JP7499979B2 - 研削装置 - Google Patents

Description

本発明は、研削装置に関し、特に、ワークの被加工面の位置を効率良く正確に測定することができる接触式の検出センサを備えた研削装置に関する。

ワークテーブルの上面に沿って略水平方向に延在するといし軸に支持された研削といしで、ワークテーブルに載置されたワークの上面を研削する研削装置において、ワーク等の表面に接触して位置検出を行う接触式の検出センサを備えたものがある。

例えば、特許文献１には、左右方向に往復移動可能なワークテーブルと、前後方向に移動可能な研削といしと、を有する平面研削装置であって、といし軸頭の側面に、タッチプローブを備えるセンサユニットが取り付けられた平面研削装置が開示されている。

同文献に開示されたタッチプローブは、先端のスタイラスが、ワークテーブル上に設けられた基準ブロックの上面及びワークの上面に接触する。これにより、ワークテーブルから基準ブロックの上面及びワークの上面までの高さが検出され、研削する取り代量が演算手段によって算出される。

また例えば、特許文献２には、といし主軸に取り付けられた回転といし車と、ワークとの相対的な移動によりワーク表面を研削する平面研削装置において、といし車の安全カバー前面側に位置センサであるタッチプロ－ブセンサが設けられることが開示されている。

特開２００２－５２４４４号公報 特開２００４－２４３４６８号公報

しかしながら、上記した従来技術の研削装置には、ワークの高精度な測定を効率良く実行するために改善すべき点があった。

具体的には、従来技術の研削装置は、ＮＣ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ）プログラムに基づいてタッチプローブを使用するワークの自動測定が行われていた。即ち、ＮＣプログラムに基づきタッチプローブ若しくはワークが自動で送られて両者が相対移動し、ＮＣプログラムに設定された位置でワークの座標読み込みが行われる。

そのため、従来技術の研削装置は、ワークの測定時にはタッチプローブによる測定が自動で行われる反面、測定前の準備段階においては、ＮＣプログラムの作成や初期設定、動作確認等の事前準備が煩雑で作業者の負担が大きかった。

そこで、作業者の負担を軽減して作業効率を向上させるために、ＮＣプログラム作成等の事前準備を簡略化することが望まれている。しかしながら、従来技術の研削装置は、ＮＣプログラムなしにタッチプローブとワークを相対移動させることができず、ワークの測定を行うためには、必ず事前にＮＣプログラムを作成する必要があった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ＮＣプログラム作成等の事前準備をすることなくワークの被加工面の位置を効率良く正確に検出することができる研削装置を提供することにある。

本発明の研削装置は、ワークを保持するワークテーブルと、回転しながら前記ワークを研削する研削といしと、前記ワークの被加工面に接触して前記被加工面の位置を検出する検出センサと、前記検出センサ若しくは前記ワークテーブルを送り前記検出センサと前記ワークテーブルを相対移動させる送り手段と、前記送り手段による送りを数値制御する制御装置と、前記制御装置に前記送り手段の送り動作の指示を手動で入力する操作手段と、を有し、前記制御装置は、前記操作手段の手動操作によって前記送り手段を制御して前記検出センサと前記ワークテーブルの相対位置を変更し前記検出センサを前記ワークに接触させて前記ワークの測定を行い接触点の座標を記録し、前記操作手段の手動操作によって前記検出センサが前記ワークに接触したら前記送り手段による前記検出センサと前記ワークテーブルの相対移動を自動停止した後前記送り手段を自動制御して前記検出センサと前記ワークを離隔することを特徴とする

本発明の研削装置によれば、ワークを保持するワークテーブルと、回転しながらワークを研削する研削といしと、ワークの被加工面に接触して被加工面の位置を検出する検出センサと、を有し、手動操作によって検出センサとワークテーブルの相対位置を変更し検出センサをワークに接触させてワークの測定が行われる。これにより、測定のためのＮＣプログラムの作成、初期設定、動作確認等の事前準備を省略し、事前準備の時間を大幅に短縮した高効率な測定を行うことができる。よって、研削装置によるワークの生産性を向上させることができる。

また、本発明の研削装置によれば、前記検出センサ若しくは前記ワークテーブルを送り前記検出センサと前記ワークテーブルを相対移動させる送り手段と、前記送り手段による送りを数値制御する制御装置と、前記制御装置に前記送り手段の送り動作の指示を手動で入力する操作手段と、を有し、前記制御装置は、前記操作手段の手動操作によって前記送り手段を制御して前記検出センサを前記ワークに接触させ接触点の座標を記録する。これにより、作業者は、ＮＣプログラムの作成等の事前準備を行うことなく、手動で操作手段に測定の指示を入力することにより、ワーク位置の測定を容易且つ正確に行うことができる。よって、事前準備のための作業者の負担が軽減されると共に、事前準備の時間を大幅に短縮することができ、ワーク加工の高効率化を図ることができる。

また、本発明の研削装置によれば、前記制御装置は、前記操作手段の手動操作によって前記検出センサが前記ワークに接触したら前記送り手段による前記検出センサと前記ワークテーブルの相対移動を自動停止した後前記送り手段を自動制御して前記検出センサと前記ワークを離隔しても良い。これにより、測定のための接触によって検出センサまたはワークが破損することなく、高速で安全な測定を行うことができる。

また、本発明の研削装置によれば、前記制御装置は、前記検出センサが前記ワークに接触し離隔した後、１回目よりも低速にして前記検出センサ若しくは前記ワークテーブルを送り前記検出センサと前記ワークを接触させる制御を行っても良い。これにより、検出センサ若しくはワークの送り速度を低くした高精度な測定を複数回効率良く実行することができる。よって、容易な手動操作で初回の接触工程が効率良く行われる測定について、測定精度を更に高めることができる。

