JP3245374B2 - 汎用３軸ｎｃ加工機の刃具交換システム - Google Patents
汎用３軸ｎｃ加工機の刃具交換システムInfo
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- JP3245374B2 JP3245374B2 JP06022897A JP6022897A JP3245374B2 JP 3245374 B2 JP3245374 B2 JP 3245374B2 JP 06022897 A JP06022897 A JP 06022897A JP 6022897 A JP6022897 A JP 6022897A JP 3245374 B2 JP3245374 B2 JP 3245374B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は３次元空間をプログ
ラムにより位置決めできかつツール交換装置によりツー
ル収納部のツールを自動交換できるスピンドル軸で加工
を行うようにされたいわゆる汎用３軸ＮＣ加工機の刃具
交換システムに関する。
ラムにより位置決めできかつツール交換装置によりツー
ル収納部のツールを自動交換できるスピンドル軸で加工
を行うようにされたいわゆる汎用３軸ＮＣ加工機の刃具
交換システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】多品種ワークを、多工程加工するため、
一般に汎用３軸ＮＣ加工機にツール交換部とツール収納
部で構成されるいわゆるＡＴＣ装置を付加し、ＮＣプロ
グラムにより全自動で、必要なツールを持ちかえながら
加工を行っている。ツールが摩耗すると新しいツールに
交換する必要があるが、このときＡＴＣ装置が自動動作
すると危険であるので、ＡＴＣ装置を停止させ、汎用３
軸ＮＣ加工機を待機状態に置かねばならず、高速加工が
進んだ現在においては、ますますこの刃具交換の待機時
間即ちロス時間が長くなっており、この分生産性が阻害
されていた。従来のいわゆる３軸ＮＣ加工機の刃具交換
システムとしては、特開平７─178641号公報など多くの
提案がなされている。上記特開平７─178641号公報で
は、特別に製作された専用の３軸ＮＣ加工機に第１の水
平スライド、第１の水平スライドの滑動方向に直角方向
に滑動する第２の水平スライド、工具ヘッドを支持して
第３の垂直方向に滑動するスライド、及び固定工具マガ
ジンの他に設けた移動マガジンを有し、移動マガジンは
工具ヘッドの作業領域に隣接した作動位置と、作動位置
から離間してサイクル時間の損失を生じることなく破損
又は摩耗した工具の交換を行う非作動位置との間で移動
可能にされた刃具交換システムを開示する。しかしなが
らこのシステムは、専用３軸ＮＣ加工機に予め上記の３
組のスライドを組み込んだ専用工作機械として製作さ
れ、既存の汎用３軸ＮＣ加工機に追加してシステムを組
み込むことが出来ず、３組のスライドは複雑・高価で専
用工作機械としても高価であるという課題があった。
一般に汎用３軸ＮＣ加工機にツール交換部とツール収納
部で構成されるいわゆるＡＴＣ装置を付加し、ＮＣプロ
グラムにより全自動で、必要なツールを持ちかえながら
加工を行っている。ツールが摩耗すると新しいツールに
交換する必要があるが、このときＡＴＣ装置が自動動作
すると危険であるので、ＡＴＣ装置を停止させ、汎用３
軸ＮＣ加工機を待機状態に置かねばならず、高速加工が
進んだ現在においては、ますますこの刃具交換の待機時
間即ちロス時間が長くなっており、この分生産性が阻害
されていた。従来のいわゆる３軸ＮＣ加工機の刃具交換
システムとしては、特開平７─178641号公報など多くの
提案がなされている。上記特開平７─178641号公報で
は、特別に製作された専用の３軸ＮＣ加工機に第１の水
平スライド、第１の水平スライドの滑動方向に直角方向
に滑動する第２の水平スライド、工具ヘッドを支持して
第３の垂直方向に滑動するスライド、及び固定工具マガ
ジンの他に設けた移動マガジンを有し、移動マガジンは
工具ヘッドの作業領域に隣接した作動位置と、作動位置
から離間してサイクル時間の損失を生じることなく破損
