる移動アクチュエータを構成している。

旋回ブロック１２は、図１，図３に示すように、中央の略長方体状の連結基部１２ａのの両側部に、平面視が略Ｕ字状の一対のパレット保持部１２ｂが連設されている。一対のパレット保持部１２ｂは、略Ｕ字状の開口が、水平方向において、互いに相反方向を向くように連結基部１２ａに連設されている。各パレット保持部１２ｂの上部側の開口の内側縁部には、外側縁部よりも低位のパレット載置面１２ｂｓ（図３参照）が形成されている。パレット載置面１２ｂｓ上には、平面視が略正方形状のパレット５０の外側縁部が載置可能とされている。なお、各パレット５０は、外側縁部がパレット載置面１２ｂｓに載置されるパレット基壁（符号省略）の下面に、下方に突出する下面ブロック（符号省略）が突設されている。下面プロックは、パレット基壁がパレット載置面１２ｂｓに載置された状態において、パレット保持部１２ｂの開口を通して下方側に露出する。下方に露出する下面ブロックの下面には、ロータリテーブル１８の突部２４と嵌合される上記の凹部が形成されている。
一対のパレット保持部１２ｂにパレット５０が夫々保持された状態では、パレット５０と旋回ブロック１２は、図３に示すように、一方向に長い略長方形状の平面視形状を呈する。以下、旋回ブロック１２については、この略長方形状の長辺の向く方向を長手方向と称する。

連結基部１２ａは、旋回ブロック１２の平面視の中心位置において、旋回アクチュエータ１３の旋回軸１３ａに連結されている。旋回アクチュエータ１３の旋回軸１３ａは、鉛直方向に沿って上方に突出している。旋回ブロック１２は、旋回軸１３ａの軸心である旋回中心Ｃ１を中心として水平に旋回可能とされている。また、旋回アクチュエータ１３の旋回軸１３ａは、昇降アクチュエータ１４の昇降作動によって昇降可能とされている。旋回ブロック１２は、旋回アクチュエータ１３の旋回作動によって旋回し、昇降アクチュエータ１４の昇降作動によって昇降する。

旋回ブロック１２の連結基部１２ａの上面には、工作機械の本体部９０によってワークｗの加工を行う加工エリアＡ１と、加工を行うワークｗやパレット５０が準備される待機エリアＡ２と、を隔てる仕切壁７０が取り付けられている。仕切壁７０は、台座部７１を介して連結基部１２ａの上面に固定されている。仕切壁７０は、横長の長方形状に形成され、旋回ブロック１２の長手方向と直交するように連結基部１２ａの上部に延在している。仕切壁７０は、旋回ブロック１２の長手方向がｚ方向を向いた状態において、加工エリアＡ１と待機エリアＡ２の間を遮蔽する。また、旋回アクチュエータ１３の駆動によって旋回ブロック１２が旋回中心Ｃ１を中心として旋回すると、仕切壁７０は旋回ブロック１２と一体に旋回する。このとき、旋回ブロック１２が１８０°旋回すると、仕切壁７０は、旋回ブロック１２と一体に１８０°旋回して、加工エリアＡ１と待機エリアＡ２に臨む表裏が反転する。

旋回ブロック１２は、長手方向がｚ方向に沿う状態のときに、一方のパレット保持部１２ｂに保持されたパレット５０が待機位置Ｐ１に位置され、他方のパレット保持部１２ｂに保持されたパレット５０が受け渡し位置Ｐ２に位置されることになる。待機位置Ｐ１では、一方のパレット保持部１２ｂに保持されたパレット５０の下面が、待機テーブル１６上の突部２５（図１参照）に支持される。これにより、一方のパレット保持部１２ｂに保持されたパレット５０は、待機位置において、待機テーブル１６に安定して支持されることになる。
なお、待機テーブル１６上の突部２５は、ロータリテーブル１８上の突部２４と同様にテーパーコーン状に形成して、パレット５０の下面の凹部に上下方向で嵌合されるようにしても良い。

また、受け渡し位置Ｐ２では、他方のパレット保持部１２ｂに保持されたパレット５０の下面（下面ブロックの下面）の凹部が、ロータリテーブル１８上の突部２４に嵌合される。このとき、突部２４は、上述のようにロック機構によってパレット５０側の凹部にロックすることができる。突部２４がロック機構によってパレット５０側の凹部にロックされると、他方のパレット保持部１２ｂに保持されたパレット５０は、受け渡し位置Ｐ２において、ロータリテーブル１８に固定されることになる。

