JP2841540B2 - 柱状構造物の端面切削方法 - Google Patents
柱状構造物の端面切削方法Info
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Description
支持した柱状構造物の端面を切削加工するのに好適な柱
状構造物の端面切削方法に関する。
は、先に複数のジャッキ(支持部材)により柱状構造物
を無応力の自然体の姿勢に支持して、該柱状構造物の端
面を切削加工する技術を提供した(特願昭63−261120
号)。
位置を基準にして、該端面から所定量内側に入った切削
予定面を求め、この切削予定面の外周に罫書き線を記
し、この罫書き線を目標にして端面の切削加工を行って
いる。
罫書き線の幅が0.2mm程度あるために切削のねらい位置
が罫書き線の幅の範囲内で誤差が生じる。しかも、切削
後は罫書き線の位置まで切削されてしまうため、基準位
置が不明確になり、実際の切削加工面の位置を精度よく
確認検査するこが難しいという欠点があった。
書き線の幅に起因する誤差を低減することができるとと
もに、実際の切削加工面を容易に精度よく確認検査する
ことのできる柱状構造物の端面切削方法を提供すること
を目的としている。
数の支持部材で支持し、その際、各支持部材から柱状構
造物に作用する反力が該柱状構造物の重量分布によって
各支持部材に理論的に作用する荷重に等しくなるように
して該柱状構造物を無応力の自然体の姿勢に設置し、こ
の状態で、前記柱状構造物の端面の切削加工する柱状構
造物の端面切削方法であって、 上記柱状構造物の被切削部から離れた位置の外周面に
ターゲットを設け、このターゲットから切削予定面まで
の長さを切削目標距離として設定し、この切削目標距離
を目標に上記端面を切削予定面まで切削加工する方法を
提供する。
を行なう。
ることにより、該端面と各ターゲットとの間の距離を求
め、この距離と切削目標距離とを比較することにより、
切削予定面に対する実際の切削加工面の位置を確認す
る。
る。
Wを取り扱い、この長大橋主塔ブロックWをシリンダ
(支持部材)で支持する方法に付いての例で説明する。
そこで、まず長大橋主塔ブロックWについて簡単に説明
する。
という)Wは、第1図または第3図に示すように、断面
四角形状の1つの内セルW1と、断面凸状の2つの外セル
W2、W2とをボルト接合することにより組み立てられてお
り、それぞれのセルW1、W2、W2自体は溶接組されてい
る。ブロックWは、Y軸方向を上下方向として複数連結
されることによって長大橋主塔を構成するものであり、
上下に重なるブロックWの上下面は、互いに突き合わさ
れるタッチ面となっている。このタッチ面は、ブロック
WのY軸方向のブロック芯(軸心)を基準とする切削加
工によって成形されており、上下のタッチ面同士を突き
合わせてブロックWを上下方向に連結することによっ
て、最終的な長大橋主塔における厳しい加工精度を満た
すようになっている。
る。
る溶接等の加工時の歪みの影響によって、微妙に捩れ変
形する。当然、それらの変形に起因するブロックWの捩
れは、計算では求まらない固有のものとなる。以下にお
いては、その捩れを「製作上の捩れ」という。
場合、つまりブロックWのY軸方向を上下方向として置
いた場合には、ブロックWはY軸方向に微少量Δl縮む
ものの、外的には拘束されていない。そのため、「製作
上の捩れ」はそのまま現れる。ただし、同図において
は、ブロックWを直方体として簡略化している。
場合、つまりブロックWのY軸方向を水平方向として置
いた場合には、同図中心線のように左右の支持点の間に
架け渡された梁としての計算上のたわみを生じる。しか
し、ブロックWには、支持梁として抵抗できるウェブや
フランジ材等が多いことから、そのブロックWを複数点
で対称的に支持した場合には、梁としてのたわみは極め
て小さく、「製作上の捩れ」に比して無視できる程度に
おさまり、加工精度への影響は極めて少なくなる。以下
においては、そのたわみを「梁としてのたわみ」とい
う。なお、同図においてもブロックWを直方体として簡
略化している。
示す解析装置Sで、無応力の自然体の姿勢に支持するよ
うになっている。
て、後述するサーボシリンダ3を含むもので構成されて