また、本発明の研削装置によれば、前記制御装置は、前記検出センサが前記ワークに接触し離隔した後、前記操作手段に再度前記検出センサと前記ワークを接触させる手動操作が行われたら、前記検出センサ若しくは前記ワークテーブルを送り前記検出センサと前記ワークを接触させる制御を行っても良い。これにより、容易な手動操作によって、送り速度を低くした高精度な測定を複数回効率良く実行することができる。

また、本発明の研削装置によれば、前記制御装置は、前記操作手段の手動操作によって前記検出センサが前記ワークに接触し、自動制御により離隔した後、自動制御によって前記検出センサ若しくは前記ワークテーブルを送り前記検出センサと前記ワークを接触させ離隔させても良い。これにより、送り速度を低くした高精度な測定を自動制御によって効率良く実行することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る研削装置を斜め前方から見た透視図である。 図２は、本発明の実施形態に係る研削装置の研削といし及びワークテーブルの近傍を示す透視図である。 図３は、本発明の実施形態に係る研削装置のサドルの前部付近を示す斜視図である。 図４は、本発明の実施形態に係る研削装置の操作盤の概略を示す正面図である。 図５は、本発明の実施形態に係る研削装置のワークの寸法を測定する工程を示すフロー図である。 図６は、本発明の実施形態に係る研削装置のワークの寸法を測定する工程の他の例を示すフロー図である。 図７は、本発明の実施形態に係る研削装置の（Ａ）チャックの上面を測定基準とした例、（Ｂ）ワークの上面を測定基準とした例、（Ｃ）ワークの上面を測定基準としてプリセット値を設定した例を示す図である。 図８は、本発明の実施形態に係る研削装置のワークの測定及び研削加工の工程を示すフロー図である。

以下、本発明の実施形態に係る研削装置１を図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る研削装置１の概略を示す透視図である。図１に示すように、研削装置１は、ワークＷを研削する工作機械である。研削装置１は、ワークＷの被加工面を研削する研削盤２と、研削盤２の研削条件等を入力する操作盤３と、研削盤２の数値制御を行う制御装置４と、を有する。

研削盤２は、例えば、ワークＷの上面若しくは側面を平面研削するＣＮＣ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ）平面研削盤でも良いし、複雑形状の研削が可能なＣＮＣ成形研削盤、回転するワークＷを研削するＣＮＣロータリー平面研削盤またはその他形式の研削盤であっても良い。

研削盤２は、ワークＷを研削する工具としての研削といし１０と、ワークＷを保持するワークテーブル１４と、ワークテーブル１４を支持するサドル１６と、を有する。
研削といし１０は、ワークＷに対して前後、左右、上下方向に相対移動自在であり、回転する研削といし１０によってワークＷの被加工面が研削される。

具体的には、研削といし１０は、上下方向（以下、適宜「Ｙ方向」と言う。）に往復動自在に設けられている。詳しくは、研削といし１０は、といし軸頭１１に設けられ、といし軸頭１１は、Ｙ方向に往復動自在にコラム１２に支持されている。

ワークテーブル１４は、正面から見て左右水平方向（以下、適宜「Ｘ方向」と言う。）に往復動自在であると共に、前後水平方向（以下、適宜「Ｚ方向」と言う。）に往復動自在である。

具体的には、ワークテーブル１４は、サドル１６の上方に、Ｘ方向に往復動自在に設けられており、サドル１６は、フレーム１７の上方に設けられ、Ｚ方向に往復動自在に、フレーム１７の上部に支持されている。

研削といし１０、サドル１６及びワークテーブル１４は、制御装置４によって制御される送り手段としての図示しないサーボモータ等に駆動され、それぞれ前述の方向に往復移動する。

ワークテーブル１４の上方には、加工時に研削液や研削屑等の飛散を防止するため、研削といし１０及びワークＷが配置される研削加工領域を覆うカバー１８が設けられても良い。カバー１８は、作業者がワークＷのセット及び取り外し等を行えるよう開閉自在に設けられている。

操作盤３は、作業者が加工のための各種設定や指示等を入力するための装置であり、例えば、ワークテーブル１４の上方のコラム１２の側方等に設けられている。操作盤３の操作部３１には、作業者が各種設定や指示等を入力するタッチキー、スイッチ、ダイヤル等が設けられている。また、操作盤３には、研削加工の各種情報等を表示する表示部３０が設けられている。

制御装置４は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、加工条件の設定値や演算結果等を記憶する記憶部等を有し、各種制御及び演算等を行う。制御装置４には、操作盤３、送り手段、その他各種制御対象機器が接続されている。なお、制御装置４は、研削盤２の内部に設けられても良いし、操作盤３の筐体等の内部に設けられても良い。

なお、図示を省略するが、研削盤２には、加工時の研削液を供給する研削液ノズル及び研削液供給装置等が設けられている。また、ワークテーブル１４の上方には、研削といし１０のドレッシングを行う図示しないドレッシング装置等が設けられても良い。

また、研削盤２には、作業者が研削加工やティーチング作業等を行うための図示しない操作ボタンや、ワークテーブル１４等の左右往復位置を調節するための図示しないドッグ等が設けられても良い。

図２は、研削装置１の研削といし１０及びワークテーブル１４の近傍を示す透視図である。図２を参照して、ワークテーブル１４の上部には、ワークＷを支持するチャック１５が設けられている。チャック１５は、例えば、電磁石等を内部に備える電磁チャック等である。ワークＷは、チャック１５の上部に載置され、加工時に移動しないよう、磁力によってチャック１５に支持される。