この状態からサーボモータ２２の駆動によってボールネジ２０が所定方向に回転すると、テーブルベース１９が工作機械の本体部９０に近接する方向に移動する。これにより、ロータリテーブル１８上に固定されたパレット５０が、パレット５０上のワークｗとともに受け渡し位置Ｐ２からワークｗの加工位置まで移動することになる。

一方、受け渡し位置Ｐ２にあるパレット５０の凹部とロータリテーブル１８の突部２４のロック機構がロック解除状態とされ、その状態で昇降アクチュエータ１４の駆動によって旋回ブロック１２が上昇すると、受け渡し位置Ｐ２のパレット５０の凹部とロータリテーブル１８上の突部２４の嵌合が外れる。これにより、パレット５０を保持する旋回ブロック１２と、ロータリテーブル１８を支持するテーブルベース１９の相対的な移動が可能になる。

具体的には、この状態において、サーボモータ２２の駆動によってボールネジ２０が所定方向に回転すると、工作機械の本体部９０方向へのテーブルベース１９の移動が可能になる。また、テーブルベース１９が後述する退避位置まで移動した後には、旋回ブロック１２は、二つのパレット５０を保持した状態において、旋回中心Ｃ１を中心として旋回可能になる。この状態において、旋回アクチュエータ１３の駆動によって旋回ブロック１２が旋回中心Ｃ１を中心として１８０°旋回すると、待機位置Ｐ１で一方のパレット保持部１２ｂに保持されているパレット５０が受け渡し位置Ｐ２に移動し、受け渡し位置Ｐ２で他方のパレット保持部１２ｂに保持されているパレット５０が待機位置Ｐ１に移動する。この後に、昇降アクチュエータ１４の駆動によって旋回ブロック１２が下降すると、受け渡し位置Ｐ２に移動したパレット５０の凹部がロータリテーブル１８の突部２４に嵌合され、待機位置Ｐ１に移動したパレット５０が待機テーブル１６上の突部２５に支持される。この結果、二つのパレット５０がパレット交換装置１によって交換されることになる。

テーブルベース１９には、パレット５０上のワークｗを上方側から押圧固定するためのワーク押え治具６０が取り付けられている。ワーク押え治具６０は、図２に示すように、テーブルベース１９のｘ方向の両側部から上方に起立する一対の側部ステイ３０ｓと、一対の側部ステイ３０ｓの上端部に架設される頂部ステイ３０ｔと、を有する門型状の固定フレーム３０を備えている。ワーク押え治具６０は、さらに、頂部ステイ３０ｔに固定された押圧アクチュエータ３１と、頂部ステイ３０ｔの下方において、押圧アクチュエータ３１の可動部に連結された支持ブロック３２と、を備えている。

固定フレーム３０は、一対の側部ステイ３０ｓが、ロータリテーブル１８上に支持されるパレット５０や、パレット５０上に載置されるワークｗよりも上方側に延びている。一対の側部ステイ３０ｓの上部に支持される頂部ステイ３０ｔは、パレット５０上に載置されたワークｗよりも上方に位置されるようになっている。具体的には、頂部ステイ３０ｔは、テーブルベース１９とロータリテーブル１８が、図１に示すように、受け渡し位置にあるときに、パレット５０を保持した旋回ブロック１２が昇降アクチュエータ１４の駆動によって上昇した場合に、パレット５０上のワークｗが支持ブロック３２と干渉しない高さに配置されている。

押圧アクチュエータ３１は、例えば、油圧シリンダ等によって構成されている。押圧アクチュエータ３１の可動部に連結された支持ブロック３２は、押圧アクチュエータ３１の駆動により頂部ステイ３０ｔの下方において昇降する。また、支持ブロック３２は、押圧アクチュエータ３１から押圧力を受けてパレット５０上のワークｗの上面を上方から押圧する。ワークｗは、これによりパレット５０上に押圧固定される。