おり、2はブロックWをあらかじめNC定盤1上に支持す
る盤木(仮支持体)である。
(支持部材)3の軸方向の長さよりも、ブロックWをNC
定盤1から高く支持するように寸法が設定されている。
ロッド3bによってブロックWを支持するものであり、ロ
ッド3bの伸縮を制御するための後述するサーボドライバ
(サーボバルブ)5、該ロッド3bの突出力を検知するた
めの圧力センサ、該ロッド3bの突き出し量を検知するス
トロークセンサが備えられている。
あり、ストロークセンサは、分解能が0.05mmである。上
記サーボシリンダ3は、ブロックWに於ける寸法が明記
される位置でかつ前記「梁としてたわみ」が小さくなる
位置に複数(この実施例においては8個)設置され、シ
ステムコントローラ4によって制御されるようになって
いる。
ーボドライバ5を介してサーボシリンダ3を制御すると
ともに、NC定盤1の周囲に備えられた計4つの三次元座
標測定器6に接続されている。そして、このシステムコ
ントローラ4は、構造解析プログラム4aと、システムコ
ントロールプログラム4bとにより作動するようになって
いる。
ックWに対する各サーボシリンダ3の位置の入力によ
り、各サーボシリンダ3に作用する荷重を計算するよう
になっている。
ンダ3のロッド3aを延ばして、盤木2に代わって各サー
ボシリンダ3でブロックWを支持するように制御すると
ともに、各サーボシリンダ3からブロックWに作用する
反力が前記計算上の荷重に一致するようにロッド3aの突
き出し量を微妙に制御するようになっている。
タ処理装置6bとを備えたものであり、ブロックWの形状
を三次元の座標をもって確認するようになっている。
作機械について、第5図を参照して説明する。
ーンテーブル10と、一つの垂直面内において上下左右に
移動する切削機11とを備えた例えば横中ぐり盤が用いら
れており、この工作機械が設置された加工位置P2と、前
記NC定盤1の設置位置P1との間には、ブロックWを移動
するためのブロック移動台車(図示せず)の走行ライン
(図示せず)が形成されている。
動してブロックWを載せ、加工位置P2まで走行してブロ
ックWをターンテーブル10上に置くようになっている。
グブロックが設置されている。このレベリングブロック
は、NC定盤1上のサーボシリンダ3で支えられているの
と同じ支持位置で無応力の自然体の状態にブロックWを
支持するようになっているとともに、該ブロックWの軸
心を無応力の自然体の状態のまま変化させて、切削機11
が移動可能な垂直平面に直交させることが可能になって
いる。
反力を調整する方法を第6図を参照して説明する。
クWの形状、重量(ステップS1)から、各サーボシリン
ダ3の作用する理論上の荷重(支持反力)、サーボシリ
ンダ3による支持位置、および荷重分布によるたわみ
(「梁としてのたわみ」に相当)を計算する(ステップ
S2)。
る(ステップS3)。それから、NC定盤1上にブロックW
の受け位置を定め(ステップS4)、前記ステップS3でプ
リントアウトされた位置にサーボシリンダ3を設置し、
盤木2上にブロックWをセットする(ステップS5)。
3を設置後、サーボシリンダ3のロッド3bを上昇させ
る。その際、各サーボシリンダ3を圧力制御し、これに
よってロッド3bを上昇させる。そして、ロッド3bの上端
がブロックWの下面に当接することによって作動油の圧
力が上昇するが、この圧力の上昇をサーボシリンダ3に
備えられた圧力センサによって検知して該ロッド3bを停
止させる。これにより、ブロックWは、各サーボシリン
ダ3からの一定の反力で支持されるようになる。
サーボシリンダ3を位置制御に切り換え、ブロックWを
サーボシリンダ3だけで十分支えられる高さまでロッド
3bを上昇させる(実施例では10mm〜20mm)。
実反力の和でブロックWの実重量を求め、この実重量
と、先のステップS1で求められている構造解析上のブロ
ックWの重量(設計重量)との差を比較配分することに
より、先のステップS2で計算した理論上の支持反力を補
正して、目標反力値とする(ステップS7)。たとえば、
前者の実重量と後者の重量の比に相当する分だけ、理論
上の支持反力を増減して目標反力値とする。その後、各
目標反力値と、各サーボシリンダ3の圧力センサによる