又は摩耗した工具の交換を行う非作動位置との間で移動
可能にされた刃具交換システムを開示する。しかしなが
らこのシステムは、専用３軸ＮＣ加工機に予め上記の３
組のスライドを組み込んだ専用工作機械として製作さ
れ、既存の汎用３軸ＮＣ加工機に追加してシステムを組
み込むことが出来ず、３組のスライドは複雑・高価で専
用工作機械としても高価であるという課題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題はかかる
従来製品の課題を解決した、専用工作機械としてではな
く既存の汎用３軸ＮＣ加工機に追加してシステムを組み
込むことが出来、複雑・高価な３組のスライドを必要と
しない、安価かつ取扱が簡単な汎用３軸ＮＣ加工機の刃
具交換システムを提供することにある。
従来製品の課題を解決した、専用工作機械としてではな
く既存の汎用３軸ＮＣ加工機に追加してシステムを組み
込むことが出来、複雑・高価な３組のスライドを必要と
しない、安価かつ取扱が簡単な汎用３軸ＮＣ加工機の刃
具交換システムを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】このため本発明は、３次
元空間をプログラムにより位置決めできかつツール交換
装置によりスピンドル軸に装着したツールをツール収納
部のツールと自動交換できるようにされたいわゆる汎用
３軸ＮＣ加工機と、前記ツール収納部とは別に前記加工
機に隣接し追加して設けたツール脱着部とを有し、前記
ツール脱着部は、前記加工機の動作範囲内でツール交換
できるツール脱着位置と前記加工機の動作範囲外の位置
との間を移動可能にされ、かつ少なくとも１個の未使用
ツールを収容した未使用ツール収納部と使用済ツール収
納部とが設けられており、前記加工機の動作中、前記ツ
ール脱着部は前記ツール脱着位置で前記加工機の動作に
より前記スピンドル軸の使用済ツールを前記使用済ツー
ル収納部に収容しそして未使用ツール収納部の未使用ツ
ールをスピンドル軸に装着可能にされ、さらに前記ツー
ル脱着部を前記加工機の動作範囲外の位置に移動して前
記使用済ツールを取り外しかつ新たな未使用ツールを未
使用ツール収納部に収納できるようにしたことを特徴と
する汎用３軸ＮＣ加工機の刃具交換システムを提供する
ことによって上述した従来技術の課題を解決した。
元空間をプログラムにより位置決めできかつツール交換
装置によりスピンドル軸に装着したツールをツール収納
部のツールと自動交換できるようにされたいわゆる汎用
３軸ＮＣ加工機と、前記ツール収納部とは別に前記加工
機に隣接し追加して設けたツール脱着部とを有し、前記
ツール脱着部は、前記加工機の動作範囲内でツール交換
できるツール脱着位置と前記加工機の動作範囲外の位置
との間を移動可能にされ、かつ少なくとも１個の未使用
ツールを収容した未使用ツール収納部と使用済ツール収
納部とが設けられており、前記加工機の動作中、前記ツ
ール脱着部は前記ツール脱着位置で前記加工機の動作に
より前記スピンドル軸の使用済ツールを前記使用済ツー
ル収納部に収容しそして未使用ツール収納部の未使用ツ
ールをスピンドル軸に装着可能にされ、さらに前記ツー
ル脱着部を前記加工機の動作範囲外の位置に移動して前
記使用済ツールを取り外しかつ新たな未使用ツールを未
使用ツール収納部に収納できるようにしたことを特徴と
する汎用３軸ＮＣ加工機の刃具交換システムを提供する
ことによって上述した従来技術の課題を解決した。
【０００５】好ましくは、前記ツール脱着部を前記加工
機の動作範囲外の位置に移動し前記未使用ツールを未使
用ツール収納部に収容するときそのツール番号を交換予
報と共にＮＣ制御装置に入力し、前記ツール脱着部を前
記ツール脱着位置に移動するだけで、カウンタにより使
用ツールが使用限界と認識された段階で、前記加工機は
自動的にスピンドル軸の使用済ツールを前記使用済ツー
ル収納部に収容しそして未使用ツール収納部の未使用ツ
ールをスピンドル軸に装着するようにすることにより、
プログラムにより自動的に刃具交換ができる刃具交換シ
ステムを提供できる。さらに好ましくは、前記ツール脱
着部は、複数個の対の未使用ツール収納部と使用済ツー