また、側部ステイ３０ｓを介してテーブルベース１９に固定された固定フレーム３０は、ロータリテーブル１８や、ロータリテーブル１８上のパレット５０に対して非接触状態とされている。回動アクチュエータ２３の駆動によってロータリテーブル１８とパレット５０が軸線Ｃ２回りに回転する場合には、ロータリテーブル１８とパレット５０は、固定フレーム３０と干渉しない。工作機械によってワークｗの加工を行う際には、押圧アクチュエータ３１と支持ブロック３２によるワークｗの押圧固定を解除し、その状態でロータリテーブル１８を回転させることにより、加工を施すワークｗの向きを任意の向きに変えることができる。この後、任意の向きに向きを変えたワークｗに対して加工を施す場合には、押圧アクチュエータ３１と支持ブロック３２によってワークｗをパレット５０上に再度押圧固定する。

つづいて、パレット５０の交換時におけるコントローラ１００（制御部）による各部の制御について、図４，図５を参照して説明する。
図４は、パレット５０の交換時におけるパレット交換装置１の作動を（ａ），（ｂ），（ｃ）で順次示す側面図であり、図５は、パレット交換装置１のつづく作動を（ｄ），（ｅ），（ｆ）で順次示す側面図である。なお、図４，図５では、パレット５０に載置されたワークｗの図示が省略されている。

図４（ａ）は、パレット５０の交換前の状態を示している。この状態では、旋回ブロック１２の一対のパレット保持部１２ｂには、未加工のワークｗを載置したパレット５０と加工済みのワークｗを載置したパレット５０が載置され、未加工のワークｗを載置したパレット５０は待機位置Ｐ１に位置され、加工済みのワークｗを載置したパレット５０は受け渡し位置Ｐ２に位置されている。図４，図５では、理解を容易にするために図４（ａ）に示す初期状態のときに、待機位置Ｐ１にあるパレット５０に符号５０Ｂを付し、受け渡し位置Ｐ２にあるパレット５０に符号５０Ａを付している。

最初に、図４（ｂ）に示すように、旋回アクチュエータ１３によって旋回ブロック１２を旋回させる前に、コントローラ１００は、昇降アクチュエータ１４を作動させて旋回ブロック１２を所定高さまで上昇させる。このとき、受け渡し位置Ｐ２のパレット５０Ａの凹部とロータリテーブル１８の突部２４の間のロックは予め解除されている。昇降アクチュエータ１４の作動によって旋回ブロック１２が所定高さまで上昇すると、受け渡し位置Ｐ２のパレット５０Ａの凹部とロータリテーブル１８の突部２４の上下方向の嵌合が外れる。

次に、コントローラ１００は、サーボモータ２２を作動させてボールネジ２０を所定方向に回転させ、図４（ｃ）に示すように、テーブルベース１９をロータリテーブル１８とともに、受け渡し位置Ｐ２から退避位置まで移動させる。

ここで、退避位置とは、旋回アクチュエータ１３の作動によって旋回ブロック１２が旋回中心Ｃ１を中心として旋回するときに、旋回ブロック１２と一体に旋回する部材が、テーブルベース１９側の部材と干渉するのを避けることができる位置である。本実施形態の場合、旋回ブロック１２が旋回中心Ｃ１を中心として旋回するときに、図３に示すように、仕切壁７０の外端部の旋回軌道が旋回中心Ｃ１から最も離れた位置を通るため、退避位置は、仕切壁７０の外端部の旋回軌道とテーブルベース１９上のワーク押え治具６０が干渉しない位置に設定されている。

この後、コントローラ１００は、旋回アクチュエータ１３を作動させ、図５（ｄ）に示すように、旋回ブロック１２を、旋回中心Ｃ１を中心として１８０°旋回させる。これにより、待機位置Ｐ１の上方に位置されていたパレット５０Ｂが受け渡し位置Ｐ２の上方に移動し、受け渡し位置Ｐ２の上方に位置されていたパレット５０Ａが待機位置Ｐ１の上方に移動する。
このとき、ワーク押え治具６０（突出物）は、テーブルベース１９とともに旋回ブロック１２（仕切壁７０）の旋回軌道の外側の退避位置に位置されているため、仕切壁７０を含む旋回ブロック１２がワーク押え治具６０と干渉する事象は回避される。

この後、コントローラ１００は、移動アクチュエータであるサーボモータ２２を作動させ、退避位置にあるテーブルベース１９とロータリテーブル１８（ワーク受取ブロック）を、図５（ｅ）に示すように、受け渡し位置Ｐ２まで移動させる。