研削といし１０は、略円板状に形成されている。といし軸頭１１には、研削といし１０を支持する図示しないといし軸が回転自在に設けられている。といし軸頭１１に支持された研削といし１０は、といし軸と共に回転し、といし軸頭１１と共にＹ方向に移動する。また、といし軸頭１１の前方には、研削といし１０の上部を覆う、といしガード１３が設けられている。

研削盤２は、研削といし１０を回転させる、例えば、モータ等の図示しない回転駆動手段を有する。研削といし１０が、回転駆動手段に駆動され、回転しながらワークＷの被加工面である表面に接することにより、ワークＷの表面が研削される。

研削盤２は、研削といし１０を支持するといし軸頭１１、ワークＷを支持するワークテーブル１４及びサドル１６（図１参照）を移動させる図示しない送り手段を有する。送り手段は、制御装置４（図１参照）によって数値制御される、例えば、サーボモータやボールねじ機構等を有する。研削といし１０、ワークテーブル１４及びサドル１６は、送り手段によって送られて、それぞれ前述の方向に往復移動する。

また、研削盤２は、ワークＷの被加工面の形状を測定する検出センサ２０を備えている。検出センサ２０は、ワークＷの被加工面に接触して接触点の位置を検出するタッチプローブである。

検出センサ２０は、ワークＷとの接触を検知するプローブ２１を有し、プローブ２１の先端には、ワークＷに接触する接触子２２が設けられている。検出センサ２０は制御装置４に信号入力可能に接続されており、検出センサ２０の接触子２２がワークＷに接触すると、検出センサ２０によって検知された情報が制御装置４に送られる。

検出センサ２０は、といし軸頭１１の側部近傍にアーム２３を介して支持されている。アーム２３は、検出センサ２０を、例えば、回動自在に支持しており、測定が行われない時には、検出センサ２０を退避位置に退避させる。これにより、研削加工時等に、検出センサ２０がワークＷやチャック１５等に不要に接触して破損等することを防止できる。なお、検出センサ２０は、といし軸頭１１の下部近傍、または、といしガード１３の側面近傍若しくは前面近傍に設けられても良い。

また、検出センサ２０として、２軸のプローブ２１を有するセンサが採用されても良い。これにより、一方向の寸法測定のみではなく、上下の寸法及び溝幅等の寸法を効率良く高精度に測定することができる。

図３は、研削装置１のサドル１６の前部付近を示す斜視図である。図３に示すように、研削盤２のサドル１６の右側面には、上下送りハンドル２４が設けられている。また、サドル１６の前面には、左右送りハンドル２６と、前後送りハンドル２７と、が設けられている。

上下送りハンドル２４、左右送りハンドル２６及び前後送りハンドル２７は、送り手段による送り動作の指示を手動で入力する操作手段であり、信号入力可能に制御装置４（図１参照）に接続されている。

上下送りハンドル２４、左右送りハンドル２６及び前後送りハンドル２７は、いわゆる「手パ」であり、作業者の手動操作によってパルスを発生させる手動パルス発生装置である。送り手段であるサーボモータ等は、手動操作によって発生したパルス数に対応する距離だけ、研削といし１０、ワークテーブル１４及びサドル１６を所定の方向に送る。

具体的には、上下送りハンドル２４は、といし軸頭１１（図２参照）を上下方向、即ちＹ方向、に送る指示を入力する操作手段である。作業者がサドル１６の側面に設けられた上下送りハンドル２４を回すことにより、といし軸頭１１がＹ方向に移動する。

即ち、作業者が上下送りハンドル２４を回すことにより、といし軸頭１１に支持されている研削といし１０及び検出センサ２０がＹ方向に移動する。これにより作業者は、ワークＷと研削といし１０との上下方向の相対位置を変更し、調整することができる。
換言すれば、作業者は、手動で上下送りハンドル２４を回すことにより、ワークＷと検出センサ２０との上下方向の相対位置を変更し、調整することができる。

左右送りハンドル２６は、ワークテーブル１４を水平左右方向、即ちＸ方向、に送る指示を入力する操作手段であり、前後送りハンドル２７は、サドル１６を水平前後方向、即ちＺ方向、に送る指示を入力する操作手段である。

作業者が左右送りハンドル２６を回すことにより、ワークテーブル１４がＸ方向に移動する。作業者が前後送りハンドル２７を回すことにより、サドル１６がＺ方向に移動する。これにより作業者は、ワークＷと研削といし１０との水平方向の相対位置を変更し、調整することができる。

換言すれば、作業者は、手動で左右送りハンドル２６若しくは前後送りハンドル２７を回すことにより、ワークＷと検出センサ２０との水平方向の相対位置を変更し、調整することができる。

なお、左右送りハンドル２６は、作業者の操作によって入力される回転動力を直接的に利用してワークテーブル１４を移動させる動力伝達手段となる送りハンドルであっても良い。

また、図示しないサーボモータやボールねじ機構等を有する送り手段によってワークテーブル１４を送る自動送りと、作業者の操作による回転動力を直接的に利用する手動送りと、を切り替える図示しない切替スイッチが設けられても良い。

また、サドル１６の右側面には上下ジョグ送りスイッチ２５が、サドル１６の前面には前後ジョグ送りスイッチ２８が、設けられている。上下ジョグ送りスイッチ２５及び前後ジョグ送りスイッチ２８は、送り手段による送り動作の指示を手動で入力する操作手段であり、制御装置４に信号入力可能に接続されている。