実反力とを比較して(ステップS8)、理想的にはそれら
を一致させる。すなわち、ステップS8の条件が満たされ
るまで、ステップS6、ステップS7を繰り返し、目標反力
値に達しないサーボシリンダ3のロッド3bを僅かずつ上
昇される。また、上記ステップS8の条件とは、各サーボ
シリンダ3の目標反力値R0と、各サーボシリンダ3から
ブロックWに実際に作用する実反力R1との差(R0−R1)
が目標反力値R0の−2%〜+2%内に入ることである。
上記のように、−2%〜+2%と規定したのは、この範
囲を越えると、反力の誤差に従ってブロックWの上下の
タッチ面の精度が狂い、この結果、ブロックWを上下に
積み上げた状態の長大橋主塔の垂直方向の精度が悪くな
ってしまうからである。
プS9に移行すると、このステップS9では、各サーボシリ
ンダ3のストロークセンサによって、サーボシリンダ3
のロッド3bの突き出し量を検出する。そして、システム
コントローラ4は、その突き出し量の検出値からサーボ
シリンダ3が当接するブロックWの下面を三次元座標で
確認し、さらに下面の形状つまり「製作上の捩れ」に起
因するブロックW固有の下面の形状を求めて画像表示す
る(ステップS10)。
定器6によって、ブロックWの上下の端面の内面のコー
ナである角部a、b、c、d、e、f、g、hの座標を
求めて、その座標をシステムコントローラ1に入力する
(ステップS11、12)。そして、三次元座標測定器6で
求められた座標を元にブロックW固有の形状を認識し
(ステップS13)、その認識した実ブロックW固有の形
状と、設計上の理想的なブロックの形状をディスプレイ
に出力する(ステップS14)。すなわち、第7図(a)
に示すようなブロックWの立体的な画面や、第7図
(b)に示すようなブロックWの下面の画面が表示され
る。ただし、第7図(a)、(b)においては、ブロッ
クWを直方体として簡略化たもので表示し、点線で理想
的なブロックWを示し、実線で実ブロックWを示してい
る。
状が認識される。
標から実ブロックWの上下方向の軸心をシステムコント
ローラ4による芯出しの計算により求める。この軸心を
決める流れはステップS15〜S16に相当する。
c、d、e、f、g、hの座標から認識した実ブロック
Wの形状と、理想的なブロックWの形状とを比較して、
両者のブロックWの各寸法差が所定の許容値以下となる
ように、実ブロックWの軸心を繰り返しの計算により求
める(ステップS15)。ここでは、この軸心の計算を自
動芯出し(1)とする。この自動芯出し(1)の計算の
結果は、ディスプレイに表示(ステップS16)される。
たまま、その表ブロックW全体の向きを調整する。これ
は、机上芯出ししたブロックWの軸心と、NC定盤2の水
平面との位置関係を定める作業であって、第6図
(b),(c)中のステップS17〜S28に相当する。
クWの姿勢制御量として、各サーボシリンダ3における
シリンダの突出量つまり実ブロックWの押し上げ量を計
算する(ステップS17)。その押し上げ量は、各サーボ
シリンダ3上の実ブロックW全体を自然体の横置姿勢の
まま傾けて、そのブロック軸心を所定の水平方向に一致
さることを目的とした必要な各サーボシリンダ3の位置
制御量に相当する。この制御量は、補間計算によって求
める。
b、c・・・の実際の三次元座標と、 ブロック軸心を所定の水平方向に一致させた場合を予
測し、その予測した姿勢制御後におけるブロックWの角
部a、b、c・・・の予測の三次元座標と、 ブロックWの底面(「平面」と考える)における各サ
ーボシリンダ3の支持点の二次元座標と、 に基づいて、 平面的な位置関係による直線補間をして、予測した姿
勢制御後における各サーボシリンダ3のZ座標位置、つ
まり伸縮制御量を求める計算である。
ボシリンダ3を伸縮制御することによって、必然的に、
実ブロックW全体が自然体の横置姿勢のまま傾いて、ブ
ロック軸心が所定の水平方向と一致することになる。
次の作業における機械加工を考慮したことによる。すな
わち、次の機械加工は、システムコントローラ1の制御
下において、1つの鉛直平面に沿って、ブロックWの上
下の端面を切削してブロックW同士の上下のタッチ面を
形成する作業であるため、その形成するタッチ面が鉛直
平面上に位置するように、ブロック軸心を水平方向と定