さらにその後、コントローラ１００は、昇降アクチュエータ１４を作動させ、旋回ブロック１２を、図５（ｆ）に示すように、下降させる。これにより、受け渡し位置Ｐ２において下降したパレット５０Ｂの下面の凹部が、ロータリテーブル１８上の対応する突部２４に嵌合する。この後、突部２４と対応する凹部がロック機構によってロックされ、パレット５０Ｂがロータリテーブル１８に固定される。

以上のように、本実施形態のパレット交換装置１は、パレット５０の交換時に、制御部であるコントローラ１００が以下のように各部を制御する。
即ち、コントローラ１００は、旋回アクチュエータ１３によって旋回ブロック１２を旋回させる前に、移動アクチュエータであるサーボモータ２２とボールネジ２０によってテーブルベース１９及びロータリテーブル１８を退避位置まで移動させる。コントローラ１００は、この後、旋回アクチュエータ１３によって旋回ブロック１２を旋回させて二つのパレット５０の位置を入れ替え、旋回ブロック１２の旋回の完了の後に移動アクチュエータであるサーボモータ２２とボールネジ２０によってテーブルベース１９及びロータリテーブル１８を受け渡し位置Ｐ２まで戻す。

このため、本実施形態のパレット交換装置１とその作動方法を採用した場合には、テーブルベース１９（ワーク受取ブロック）に、ロータリテーブル１８のパレット受取部よりも上方に突出するワーク押え治具６０等の突出物が設置されていても、旋回ブロック１２の旋回時に旋回ブロック１２（仕切壁７０を含む）が突出物と干渉するのを回避することができる。したがって、本実施形態のパレット交換装置１とその作動方法を採用した場合には、テーブルベース１９（ワーク受取ブロック）に突出物がある場合であっても、パレット５０の円滑な交換動作を行うことができる。

また、本実施形態のパレット交換装置１は、より詳細には、パレット５０の交換時にコントローラ１００が以下のように各部を制御する。
即ち、コントローラ１００は、旋回アクチュエータ１３によって旋回ブロック１２を旋回させる前に、最初に、昇降アクチュエータ１４によって旋回ブロック１２を上昇させて受け渡し位置Ｐ２のパレット５０の凹部とロータリテーブル１８の突部２４の嵌合を外す。コントローラ１００は、この後に移動アクチュエータであるサーボモータ２２とボールネジ２０によってテーブルベース１９及びロータリテーブル１８を退避位置まで移動させる。コントローラ１００は、つづいて、旋回アクチュエータ１３によって旋回ブロック１２を旋回させて二つのパレット５０の位置を入れ替え、旋回ブロック１２の旋回の完了の後に移動アクチュエータであるサーボモータ２２とボールネジ２０によってテーブルベース１９及びロータリテーブル１８を受け渡し位置Ｐ２まで戻す。そして、コントローラ１００は、最後に、昇降アクチュエータ１４によって旋回ブロック１２を下降させて受け渡し位置Ｐ２のパレット５０の凹部にロータリテーブル１８上の突部２４を嵌合させる。

このため、テーブルベース１９（ワーク受取ブロック）に、ロータリテーブル１８のパレット受取部よりも上方に突出するワーク押え治具６０等の突出物が設置されていても、旋回ブロック１２の旋回時に旋回ブロック１２（仕切壁７０も含む）が突出物と干渉するのを回避することができ、かつ、一連の動作の中で、受け渡し位置Ｐ２にあるパレット５０をロータリテーブル１８に対して適切なタイミングで係合離脱させることができる。また、昇降アクチュエータ１４によって旋回ブロック１２を下降させた後には、受け渡し位置Ｐ２にあるパレット５０がロータリテーブル１８上の突部２４に嵌合されるため、ロータリテーブル１８に受け渡されたパレット５０を安定して支持することが可能になる。

特に、本実施形態では、受け渡し位置Ｐ２にあるパレット５０がロータリテーブル１８上の突部２４に嵌合された後に、ロック機構によってこれらの嵌合状態をロックするため、ロータリテーブル１８に受け渡されたパレット５０をロータリテーブル１８上により安定して固定することができる。