ル収納部とを有するようにすることにより、作業者は複
数個のツールを使用した加工において、使用済ツール収
納部に収納された使用済ツールに対応した未使用ツール
を補充すればよいので、より長時間加工機を止めずに連
続運転をすることが可能になった。
機の動作範囲外の位置に移動し前記未使用ツールを未使
用ツール収納部に収容するときそのツール番号を交換予
報と共にＮＣ制御装置に入力し、前記ツール脱着部を前
記ツール脱着位置に移動するだけで、カウンタにより使
用ツールが使用限界と認識された段階で、前記加工機は
自動的にスピンドル軸の使用済ツールを前記使用済ツー
ル収納部に収容しそして未使用ツール収納部の未使用ツ
ールをスピンドル軸に装着するようにすることにより、
プログラムにより自動的に刃具交換ができる刃具交換シ
ステムを提供できる。さらに好ましくは、前記ツール脱
着部は、複数個の対の未使用ツール収納部と使用済ツー
ル収納部とを有するようにすることにより、作業者は複
数個のツールを使用した加工において、使用済ツール収
納部に収納された使用済ツールに対応した未使用ツール
を補充すればよいので、より長時間加工機を止めずに連
続運転をすることが可能になった。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下添付した図１及び図２に基づ
きこの発明を詳細に説明する。図１は本発明の一実施の
形態の構成を示す汎用３軸ＮＣ加工機の刃具交換システ
ムの概略斜視図、図２（ａ）は図１に示すツール脱着部
の拡大要部側面図、（ｂ）は複数個の対の未使用ツール
収納部と使用済ツール収納部とを有する図２（ａ）とは
異なる実施態様の拡大要部側面図を示す。本発明の実施
の形態の汎用３軸ＮＣ加工機の刃具交換システムは、３
次元空間をプログラムにより位置決めできかつツール交
換装置10でスピンドル軸７に装着したツール2aをツール
収納部６のツール2bと自動交換できるようにされたいわ
ゆる汎用汎用３軸ＮＣ加工機20に使用される。汎用３軸
ＮＣ加工機20（以下加工機20という）のコラム23は、ベ
ース21に固定されたコラムベースユニット22にＸ、Ｙ方
向に移動可能に取り付けられ、スライドユニット24、主
軸ユニット25を介してスピンドル７を上下Ｚ方向に移動
可能に支持し、スピンドル７はコラム23に支持されて３
次元空間をプログラムにより位置決めできるようにされ
ている。
きこの発明を詳細に説明する。図１は本発明の一実施の
形態の構成を示す汎用３軸ＮＣ加工機の刃具交換システ
ムの概略斜視図、図２（ａ）は図１に示すツール脱着部
の拡大要部側面図、（ｂ）は複数個の対の未使用ツール
収納部と使用済ツール収納部とを有する図２（ａ）とは
異なる実施態様の拡大要部側面図を示す。本発明の実施
の形態の汎用３軸ＮＣ加工機の刃具交換システムは、３
次元空間をプログラムにより位置決めできかつツール交
換装置10でスピンドル軸７に装着したツール2aをツール
収納部６のツール2bと自動交換できるようにされたいわ
ゆる汎用汎用３軸ＮＣ加工機20に使用される。汎用３軸
ＮＣ加工機20（以下加工機20という）のコラム23は、ベ
ース21に固定されたコラムベースユニット22にＸ、Ｙ方
向に移動可能に取り付けられ、スライドユニット24、主
軸ユニット25を介してスピンドル７を上下Ｚ方向に移動
可能に支持し、スピンドル７はコラム23に支持されて３
次元空間をプログラムにより位置決めできるようにされ
ている。
【０００７】本発明では、ツール収納部６とは別に汎用
汎用３軸ＮＣ加工機20隣接し追加して設けたツール脱着
部１を有する。ツール脱着部１は、加工機20に隣接して
追加して設けられた支柱14に固定された上板15に支持さ
れたシリンダ17により、スライド16を介して、加工機20
の動作によりツール交換できるツール脱着位置1aと、加
工機20の動作範囲外の位置1bと、の間を移動可能にさ
れ、かつそれぞれ、ハウジング31に固定された支持板32
にピン34で開閉可能にされたグリッパ33を有する、少な
くとも１個の未使用ツール2cを収容した未使用ツール収
納部12と、使用済ツール収納部13と、が設けられてお
り、ツール脱着位置1aでは加工機20の動作により加工機