具体的には、上下ジョグ送りスイッチ２５は、といし軸頭１１を上下方向、即ちＹ方向、に高速に送る指示を入力する操作手段である。上下ジョグ送りスイッチ２５は、「上昇」及び「下降」の何れかを選択してレバーを倒すことができるスイッチである。作業者がレバーを倒している間だけ、選択された「上昇」または「下降」の信号が制御装置４に送られ、といし軸頭１１が所定の速度でＹ方向に移動する。

即ち、作業者によって上下ジョグ送りスイッチ２５のレバーが「上昇」に倒されると、レバーが倒されている間、といし軸頭１１は所定の速度で上昇する。上下ジョグ送りスイッチ２５のレバーが「下降」に倒されると、レバーが倒されている間、といし軸頭１１は、所定の速度で下降する。

このような構成により、作業者は、ワークＷと研削といし１０との上下方向の相対位置を変更し、調整することができる。換言すれば、作業者は、手動操作で上下ジョグ送りスイッチ２５を倒すことにより、ワークＷと検出センサ２０との上下方向の相対位置を効率良く変更し、調整することができる。

ここで、上下ジョグ送りスイッチ２５の操作による、といし軸頭１１の移動速度、即ち送り手段による送り速度は、上下送りハンドル２４の操作による送り速度よりも高速に設定されている。

例えば、上下ジョグ送りスイッチ２５の操作による送り速度は、５００から２０００ｍｍ／ｍｉｎ、好ましくは、５００から１０００ｍｍ／ｍｉｎ、に設定されても良い。これにより、上下ジョグ送りスイッチ２５を利用した操作入力により、研削といし１０及び検出センサ２０を高速で送り、送り時間を短縮して効率的な測定、研削加工が行われる。

前後ジョグ送りスイッチ２８は、サドル１６を水平前後方向、即ちＺ方向、に高速に送る指示を入力する操作手段である。前後ジョグ送りスイッチ２８は、「前進」及び「後退」の何れかを選択してレバーを倒すことができるスイッチである。作業者がレバーを倒している間だけ、選択された「前進」または「後退」の信号が制御装置４に送られ、サドル１６が所定の速度でＺ方向に移動する。

即ち、作業者によって前後ジョグ送りスイッチ２８のレバーが「前進」に倒されると、レバーが倒されている間、サドル１６は所定の速度で前方に向かって移動する。前後ジョグ送りスイッチ２８のレバーが「後退」に倒されると、レバーが倒されている間、サドル１６は、所定の速度で後方に向かって移動する。

このような構成により、作業者は、ワークＷと研削といし１０との水平前後方向の相対位置を変更し、調整することができる。換言すれば、作業者は、手動操作で前後ジョグ送りスイッチ２８を倒すことにより、ワークＷと検出センサ２０との水平前後方向の相対位置を効率良く変更し、調整することができる。

前後ジョグ送りスイッチ２８の操作によるサドル１６の移動速度、即ち送り手段による送り速度は、前後送りハンドル２７の操作による送り速度よりも高速に設定されている。例えば、前後ジョグ送りスイッチ２８の操作による送り速度は、５００から２０００ｍｍ／ｍｉｎ、好ましくは、５００から１０００ｍｍ／ｍｉｎ、に設定されても良い。これにより、前後ジョグ送りスイッチ２８を利用した操作入力により、サドル１６及びその上に保持されたワークＷを高速で送り、送り時間を短縮して効率的な測定、研削加工が行われる。

図４は、操作盤３の概略を示す正面図である。図４を参照して、操作盤３の操作部３１には、各種機能のＯＮ、ＯＦＦを切り替えるスイッチや、各種自動制御と手動操作とを切り替えるスイッチ、研削時の送り量または切込量を調節するダイヤル等が設けられている。

操作盤３は、ワークＷ（図２参照）の測定を実行するための操作手段を有する。例えば、操作盤３には、ワークＷの位置を測定する際の操作手段として、プローブ上昇スイッチ３２、プローブ下降スイッチ３３、エアブロースイッチ３４等が設けられている。

プローブ上昇スイッチ３２は、研削加工時等において検出センサ２０（図２参照）がワークＷやワークテーブル１４（図２参照）等に接触しないよう、検出センサ２０を退避位置に格納する指示を入力するスイッチである。作業者によってプローブ上昇スイッチ３２が押されると、検出センサ２０は、図示しない送り手段によって上昇して退避位置に格納される。

プローブ下降スイッチ３３は、ワークＷを測定するために検出センサ２０を退避位置から測定位置に移動させる指示を入力するスイッチである。作業者によってプローブ下降スイッチ３３が押されると、検出センサ２０は、図示しない送り手段によって退避位置から測定位置に送られる。

エアブロースイッチ３４は、ワークＷの被加工面近傍に空気を吹き付ける指示を入力するスイッチである。作業者によってエアブロースイッチ３４が押されると、図示しない圧縮機等から圧縮空気が供給されてワークＷに吹き付けられる。これにより、ワークＷに付着した研削屑や研削液が吹き飛ばされる。よって、ワークＷの測定前にエアブロースイッチ３４が押されることにより、高精度な測定が可能となる。

また、操作盤３には、研削加工の各種情報を表示する表示部３０が設けられている。表示部３０は、例えば、液晶ディスプレイ等であり、作業者が画面をタッチして入力が可能なタッチディスプレイでも良い。ワークＷの測定が行われる際には、表示部３０は手動測定画面となり、基準点及び測定点の位置情報等を表示する。

次に、図５から図７を参照して、ワークＷの被加工面を測定する工程について詳細に説明する。
図５は、ワークＷの寸法を測定する工程を示すフロー図である。図５を参照して、先ずステップＳ１０として、作業者の手動操作によって検出センサ２０（図２参照）とワークテーブル１４（図２参照）の相対位置を変更し検出センサ２０をワークＷ（図２参照）に接触させる指示が入力される。