めた。
表し、自然体の横置姿勢でかつブロック軸心の水平レベ
ル調整前の実ブロックWの姿勢を2点鎖線で表し、ブロ
ック軸心の水平レベル調整後の実ブロックWの姿勢を実
線で表す。同図中のOは、水平レベル調整後におけるブ
ロック軸心である。
A、TB、TC、TO、TE、TF、TG、THの座標を測定するとと
もに(ステップS19)、三次元座標測定器6により、再
び角部a、b、c・・・の位置を新座標として測定し、
これらのデータをシステムコントローラ4に入力する
(ステップ20)。なお、上記ターゲットTA、TB、TC・・
・は、ブロックWの切削する端面近傍に、ブロックW製
作時、あるいは盤木2やサーボシリンダ3等で空中に支
持された状態の時に取り付けられる。
示すように、姿勢制御後の実ブロックWの形状と、ター
ゲットTA、TB・・・の位置を再認識し(ステップS2
1)、それらの情報から、確認のための再度のブロック
Wの芯出しをシステムコントローラ4内で行う(ステッ
プS22)。ここでは、その再度の芯出しを自動芯出し
(2)とする。その芯出し結果は、ディスプレイに表示
する(ステップS23)。
報をシステムコントローラ4にインプットすることによ
り(ステップ24)、軸心Oに直交する理想端面(タッチ
面)としての切削予定面を想定し、この切削予定面とブ
ロックWの外周面との交線α、βおよび各交線α、βと
稜線部との交点A、B、C、D、E、F、G、Hの座標
をシステムコントローラ4で計算する。そして、上記各
角部a、b、c、d、e、f、g、hの新座標および各
交点A、B、C、D、E、F、G、Hの座標によって各
角部a、b、c・・・から各交点A、B、C・・・まで
の切削距離▲▼、▲▼、▲▼、▲▼、
▲▼、▲▼、▲▼、▲▼をシステムコ
ントローラ4で求める。
予定面のY座標軸との交点をY1とすると、下記の計算式
により求まる。
▼、▲▼、▲▼、▲▼、▲▼が求ま
る。ただし、切削距離▲▼、▲▼、▲▼、
▲▼については、上式のY1に代えてY+L(Lはブ
ロックWの理想的な全長)を用いる。
・・・から各交線α、βまでの長さ、すなわち各ターゲ
ットTA、TB、TC・・・から各交線α、βへ直交する線分
の長さである切削目標距離▲▼、▲
▼、▲▼、▲▼、▲▼、▲
▼、▲▼、▲▼を計算する。
▼・・は、たとえば切削目標距離▲▼の
場合、下記の式により求まる。
YB−XB・YA)| ただし、XA、YA、ZAは交点Aの新座標、XTA、YT
A、ZTAはターゲットTAの座標である。
▼・・・が求まる。
には、角部a、b、c・・・の座標を新たに測定するこ
とにより、すでに計算で求められている切削距離▲
▼、▲▼、▲▼、▲▼・・・のデータから
交点A、B、C・・・の新座標をシステムコントローラ
4内の計算で求め、さらに各交点A、B、C・・・の新
座標から切削目標距離▲▼、▲▼、▲
▼・・・を求めることが可能である。
求められる。
る。
c、d、e、f、g、hの各新座標、交点A、B、C、
D、E、F、G、Hの各座標、切削距離▲▼、▲
▼、▲▼、▲▼、▲▼、▲▼、▲
▼、▲▼、切削目標距離▲▼、▲
▼、▲▼、をシステムコントローラ4に記憶
するとともに、罫書き情報としてディスプレイに出力す
る(ステップ25)。さらに、ブロックWの軸心位置を該
ブロックWの外周面上で確認可能なように、該軸心の罫
書き線の情報を作業指示票としてプリントアウトすると
ともに、芯出し結果の確認をするためのデータをチェッ
クシートとしてプリントアウトする(ステップ26、ステ
ップS27)。上記軸心の罫書き線の情報により罫書いた
線は、各ブロックWを積み重ねて長大橋主塔を構築する
際の軸心を揃えるために役にたつ。
ックWが所定の許容範囲内に納まるように芯出しされた
か否かを確認し(ステップS28)、許容範囲の外にある
ときは、先のステップS6に戻る。許容範囲の内にあると
きは、次のステップ29に進む。
り、上記ブロックWを移動台車によりNC定盤1における
設置位置P1から加工位置P2に移動して、切削機11による
端面の切削加工を行う。
ック上に置かれ、先にサーボシリンダ3によって支持さ
れた位置と同じ位置で支持されて、無応力の自然体の状
態にされるとともに、その軸心が切削機11が移動可能な