ここで、旋回アクチュエータ１３によって旋回ブロック１２を旋回させる前にテーブルベース１９とロータリテーブル１８を退避させる方向は、必ずしもｚ方向に沿う方向である必要はなく、ｚ方向と直交する方向や、ｚ方向に対して傾斜する方向等であっても良い。ただし、本実施形態のように、テーブルベース１９とロータリテーブル１８を退避させる方向をｚ方向に沿う方向とし、退避位置が、旋回中心Ｃ１と受け渡し位置Ｐ２にあるパレット５０の中心を結ぶ直線の延長上に位置されるようにした場合には、受け渡し位置Ｐ２と退避位置の間を移動するテーブルベース１９とロータリテーブル１８の移動距離が最短距離となるため、パレット５０の交換をより迅速に行うことが可能になる。

また、本実施形態のように、テーブルベース１９とロータリテーブル１８を退避させる方向をｚ方向に沿う方向とした場合、特別なアクチュエータを追加することなく、ワークｗを加工位置に移動させるボールネジ２０とサーボモータ２２を利用してテーブルベース１９とロータリテーブル１８を退避位置まで移動させることができる。このため、本構成を採用した場合には、パレット交換装置１の構造を簡素化し、装置全体のコンパクト化を図ることができる。

また、本実施形態のパレット交換装置１では、ロータリテーブル１８のパレット受取部よりも上方に突出する突出物としてワーク押え治具６０がテーブルベース１９に設置されている。このため、多様な形状のワークｗをワーク押え治具６０によって安定してパレット５０上に固定することができ、しかも、パレット５０の交換時に、旋回ブロック１２がワーク押え治具６０と干渉するのを上述のように回避することができる。

特に、本実施形態の場合、ワーク押え治具６０がロータリテーブル１８やパレット５０と干渉しないようにテーブルベース１９に設置されているため、ワーク押え治具６０によるワークｗの押さえ込みを一時的に解除してロータリテーブル１８を回転させることにより、加工を行うワークｗの向きを任意の角度に容易に変更することができる。このため、本実施形態の構成を採用した場合には、ワークｗに対する加工の自由度を高めることができる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、上記の実施形態では、ワーク受取ブロック（ロータリテーブル１８及びテーブルベース１９）のパレット受取部よりも上方に突出する突出物の一例として、ワーク押え治具６０を挙げているが、パレット受取部よりも上方に突出する突出物は、ワーク押え治具６０に限定されない。突出物は、例えば、レーザ光による測定装置等を支持するセンサ支持ブラケットや撮像装置を支持するカメラ支持ブラケット等であっても良い。この場合も、パレット５０の交換時に、旋回ブロック１２が旋回する前にワーク受取ブロック（ロータリテーブル１８及びテーブルベース１９）が退避位置に移動することにより、旋回ブロック１２が突出物と干渉するのを回避することができる。

また、上記の実施形態では、パレット５０の交換時に、昇降アクチュエータ１４によって旋回ブロックを上昇させることによって、パレット５０とワーク受取ブロック（ロータリテーブル１８）の嵌合を解除するようにしているが、昇降アクチュエータによってワーク受取ブロック側を下降させてパレット５０とワーク受取ブロックの嵌合を解除するようにしても良い。
さらに、受け渡し位置Ｐ２でのパレット５０とワーク受取ブロックの係止は、上下方向の嵌合以外の手段であっても良い。受け渡し位置Ｐ２においてパレット５０をワーク受取ブロックに係止し得るものであれば、係止方向は特に限定されない。

また、上記の実施形態では、受け渡し位置Ｐ２でパレット５０を受け取るワーク受取ブロックが、ロータリテーブル１８とテーブルベース１９を備えた構成とされているが、ワークｗの加工時にパレット５０の向きを変える必要がない場合には、ロータリテーブル１８は省略することもできる。
さらに、ワーク受取ブロックの移動は、ワークｗを載置したパレットを受け渡し位置Ｐ２と、ワークｗの加工位置の間で移動させることができるものであれば、ボールネジ２０とサーボモータ２２によるアクチュエータ以外の手段によって行うことも可能である。

また、上記の実施形態では、旋回ブロック１２が相反方向を向く一対のパレット保持部１２ｂを持つ構造とされているが、旋回ブロック１２の構造はこの構造に限定されない。旋回ブロック１２は、旋回中心Ｃ１を中心として略水平に旋回するものであれば、三つ以上のパレット保持部を持つ構造であっても良い。