具体的には、例えば、図３に示す、上下送りハンドル２４、左右送りハンドル２６、前後送りハンドル２７、上下ジョグ送りスイッチ２５及び前後ジョグ送りスイッチ２８等の操作手段の手動操作によってワークＷの測定点近傍、例えば、測定点の上方に、検出センサ２０が送られる。

そして、例えば、作業者の手動操作によって上下ジョグ送りスイッチ２５のレバーが「下降」に倒され、検出センサ２０が下降して、ワークＷの被加工面に接触する。

なお、上下ジョグ送りスイッチ２５以外の操作手段の操作により、検出センサ２０をワークＷに接触させる工程が行われても良い。また、ワークＷの測定点は、ワークＷの上面に限定されるものではなく、ワークＷの側面等であっても良い。

ステップＳ１０において、作業者の手動操作によって、送り手段が稼働して検出センサ２０がワークＷに接触すると、次にステップＳ２０で、検出センサ２０とワークＷの相対移動を自動停止する工程が行われる。

具体的には、検出センサ２０がワークＷに接触すると、検出センサ２０によって検知されたワークＷの接触情報が制御装置４（図１参照）に送信される。検出センサ２０とワークＷの接触情報を受信した制御装置４は、送り手段に、送りを停止する信号を送信し、送り手段の動きを停止する。

検出センサ２０とワークＷの相対移動を停止するステップＳ２０では、作業者が上下ジョグ送りスイッチ２５等の操作手段を押し続けていても、送り手段による送りが自動で停止される。よって、検出センサ２０がワークＷに強く押し付けられ破損等することが防止される。

そして、制御装置４は、検出センサ２０によって検知された接触信号に基づき、ワークＷの接触点の位置座標を演算により算出して、ＲＯＭ、ＲＡＭ等に記録する。位置座標は、予め設定された補助マクロ等から機械座標値を取り込むことにより演算されても良い。また、ワークＷの測定値は、図４に示す操作盤３の表示部３０等に表示されても良い。

ステップＳ２０で検出センサ２０とワークＷの相対移動が停止すると、ステップＳ３０で検出センサ２０とワークＷを離隔させる工程が実行される。例えば、上下ジョグ送りスイッチ２５の手動操作によって検出センサ２０が下降してワークＷに接触した場合には、作業者による上下ジョグ送りスイッチ２５の操作が継続中であっても、送り手段によって検出センサ２０が上方に送られる。

次に、ステップＳ４０において、検出センサ２０とワークＷの相対移動の速度を低速に設定する工程が行われる。具体的には、上記のように上下ジョグ送りスイッチ２５の手動操作によって測定が行われる場合、検出センサ２０の下降速度を低くする制御が行われる。これにより、以後の測定を高精度にすることができる。

次に、ステップＳ５０において、作業者の手動操作によって、検出センサ２０とワークＷが再接近するよう指示が入力される。これにより、検出センサ２０若しくはワークＷが送り手段に送られて検出センサ２０とワークＷが接近し、再度接触する。本実施例では、上下ジョグ送りスイッチ２５の手動操作により検出センサ２０が下降してワークＷに接触する。

また、ステップＳ５０では、作業者の手動操作に代えて、制御装置４による自動操作によって検出センサ２０若しくはワークＷが送られても良い。即ち、制御装置４によって送り手段が自動制御され、検出センサ２０若しくはワークＷが送られて検出センサ２０とワークＷが接近し、再度接触する。本実施例では、制御装置４による自動制御によって検出センサ２０が下降してワークＷに接触する。

ステップＳ５０では、１回目よりも低速で、検出センサ２０若しくはワークテーブル１４を送り、検出センサ２０とワークＷを接触させる制御が行われる。即ち、検出センサ２０とワークＷが接近する速度は、ステップＳ４０において、上下ジョグ送りスイッチ２５等の設定速度よりも低い速度に設定されている。よって、検出センサ２０とワークＷは、１回目よりも低い速度で接近して接触する。

詳しくは、検出センサ２０若しくはワークテーブル１４の送り速度は、例えば、１０から５０ｍｍ／ｍｉｎ、好ましくは、２０から３０ｍｍ／ｍｉｎ、に設定されても良い。これにより、高精度な精測定が可能となる。

ステップＳ５０において、作業者の手動操作または制御装置４による自動操作によって、送り手段が低速で稼働して検出センサ２０がワークＷに接触すると、次にステップＳ６０で、検出センサ２０とワークＷの相対移動を自動停止する工程が行われる。

具体的には、検出センサ２０がワークＷに接触すると、検出センサ２０によって検知されたワークＷの接触情報が制御装置４に送信される。そして、制御装置４は、送り手段に、送りを停止する信号を送信し、送り手段の動きを停止する。

検出センサ２０とワークＷの相対移動を停止するステップＳ６０では、作業者が上下ジョグ送りスイッチ２５等の操作手段の操作を継続していても、送り手段による送りが自動で停止される。よって、検出センサ２０がワークＷに強く押し付けられ破損等することが防止される。

そして、制御装置４は、１回目よりも低速度で接触した検出センサ２０で検知された接触信号に基づき、ワークＷの接触点の位置座標を演算により算出して、ＲＯＭ、ＲＡＭ等に記録する。位置座標は、予め設定された補助マクロ等から機械座標値を取り込むことにより演算されても良い。また、ワークＷの測定値は、操作盤３の表示部３０等に表示されても良い。