垂直平面に対して直交する方向に向けられる。この際、
前記垂直平面に対するブロックWの軸心の水平面内での
直角度および垂直方向の位置を微調整する。なお、前記
垂直平面に対するブロックWの軸心の垂直面内での直角
度は、ステップS20で記憶された各サーボシリンダ3の
押し上げ量に一致する高さに支持する。
▼、▲▼、▲▼を目標にしてブロツ
クWの一方の端面を切削加工する(ステップS30)。
することによって切削目標距離▲▼、▲
▼、▲▼、▲▼、▲▼を目
標に切削加工する。
c・・・に対応する位置の座標を計測することにより、
各ターゲットTA、TB、TC、・・・から被切削面までの長
さを計算し、上記各切削目標距離▲▼、▲
▼、▲▼・・・とを比較する。
・から被切削面までの長さと、各切削目標距離▲
▼、▲▼、▲▼・・・とを比較する
ことにより、該被切削面の切削予定面に対する平行度、
軸方向の寸法等の被切削面の精度を検査し(ステップS3
1)、この検査結果をチェックシートにプリントアウト
する(ステップS32)。
ターゲットTA、TB、TC・・・を基準とする切削目標距離
▲▼、▲▼、▲▼・・・を目
標に端面の切削加工を行うことができるので、罫書き線
を目標にして切削加工する場合に比べ、罫書き線の幅に
起因する誤差の低減を図ることができる。
確に把握しながら加工することができるとともに、切削
加工後の端面の寸法を精度よく短時間で検査することが
できる。
対応する軸心線を描くことができるので、該ブロックW
を積み重ねて長大橋主塔を構築するの軸心を揃える上で
極めて便利である。
複数の支持部材で支持し、その際、各支持部材から柱状
構造物に作用する反力が該柱状構造物の重量分布によっ
て各支持部材に理論的に作用する荷重に等しくなるよう
にして該柱状構造物を無応力の自然体の姿勢に設置し、
この状態で、前記柱状構造物の端面を切削加工する柱状
構造物の端面切削方法であって、上記柱状構造物の被切
削部から離れた位置の外周面にターゲットを設け、この
ターゲットから切削予定面までの長さを切削目標距離と
して設定し、この設定目標距離を目標に上記端面を切削
予定面まで切削加工する方法であるから、 罫書き線を目標にして切削加工する場合に比べ、罫書
き線の幅に起因する誤差の低減を図ることができ、精度
の優れた柱状構造物を得ることができるという顕著な作
用効果を奏する。
目標距離とを比較することによって、切削予定面に対す
る切削後の端面に位置のずれを容易に検査することがで
きるという顕著な作用効果を奏する。
て、第1図は解析装置に設置された長大橋主塔ブロック
を示す斜視図、第2図はシステムコントローラおよびそ
の周辺装置の概略構成図、第3図は長大橋主塔ブロック
の斜視図、第4図(a)は長大橋主塔ブロックを縦置と
したときの概略斜視図、同図(b)は長大橋主塔ブロッ
クを横置としたときの概略斜視図、第5図は柱状構造物
の製作設備の概略斜視図、第6図(a)〜(d)は反力
管理方法の手順を示すフローチャート、第7図(a)〜
(c)は、柱状構造物の無応力の自然体の姿勢を説明す
る図である。 1……NC定盤、 2……盤木、 3……サーボシリンダ(支持部材)、 3a……シリンダチューブ、 3b……ロッド、 4……システムコントローラ、 4a……構造解析プログラム、 4b……システムコントロールプログラム、 5……サーボドライバ 6……三次元座標測定機、 6a……電子セオドライト、 6b……データ処理装置、 10……ターンテーブル、 11……切削機、 a、b、c、d、e、f、g、h……角部、 A、B、C、D、E、F、G、H……交点、 TA、TB、TC、TD、TE、TF、TG、TH……ターゲット、 W……柱状構造物(長大橋主塔ブロック)、 W1、W2……セル、 α……交線、 β……交線。
Claims (1)
- 【請求項1】柱状構造物を複数の支持部材で支持し、そ
の際、各支持部材から柱状構造物に作用する反力が該柱
状構造物の重量分布によって各支持部材に理論的に作用
する荷重に等しくなるようにして該柱状構造物を無応力
の自然体の姿勢に設置し、この状態で、前記柱状構造物
の端面を切削加工する柱状構造物の端面切削方法であっ
て、 上記柱状構造物の被切削部から離れた位置の外周面にタ
ーゲットを設け、このターゲットから切削予定面までの