20のスピンドル軸７の使用済ツール2aを使用済ツール収
納部13に収容しそして未使用ツール収納部12の未使用ツ
ール2cを加工機20のスピンドル軸７に装着し、次にツー
ル脱着部１を加工機20の動作範囲外の位置1bに移動して
使用済ツール2aを取り外しかつ新たな未使用ツール2cが
未使用ツール収納部12に取り付けできるようにされてい
る。18はスプリング、19は位置決め装置である。
汎用３軸ＮＣ加工機20隣接し追加して設けたツール脱着
部１を有する。ツール脱着部１は、加工機20に隣接して
追加して設けられた支柱14に固定された上板15に支持さ
れたシリンダ17により、スライド16を介して、加工機20
の動作によりツール交換できるツール脱着位置1aと、加
工機20の動作範囲外の位置1bと、の間を移動可能にさ
れ、かつそれぞれ、ハウジング31に固定された支持板32
にピン34で開閉可能にされたグリッパ33を有する、少な
くとも１個の未使用ツール2cを収容した未使用ツール収
納部12と、使用済ツール収納部13と、が設けられてお
り、ツール脱着位置1aでは加工機20の動作により加工機
20のスピンドル軸７の使用済ツール2aを使用済ツール収
納部13に収容しそして未使用ツール収納部12の未使用ツ
ール2cを加工機20のスピンドル軸７に装着し、次にツー
ル脱着部１を加工機20の動作範囲外の位置1bに移動して
使用済ツール2aを取り外しかつ新たな未使用ツール2cが
未使用ツール収納部12に取り付けできるようにされてい
る。18はスプリング、19は位置決め装置である。
【０００８】次に動作について説明すると、加工前にツ
ール脱着部１は動作範囲外の位置1bに移動され、使用済
ツール収納部13の使用済ツール2aは、作業者により取り
外され、未使用ツール2cを未使用ツール収納部12に予め
収納しておく。加工機20の動作中は、ツール脱着部１は
加工機20の動作範囲内のツール脱着位置1aに戻され（矢
印３）ている。スピンドル７先端に取り付けられたツー
ル2aが加工限界の加工を行い、予め設定した数のワーク
の加工を終了すると、図示しないカウンタにより使用限
界と認識された段階で、加工機20の動作により加工機20
のスピンドル軸７の使用済ツール2aを使用済ツール収納
部13に収容しそして未使用ツール収納部12の未使用ツー
ル2cを加工機20のスピンドル軸７に装着する（矢印
４）。加工機20は新たに取り付けられたツール2cで加工
を続ける。その後ツール脱着部１は作業者の都合のよい
時に加工機20の動作範囲外の位置1bに移動され、作業者
により使用済ツール2aが取り外され新たな未使用ツール
2cが未使用ツール収納部12に取り付けられる。上記の手
順により、加工機20は停止することなく、ツールを交換
することができる。矢印５はスピンドル軸７に取り付け
られた未使用ツール2cが加工が終わった後、ツール収納
部６に収納される経路を示す。
ール脱着部１は動作範囲外の位置1bに移動され、使用済
ツール収納部13の使用済ツール2aは、作業者により取り
外され、未使用ツール2cを未使用ツール収納部12に予め
収納しておく。加工機20の動作中は、ツール脱着部１は
加工機20の動作範囲内のツール脱着位置1aに戻され（矢
印３）ている。スピンドル７先端に取り付けられたツー
ル2aが加工限界の加工を行い、予め設定した数のワーク
の加工を終了すると、図示しないカウンタにより使用限
界と認識された段階で、加工機20の動作により加工機20
のスピンドル軸７の使用済ツール2aを使用済ツール収納
部13に収容しそして未使用ツール収納部12の未使用ツー
ル2cを加工機20のスピンドル軸７に装着する（矢印
４）。加工機20は新たに取り付けられたツール2cで加工
を続ける。その後ツール脱着部１は作業者の都合のよい
時に加工機20の動作範囲外の位置1bに移動され、作業者
により使用済ツール2aが取り外され新たな未使用ツール
2cが未使用ツール収納部12に取り付けられる。上記の手
順により、加工機20は停止することなく、ツールを交換
することができる。矢印５はスピンドル軸７に取り付け
られた未使用ツール2cが加工が終わった後、ツール収納
部６に収納される経路を示す。