ステップＳ６０で検出センサ２０とワークＷの相対移動が自動停止されると、ステップＳ７０で検出センサ２０とワークＷを離隔させる工程が実行される。本実施例では、ステップＳ５０で上下ジョグ送りスイッチ２５の手動操作若しくは自動制御によって検出センサ２０が低速で下降してワークＷに接触する。そして、作業者による上下ジョグ送りスイッチ２５の操作が継続中であっても、検出センサ２０は、ステップＳ６０で自動停止し、ステップＳ７０で送り手段によって自動で上方に送られる。

次いで、ステップＳ８０において、作業者が同一測定点の測定を再度実行したいと判断した場合には、ステップＳ５０の操作手段の手動操作を行い、ステップＳ５０からステップＳ７０の測定を繰り返し実行することができる。また、制御装置４による自動制御によって同一測定点の測定が再度必要であると判断され、ステップＳ５０からステップＳ７０の自動測定が繰り返し実行されても良い。

このように、研削装置１は、検出センサ２０若しくはワークＷの送り速度を低くした高精度な測定を効率良く繰り返し実行することができる。よって、１回目の測定が容易な手動操作でありながら、２回目以降の手動操作若しくは自動操作による測定によって測定精度を高めることができる。

検出センサ２０の接触による測定が必要な回数行われたら、ステップＳ８０からステップＳ９０に進み、作業者は、測定完了の指示を入力する。また、測定完了の指示は、作業者の操作ではなく制御装置４による自動制御によってなされても良い。作業者による測定完了の指示は、例えば、操作盤３の表示部３０若しくは操作部３１（図４参照）等に設けられたソフトキー等の操作によって行われても良い。

具体的には、作業者が、測定値番号を示すソフトキーを２度押しする等によって、制御装置４は、測定を完了する指示を判別しても良い。
作業者によって測定を完了する指示が入力されたら、または、制御装置４による自動判別により、制御装置４は、測定を完了し、測定された座標値を記録する。

このように、研削装置１では、測定のためのＮＣプログラムの作成、初期設定、動作確認等の事前準備を行うことなく、作業者の手動操作による初回測定によって、事前準備の時間を大幅に短縮した高効率な測定を行うことができる。よって、研削装置１によるワークＷの生産性を大幅に向上させることができる。

図６は、ワークＷの寸法を測定する工程の他の例を示すフロー図である。なお、図５を参照して既に説明した工程と同様の工程については、図６において同一の符号を付し、その説明を省略する。

図６に示すように、ステップＳ５０からステップＳ７０の低速度な測定工程は、接触位置を変更して複数点について行われても良い。

具体的には、所定の位置において、ステップＳ１０からステップＳ３０の手動操作による高速度な初回測定が行われ、ステップＳ４０で低速度に設定された後、ステップＳ５０からステップＳ７０までの測定工程が必要回数実行される。ステップＳ８０において、その測定点について再測定が不要であると判断されたら、ステップＳ８１に進み、位置を変更した測定が必要であるか判断される。

ステップＳ８１において、位置を変更した測定が必要であると判断された場合、ステップＳ８２において、測定点を変更する制御が行われる。具体的には、制御装置４（図１参照）は、送り手段を制御して、検出センサ２０（図２参照）若しくはワークＷ（図２参照）を送り、検出センサ２０とワークＷを相対移動させる。

例えば、検出センサ２０の下降によりワークＷの上下方向（Ｙ方向）の寸法が測定される場合、ステップＳ８２では、検出センサ２０若しくはワークＷは、左右水平方向（Ｘ方向）、前後水平方向（Ｚ方向）に送られ、検出センサ２０とワークＷの水平方向の相対位置が変更される。

そして、位置が変更された新たな測定点について、ステップＳ５０で検出センサ２０とワークＷが接近するよう送られて接触し、新たな測定値が得られる。その後、ステップＳ６０で自動停止する工程、ステップＳ７０で離隔する工程が実行され、ステップＳ８０において再測定が判断され、繰り返し測定が必要回数行われる。

ステップＳ８０において、新たな測定点について必要回数の測定が完了したと判断されたら、ステップＳ８１に進み、更に別の位置に変更した測定が必要であるか判断される。ステップＳ８１において、更に他の位置の測定が必要でると判断されれば、前述のとおり、ステップＳ８２の位置を変更する工程に進み、更に新しい測定点に変更される。

ステップＳ８１において、全ての測定点についての測定が完了したので新たな位置変更は不要であると判別されれば、ステップＳ９０へと進み測定が完了する。

このように、研削装置１は、自動制御によって測定点の位置を変更し、複数の測定点について高精度な測定を行うことができる。例えば、初回の測定点を中心として前後左右に所定の距離だけ離れた４点の追加測定点、即ち初回の測定点を含めて計５点の測定点について、ワークＷの寸法を正確に測定することができる。また、更に多くの測定点について測定を行うことも可能である。このように複数の測定点についての測定が可能であることにより、平面度、傾斜度その他幾何公差を正確に測定することができる。

図７は、検出センサ２０によるワークＷの寸法測定の例を示す図である。図７は、ワークＷの高さ寸法、即ちＹ方向の寸法、を測定した例であり、図７（Ａ）はチャック１５等の上面４０を測定基準Ｙ０とした例、図７（Ｂ）はワークＷの上面４１を測定基準Ｙ０とした例、図７（Ｃ）はワークＷの上面４１を測定基準Ｙ０としてプリセット値を設定した例を示している。

図７（Ａ）に示すように、ワークＷは、チャック１５の上面４０や図示しない基準ブロック等の上面をＹ方向の測定基準Ｙ０として測定されても良い。具体的には、先ずチャック１５の上面４０や基準ブロックの上面等について、図５に示すステップＳ１０からステップＳ９０の工程が実行され、基準点としての測定基準Ｙ０の測定が行われ、記録される。この測定基準Ｙ０の座標値は、「０」となる。