長さを切削目標距離として設定し、この切削目標距離を
目標に上記端面を切削予定面まで切削加工することを特
徴とする柱状構造物の端面切削方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23123089A JP2841540B2 (ja) | 1989-09-06 | 1989-09-06 | 柱状構造物の端面切削方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23123089A JP2841540B2 (ja) | 1989-09-06 | 1989-09-06 | 柱状構造物の端面切削方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0398741A JPH0398741A (ja) | 1991-04-24 |
JP2841540B2 true JP2841540B2 (ja) | 1998-12-24 |
Family
ID=16920361
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23123089A Expired - Lifetime JP2841540B2 (ja) | 1989-09-06 | 1989-09-06 | 柱状構造物の端面切削方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2841540B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111058384A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-04-24 | 中铁九桥工程有限公司 | 一种钢箱梁上的锚拉板安装方法 |
KR20230045269A (ko) * | 2021-09-28 | 2023-04-04 | 삼성물산 주식회사 | 3d 스캐닝을 이용한 콘크리트 구조물의 세그먼트 제작 시스템 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 세그먼트 자동화 제작방법 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101600556B1 (ko) * | 2014-07-16 | 2016-03-07 | 이우송 | 캠핑용 테이블 |
-
1989
- 1989-09-06 JP JP23123089A patent/JP2841540B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN111058384A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-04-24 | 中铁九桥工程有限公司 | 一种钢箱梁上的锚拉板安装方法 |
CN111058384B (zh) * | 2020-01-13 | 2021-12-07 | 中铁九桥工程有限公司 | 一种钢箱梁上的锚拉板安装方法 |
KR20230045269A (ko) * | 2021-09-28 | 2023-04-04 | 삼성물산 주식회사 | 3d 스캐닝을 이용한 콘크리트 구조물의 세그먼트 제작 시스템 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 세그먼트 자동화 제작방법 |
KR102598090B1 (ko) * | 2021-09-28 | 2023-11-02 | 삼성물산 주식회사 | 3d 스캐닝을 이용한 콘크리트 구조물의 세그먼트 제작 시스템 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 세그먼트 자동화 제작방법 |
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---|---|
JPH0398741A (ja) | 1991-04-24 |
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