１…パレット交換装置
１２…旋回ブロック
１２ｂ…パレット保持部
１３…旋回アクチュエータ
１４…昇降アクチュエータ
１８…ロータリテーブル１８（ワーク受取ブロック）
１９…テーブルベース（ワーク受取ブロック）
２０…ボールネジ（移動アクチュエータ）
２２…サーボモータ（移動アクチュエータ）
２４…突部（嵌合部）
５０…パレット
６０…ワーク押え治具（突出物）
１００…コントローラ（制御部）
Ｃ１…旋回中心
Ｐ１…待機位置
Ｐ２…受け渡し位置
ｗ…ワーク

本発明に係るパレット交換装置は、上記課題を解決するために、以下の構成を採用した。
即ち、本発明の一の態様のパレット交換装置は、ワーク載置用のパレットを保持する複数のパレット保持部を有し、旋回中心を中心として旋回することにより、前記パレット保持部に保持された前記パレットを待機位置と受け渡し位置の間で移動させる旋回ブロックと、前記受け渡し位置で前記パレットをワークとともに受け取るワーク受取ブロックと、前記ワーク受取ブロックに設けられ、前記パレットよりも上方に突出して前記パレットに載置された前記ワークを上方から押圧固定するワーク押え治具と、前記旋回ブロックを旋回させる旋回アクチュエータと、前記ワーク受取ブロックを、前記受け渡し位置と別位置との間で移動させる移動アクチュエータと、前記旋回アクチュエータと前記移動アクチュエータの作動を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記パレットの交換時に、前記旋回アクチュエータによって前記旋回ブロックを旋回させる前に、前記移動アクチュエータによって前記ワーク受取ブロックを退避位置に移動させ、その後に前記旋回アクチュエータによって前記旋回ブロックを旋回させ、前記旋回ブロックの旋回の完了の後に前記移動アクチュエータによって前記ワーク受取ブロックを前記受け渡し位置に移動させることを特徴とする。

本態様のパレット交換装置では、パレットの交換時に、旋回ブロックが旋回する前にワーク受取ブロックが退避位置に移動する。このため、ワーク受取ブロックのパレット受取部よりも上方に突出するワーク押え治具があっても、旋回ブロックの旋回時に旋回ブロックがワーク押え治具と干渉するのを回避することができる。
また、この場合、ワークを上方から押圧固定するワーク押え治具がワーク受取ブロックに設けられるため、多様な形状のワークをワーク押え治具によって安定してパレットに固定することが可能になる。

本発明の他の態様のパレット交換装置は、ワーク載置用のパレットを保持する複数のパレット保持部を有し、旋回中心を中心として旋回することにより、前記パレット保持部に保持された前記パレットを待機位置と受け渡し位置の間で移動させる旋回ブロックと、前記受け渡し位置で前記パレットをワークとともに受け取るワーク受取ブロックと、前記ワーク受取ブロックに設けられ、前記パレットよりも上方に突出して前記パレットに載置された前記ワークを上方から押圧固定するワーク押え治具と、各前記パレットと前記ワーク受取ブロックに設けられ、上下方向で相互に嵌合する嵌合部と、前記旋回ブロックを旋回させる旋回アクチュエータと、前記旋回ブロックを昇降させる昇降アクチュエータと、前記ワーク受取ブロックを、前記受け渡し位置と別位置との間で移動させる移動アクチュエータと、前記旋回アクチュエータ、前記昇降アクチュエータ、及び、前記移動アクチュエータの作動を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記パレットの交換時に、前記旋回アクチュエータによって前記旋回ブロックを旋回させる前に、前記昇降アクチュエータによって前記旋回ブロックを上昇させて前記嵌合部による前記受け渡し位置の前記パレットと前記ワーク受取ブロックの嵌合を解除し、その後に前記移動アクチュエータによって前記ワーク受取ブロックを退避位置に移動させた後に、前記旋回アクチュエータによって前記旋回ブロックを旋回させ、前記旋回ブロックの旋回の完了の後に前記移動アクチュエータによって前記ワーク受取ブロックを前記受け渡し位置に移動させ、さらにその後に、前記昇降アクチュエータによって前記旋回ブロックを下降させて前記嵌合部によって前記受け渡し位置の前記パレットを前記ワーク受取ブロックに嵌合させることを特徴とする。