次に、ワークＷの上面４１を被測定面として、ステップＳ１０からステップＳ９０の工程が実行され、その測定結果が測定値Ｙ１として記録される。例えば、測定値Ｙ１は、測定を完了するステップＳ９０において、測定値番号として「Ｙ１」が２度押し入力され、記録される。

測定値Ｙ１は、測定基準Ｙ０を基準としたＹ方向の座標値である。即ち、測定値Ｙ１は、チャック１５の上面４０や基準ブロック等の上面を基準としたワークＷの上面４１の高さ寸法である。

同様に、測定を必要とするワークＷの他の箇所、例えば、上面４２、４３等、の測定が行われ、測定値Ｙ２、Ｙ３等の座標値が記録される。測定及び記録が可能な測定箇所の数、即ち測定値番号の数は、例えば、１６点である。測定及び記録が可能な測定箇所の数を更に拡張させることも可能である。

図７（Ｂ）に示すように、ワークＷは、ワークＷの所定の位置、例えば、上面４１の所定の位置、を基準点としてＹ方向の測定基準Ｙ０の測定が行われても良い。即ち、先ず基準点となるワークＷの上面４１について、ステップＳ１０からステップＳ９０の測定工程が実行され、測定基準Ｙ０の測定が行われ、記録される。そして、この測定基準Ｙ０の座標値が、「０」と設定される。

次いで、ワークＷの他の箇所、例えば、上面４２、４３等、を被測定面として、ステップＳ１０からステップＳ９０の工程が実行され、その測定結果が測定値Ｙ１、Ｙ２等として記録される。それぞれの測定値Ｙ１、Ｙ２等は、前述と同様に、測定を完了するステップＳ９０において、対象となる測定値番号を示すソフトキー等を２度押しすることにより記録されても良い。

測定値Ｙ１、Ｙ２等は、測定基準Ｙ０を基準としたＹ方向の座標値である。即ち、測定値Ｙ１、Ｙ２等は、ワークＷの上面４１の基準点を基準としたワークＷの他の上面４２、４３等までの高さ寸法である。

また、図７（Ｃ）に示すように、ワークＷは、ワークＷの所定の位置、例えば、上面４１、をＹ方向の測定基準Ｙ０として測定し、更に測定された基準点の測定基準Ｙ０をプリセットされた座標値にして記録されても良い。

即ち、先ず基準面としたいワークＷの上面４１について、ステップＳ１０からステップＳ９０の測定工程が実行され、測定基準Ｙ０の測定が行われる。ここで測定された機械座標値は、予め設定された座標値に変換され記録される。

そして、ワークＷの他の箇所、例えば、上面４２、４３等、を被測定面として、ステップＳ１０からステップＳ９０の工程が実行され、その測定結果が測定値Ｙ１、Ｙ２等として記録される。それぞれの測定値Ｙ１、Ｙ２等は、前述と同様に、測定を完了するステップＳ９０において、対象となる測定値番号を示すソフトキーが２度押しされ、記録されても良い。

このように記録された測定値Ｙ１、Ｙ２等は、測定基準Ｙ０をプリセットされた基準座標値とした場合のＹ方向の座標値である。即ち、Ｙ１、Ｙ２等は、基準点となるワークＷの上面４１からワークＷの他の上面４２、４３等までの高さ寸法に、測定基準Ｙ０のプリセット座標値を加えた座標値である。

次に、図８を参照して、ワークＷの被加工面を測定する工程及び加工する工程について詳細に説明する。
図８は、研削装置１のワークＷの測定及び研削加工の工程を示すフロー図である。先ず、図２に示すように、ワークＷは、ワークテーブル１４のチャック１５の上面に載置されチャック１５に保持される。

図８を参照して、ステップＳ１００において、作業者によってプローブ下降スイッチ３３（図４参照）が押され、検出センサ２０（図２参照）を退避位置から測定位置に送る指示が入力される。

ステップＳ１００で作業者によってプローブ下降スイッチ３３が押されると、制御装置４（図１参照）は、ステップＳ１１０で、検出センサ２０をワークＷやチャック１５等に接触させることなく安全に測定位置に送ることができるか確認する。

ステップＳ１１０で、検出センサ２０を安全に測定位置まで送ることができることが確認された場合、制御装置４は、ステップＳ１４０に進み、検出センサ２０を測定位置に送る。

他方、検出センサ２０を安全に測定位置まで送ることができないと判断した場合、制御装置４は、ステップＳ１２０の工程に進み、操作盤３（図３参照）の表示部３０（図３参照）等にエラーメッセージを表示する。

ステップＳ１２０のエラーメッセージを確認した作業者は、ステップＳ１３０で、上下ジョグ送りスイッチ２５等の操作手段を手動操作して送り手段を駆動し、検出センサ２０を安全に測定位置まで送ることができる安全位置に移動させる。

ステップＳ１３０において、制御装置４は、検出センサ２０が安全に測定位置まで送ることができる安全位置に移動したことを検知すると、ステップＳ１４０に進み、検出センサ２０を測定位置に送る。

なお、検出センサ２０の安全位置を確認するステップＳ１１０の工程から、安全位置まで送るステップＳ１３０の工程まで、全ての工程が制御装置４による自動制御によって行われても良い。これにより、作業者は、ステップＳ１００でプローブ下降スイッチ３３を押す手動操作のみを行えば良く、作業負担が軽減され、容易な操作でワークＷの測定を行うことができる。

ステップＳ１４０で検出センサ２０が測定位置の送られた後、ステップＳ１５０において、作業者の手動操作によって検出センサ２０とワークテーブル１４の相対位置を変更し検出センサ２０をワークＷに接触させて基準点の測定を行う基準位置測定工程が実行される。