【０００９】好ましくは、ツール脱着部１を加工機の動
作範囲外の位置1bに移動し未使用ツール2cを未使用ツー
ル収納部12に収容するときそのツール番号を交換予報と
共に図示しないＮＣ制御装置に入力し、前記ツール脱着
部を前記ツール脱着位置に移動するだけで、図示しない
カウンタにより使用ツール2aが使用限界と認識された段
階で、加工機20は自動的にスピンドル軸７の使用済ツー
ル2aを使用済ツール収納部13に収容しそして未使用ツー
ル収納部12の未使用ツール2cをスピンドル軸７に装着す
るようにすることにより、プログラムにより自動的に刃
具交換ができる刃具交換システムを提供できる。さらに
好ましくは、図２（ｂ）に示すように、ツール脱着部11
は、複数個の対の未使用ツール収納部12と使用済ツール
収納部13とを有するようにすることにより、作業者は複
数個のツールを使用した加工において、使用済ツール収
納部にある使用済ツールに対応した未使用ツールを補充
すればよいので、より長時間加工機を止めずに連続運転
をすることができる。
作範囲外の位置1bに移動し未使用ツール2cを未使用ツー
ル収納部12に収容するときそのツール番号を交換予報と
共に図示しないＮＣ制御装置に入力し、前記ツール脱着
部を前記ツール脱着位置に移動するだけで、図示しない
カウンタにより使用ツール2aが使用限界と認識された段
階で、加工機20は自動的にスピンドル軸７の使用済ツー
ル2aを使用済ツール収納部13に収容しそして未使用ツー
ル収納部12の未使用ツール2cをスピンドル軸７に装着す
るようにすることにより、プログラムにより自動的に刃
具交換ができる刃具交換システムを提供できる。さらに
好ましくは、図２（ｂ）に示すように、ツール脱着部11
は、複数個の対の未使用ツール収納部12と使用済ツール
収納部13とを有するようにすることにより、作業者は複
数個のツールを使用した加工において、使用済ツール収
納部にある使用済ツールに対応した未使用ツールを補充
すればよいので、より長時間加工機を止めずに連続運転
をすることができる。
【００１０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
汎用汎用３軸ＮＣ加工機を止めずに刃具交換ができ、長
時間連続運転をすることが可能な、高価かつ複雑な専用
工作機械としてではなく、既存の汎用３軸ＮＣ加工機に
追加してシステムを組み込むことが出来、複雑・高価な
３組のスライドを必要としない、安価かつ取扱が簡単な
汎用３軸ＮＣ加工機の刃具交換システムを提供するもの
となった。
汎用汎用３軸ＮＣ加工機を止めずに刃具交換ができ、長
時間連続運転をすることが可能な、高価かつ複雑な専用
工作機械としてではなく、既存の汎用３軸ＮＣ加工機に
追加してシステムを組み込むことが出来、複雑・高価な
３組のスライドを必要としない、安価かつ取扱が簡単な
汎用３軸ＮＣ加工機の刃具交換システムを提供するもの
となった。
【図１】本発明の一実施の形態の汎用３軸ＮＣ加工機の
刃具交換システムの概略斜視図。
刃具交換システムの概略斜視図。
【図２】（ａ）は図１に示すツール脱着部の拡大要部側
面図、（ｂ）は複数個の対の使用済ツール収納部と未使
用ツール収納部とを有する拡大要部側面図。
面図、（ｂ）は複数個の対の使用済ツール収納部と未使
用ツール収納部とを有する拡大要部側面図。
１．．ツール脱着部 1a．．ツール脱着位置 1b．．加工機の動作範囲外の位置 2a．．スピンドル先端に取り付けられたツール 2b．．ツール収納部のツール 2c．．ツール脱着部の未使用ツール６．．ツール収納部 ７．．スピンドル軸 10．．ツール交換装置12,12'．．ツール脱着部の未使用ツール収納部 13,13'．．ツール脱着部の使用済ツール収納部 20．．３軸ＮＣ加工機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−223836（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23Q 3/157
Claims (3)
- 【請求項１】 ３次元空間をプログラムにより位置決め
できかつツール交換装置によりスピンドル軸に装着した