本態様のパレット交換装置では、パレットの交換時には、旋回ブロックが上昇することにより、受け渡し位置にあるパレットとワーク受取ブロックの嵌合を解除し、旋回ブロックが旋回する前にワーク受取ブロックが退避位置に移動する。このため、ワーク受取ブロックのパレット受取部よりも上方に突出するワーク押え治具がワーク受取ブロックに設置されていても、旋回時に旋回ブロックがワーク押え治具と干渉するのを回避することができる。
また、ワーク受取ブロックが退避位置に移動する前には、昇降アクチュエータの作動によって旋回ブロックが上昇することにより、受け渡し位置で旋回ブロックに保持されているパレットと移動ブロックの間の嵌合が外される。このため、退避位置への移動ブロックの移動時に、旋回ブロックに保持されたパレットの位置ずれや、各部に不要な応力が発生のを抑制することができる。
さらに、ワーク受取ブロックが退避位置から受け渡し位置に戻ったときには、昇降アクチュエータの作動によって旋回ブロックが下降することにより、受け渡し位置で旋回ブロックに保持されているパレットがワーク受取ブロックに嵌合される。このため、パレットは、ワーク受取ブロックに安定状態で支持されるようになる。
また、この場合、ワークを上方から押圧固定するワーク押え治具がワーク受取ブロックに設けられるため、多様な形状のワークをワーク押え治具によって安定してパレットに固定することが可能になる。

本発明の一の態様のパレット交換装置の作動方法は、ワーク載置用のパレットを保持する複数のパレット保持部を有し、旋回中心を中心として旋回することにより、前記パレット保持部に保持された前記パレットを待機位置と受け渡し位置の間で移動させる旋回ブロックと、前記受け渡し位置で前記パレットをワークとともに受け取るワーク受取ブロックと、前記ワーク受取ブロックに設けられ、前記パレットよりも上方に突出して前記パレットに載置された前記ワークを上方から押圧固定するワーク押え治具と、を備えたパレット交換装置の作動方法であって、前記ワーク受取ブロックを、前記受け渡し位置から退避位置に移動させた後に前記旋回ブロックを旋回させ、前記旋回ブロックの旋回の完了の後に前記ワーク受取ブロックを前記受け渡し位置に移動させることを特徴とする。

本発明の他の態様のパレット交換装置の作動方法は、ワーク載置用のパレットを保持する複数のパレット保持部を有し、旋回中心を中心として旋回することにより、前記パレット保持部に保持された前記パレットを待機位置と受け渡し位置の間で移動させる旋回ブロックと、前記受け渡し位置で前記パレットをワークとともに受け取るワーク受取ブロックと、前記ワーク受取ブロックに設けられ、前記パレットよりも上方に突出して前記パレットに載置された前記ワークを上方から押圧固定するワーク押え治具と、各前記パレットと前記ワーク受取ブロックに設けられ、上下方向で相互に嵌合する嵌合部と、を備えたパレット交換装置の作動方法であって、前記旋回ブロックを上昇させて前記嵌合部による前記受け渡し位置の前記パレットと前記ワーク受取ブロックの嵌合を解除し、その後、前記ワーク受取ブロックを、前記受け渡し位置から退避位置に移動させた後に前記旋回ブロックを旋回させ、前記旋回ブロックの旋回の完了の後に前記ワーク受取ブロックを前記受け渡し位置に移動させ、さらにその後に前記旋回ブロックを下降させて前記嵌合部によって前記受け渡し位置の前記パレットを前記ワーク受取ブロックに嵌合させることを特徴とする。

本発明のパレット交換装置、及び、その作動方法は、ワーク受取ブロックに、ワーク受取ブロックのパレット受取部よりも上方に突出するワーク押え治具があっても、旋回時に旋回ブロックがワーク押え治具と干渉するのを回避することができるため、パレットの円滑な交換動作を行うことができる。

Claims (6)