ツールをツール収納部のツールと自動交換できるように
されたいわゆる汎用３軸ＮＣ加工機と、前記ツール収納
部とは別に前記加工機に隣接し追加して設けたツール脱
着部とを有し、前記ツール脱着部は、前記加工機の動作
範囲内でツール交換できるツール脱着位置と前記加工機
の動作範囲外の位置との間を移動可能にされ、かつ少な
くとも１個の未使用ツールを収容した未使用ツール収納
部と使用済ツール収納部とが設けられており、前記加工
機の動作中、前記ツール脱着部は前記ツール脱着位置で
前記加工機の動作により前記スピンドル軸の使用済ツー
ルを前記使用済ツール収納部に収容しそして未使用ツー
ル収納部の未使用ツールをスピンドル軸に装着可能にさ
れ、さらに前記ツール脱着部を前記加工機の動作範囲外
の位置に移動して前記使用済ツールを取り外しかつ新た
な未使用ツールを未使用ツール収納部に収納できるよう
にしたことを特徴とする汎用３軸ＮＣ加工機の刃具交換
システム。 - 【請求項２】 前記ツール脱着部を前記加工機の動作範
囲外の位置に移動し前記未使用ツールを未使用ツール収
納部に収容するときそのツール番号を交換予報と共にＮ
Ｃ制御装置に入力し、前記ツール脱着部を前記ツール脱
着位置に移動するだけで、カウンタにより使用ツールが
使用限界と認識された段階で、前記加工機は自動的にス
ピンドル軸の使用済ツールを前記使用済ツール収納部に
収容しそして未使用ツール収納部の未使用ツールをスピ
ンドル軸に装着するようにした請求項１記載の汎用３軸
ＮＣ加工機の刃具交換システム。 - 【請求項３】 前記ツール脱着部は、複数個の対の未使
用ツール収納部と使用済ツール収納部とを有する請求項
１記載の汎用３軸ＮＣ加工機の刃具交換システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06022897A JP3245374B2 (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | 汎用３軸ｎｃ加工機の刃具交換システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06022897A JP3245374B2 (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | 汎用３軸ｎｃ加工機の刃具交換システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10244433A JPH10244433A (ja) | 1998-09-14 |
| JP3245374B2 true JP3245374B2 (ja) | 2002-01-15 |
Family
ID=13136113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06022897A Expired - Lifetime JP3245374B2 (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | 汎用３軸ｎｃ加工機の刃具交換システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3245374B2 (ja) |
-
1997
- 1997-02-28 JP JP06022897A patent/JP3245374B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10244433A (ja) | 1998-09-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20011016 |
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Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081026 Year of fee payment: 7 |
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