1. ワーク載置用のパレットを保持する複数のパレット保持部を有し、旋回中心を中心として旋回することにより、前記パレット保持部に保持された前記パレットを待機位置と受け渡し位置の間で移動させる旋回ブロックと、
   前記受け渡し位置で前記パレットをワークとともに受け取るワーク受取ブロックと、
   前記旋回ブロックを旋回させる旋回アクチュエータと、
   前記ワーク受取ブロックを、前記受け渡し位置と別位置との間で移動させる移動アクチュエータと、
   前記旋回アクチュエータと前記移動アクチュエータの作動を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記パレットの交換時に、前記旋回アクチュエータによって前記旋回ブロックを旋回させる前に、前記移動アクチュエータによって前記ワーク受取ブロックを退避位置に移動させ、その後に前記旋回アクチュエータによって前記旋回ブロックを旋回させ、前記旋回ブロックの旋回の完了の後に前記移動アクチュエータによって前記ワーク受取ブロックを前記受け渡し位置に移動させることを特徴とするパレット交換装置。
2. ワーク載置用のパレットを保持する複数のパレット保持部を有し、旋回中心を中心として旋回することにより、前記パレット保持部に保持された前記パレットを待機位置と受け渡し位置の間で移動させる旋回ブロックと、
   前記受け渡し位置で前記パレットをワークとともに受け取るワーク受取ブロックと、
   各前記パレットと前記ワーク受取ブロックに設けられ、上下方向で相互に嵌合する嵌合部と、
   前記旋回ブロックを旋回させる旋回アクチュエータと、
   前記旋回ブロックを昇降させる昇降アクチュエータと、
   前記ワーク受取ブロックを、前記受け渡し位置と別位置との間で移動させる移動アクチュエータと、
   前記旋回アクチュエータ、前記昇降アクチュエータ、及び、前記移動アクチュエータの作動を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記パレットの交換時に、前記旋回アクチュエータによって前記旋回ブロックを旋回させる前に、前記昇降アクチュエータによって前記旋回ブロックを上昇させて前記嵌合部による前記受け渡し位置の前記パレットと前記ワーク受取ブロックの嵌合を解除し、その後に前記移動アクチュエータによって前記ワーク受取ブロックを退避位置に移動させた後に、前記旋回アクチュエータによって前記旋回ブロックを旋回させ、前記旋回ブロックの旋回の完了の後に前記移動アクチュエータによって前記ワーク受取ブロックを前記受け渡し位置に移動させ、さらにその後に、前記昇降アクチュエータによって前記旋回ブロックを下降させて前記嵌合部によって前記受け渡し位置の前記パレットを前記ワーク受取ブロックに嵌合させることを特徴とするパレット交換装置。
3. 前記退避位置は、前記旋回中心と前記受け渡し位置にある前記パレットの中心を結ぶ直線の延長上に位置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のパレット交換装置。
4. 前記ワーク受取ブロックには、前記パレットよりも上方に突出して前記パレットに載置された前記ワークを上方から押圧固定するワーク押え治具が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のパレット交換装置。
5. ワーク載置用のパレットを保持する複数のパレット保持部を有し、旋回中心を中心として旋回することにより、前記パレット保持部に保持された前記パレットを待機位置と受け渡し位置の間で移動させる旋回ブロックと、
   前記受け渡し位置で前記パレットをワークとともに受け取るワーク受取ブロックと、を備えたパレット交換装置の作動方法であって、
   前記ワーク受取ブロックを、前記受け渡し位置から退避位置に移動させた後に前記旋回ブロックを旋回させ、前記旋回ブロックの旋回の完了の後に前記ワーク受取ブロックを前記受け渡し位置に移動させることを特徴とするパレット交換装置の作動方法。
6. ワーク載置用のパレットを保持する複数のパレット保持部を有し、旋回中心を中心として旋回することにより、前記パレット保持部に保持された前記パレットを待機位置と受け渡し位置の間で移動させる旋回ブロックと、
   前記受け渡し位置で前記パレットをワークとともに受け取るワーク受取ブロックと、
   各前記パレットと前記ワーク受取ブロックに設けられ、上下方向で相互に嵌合する嵌合部と、を備えたパレット交換装置の作動方法であって、
   前記旋回ブロックを上昇させて前記嵌合部による前記受け渡し位置の前記パレットと前記ワーク受取ブロックの嵌合を解除し、その後、前記ワーク受取ブロックを、前記受け渡し位置から退避位置に移動させた後に前記旋回ブロックを旋回させ、前記旋回ブロックの旋回の完了の後に前記ワーク受取ブロックを前記受け渡し位置に移動させ、さらにその後に前記旋回ブロックを下降させて前記嵌合部によって前記受け渡し位置の前記パレットを前記ワーク受取ブロックに嵌合させることを特徴とするパレット交換装置の作動方法。

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