基準点の測定は、図５に示すステップＳ１０からステップＳ９０の測定工程によって行われる。基準点は、既に説明したように、例えば、チャック１５や基準ブロック、ワークＷの所定の位置等である。これにより、測定基準Ｙ０（図７参照）の座標値が測定され記録される。

次に、ステップＳ１６０において、作業者の手動操作によって検出センサ２０とワークテーブル１４の相対位置を変更し検出センサ２０をワークＷに接触させてワークＷの測定を行うワーク測定工程が実行される。

ステップＳ１６０のワークＷの測定では、各測定点について、図５に示すステップＳ１０からステップＳ９０の工程が実行される。これにより、各測定点についての測定結果が測定値Ｙ１、Ｙ２（図７参照）等として記録される。

ワーク測定工程（ステップＳ１６０）が完了したら、ステップＳ１７０において、作業者は、プローブ上昇スイッチ３２（図４参照）を押し、検出センサ２０を退避位置に格納する指示を入力する。

ステップＳ１７０で作業者によってプローブ上昇スイッチ３２が押されると、制御装置４は、ステップＳ１８０で、検出センサ２０をワークＷやチャック１５等に接触させることなく安全に退避位置まで送ることができるか確認する。

ステップＳ１８０で、検出センサ２０を安全に退避位置まで送ることができることが確認された場合、制御装置４は、ステップＳ２１０に進み、検出センサ２０を退避位置に送る。

他方、ステップＳ１８０で、検出センサ２０を安全に退避位置まで送ることができないと判断した場合、制御装置４は、ステップＳ１９０の工程に進み、操作盤３の表示部３０等にエラーメッセージを表示する。

ステップＳ１９０のエラーメッセージを確認した作業者は、ステップＳ２００で、上下ジョグ送りスイッチ２５等の操作手段を手動操作して送り手段を駆動し、検出センサ２０を安全に退避位置まで送ることができる安全位置に移動させる。

ステップＳ２００において、制御装置４は、検出センサ２０が安全に退避位置まで送ることができる安全位置に移動したことを検知すると、ステップＳ２１０に進み、検出センサ２０を退避位置に送る。

なお、検出センサ２０の安全位置を確認するステップＳ１８０から、安全位置まで送るステップＳ２００の工程まで、全ての工程が制御装置４による自動制御によって行われても良い。これにより、作業者は、ステップＳ１７０でプローブ上昇スイッチ３２を押す手動操作のみを行えば良く、作業負担が軽減される。

ステップＳ２１０で、検出センサ２０が退避位置に格納されると、ステップＳ２２０において、検出センサ２０及びワークテーブル１４を送り手段で所定の加工開始位置に送る位置決め工程が行われる。

検出センサ２０及びワークテーブル１４の移動は、作業者による手動操作によって行われる。なお、位置決め工程（ステップＳ２２０）は、制御装置４の制御によって自動で行われても良い。例えば、制御装置４は、記録されている前回の加工終了位置へ自動位置決めを行うことができる。

位置決め工程（ステップＳ２２０）が行われると、ステップＳ２３０でワークＷの研削加工が開始され、ステップＳ２４０で研削加工が完了する。加工方法は既に説明したとおり、回転する研削といし１０が相対移動するワークＷの被加工面に接触して被加工面を研削するものである。

次に、加工が完了したワークＷについて、ステップＳ２５０で加工後の測定が必要であるか判断される。加工後の測定が必要な場合には、ステップＳ１００に戻り、ワークＷを測定する工程が行われる。

他方、加工後の測定が不要であれば、ステップＳ２６０に進み補正加工を行うか否か判断される。補正加工が必要である場合には、ステップＳ２３０に戻り、ワークＷの研削加工が行われる。
そして、ステップＳ２６０において、ワークＷの補正加工をしないと判断された場合には、ステップＳ２７０に進み、研削加工が終了する。

以上説明の如く、研削装置１によれば、作業者は、ＮＣプログラムの作成等の事前準備を行うことなく、手動で操作手段に測定の指示を入力することにより、ワーク位置の測定を容易且つ正確に行うことができる。
よって、研削装置１は、事前準備のための作業者の負担が軽減されると共に、事前準備の時間を大幅に短縮することができ、ワーク加工の高効率化を図ることができる。

具体的には、研削装置１は、従来技術の研削装置で行っていた各種パラメータの設定等、例えば、粗・精測定距離の設定、粗・精測定速度の設定、安全位置の設定、左右測定ピッチ・回数設定、前後測定ピッチ・回数設定、基準位置ティーチング、ワーク測定位置ティーチング及び入力、動作確認等を行うことなく、ワークＷの測定を行うことができる。これにより、これら測定準備工程に必要とされていた約８３０秒の時間を完全になくし、大幅な時間短縮を図ることができる。

また、手動操作で上下ジョグ送りスイッチ２５等を利用して検出センサ２０を高速で送る測定により、測定動作の時間についても短縮することができる。
具体的には、従来のＮＣプログラムによる自動測定では、検出センサ２０の移動速度が遅く、退避位置から測定位置及びその逆の移動や、基準点及び測定点の測定（粗測定、精測定）等の測定動作に約１００秒の時間を要していた。

これに対して研削装置１では、上下ジョグ送りスイッチ２５等の手動操作で送り手段が高速度に検出センサ２０を送るので、測定動作を約４０秒で完了させることができる。

即ち、事前準備開始から測定動作完了までの合計時間を比較すると、従来技術の研削装置では、約９３０秒の時間を要していたところ、本実施形態に係る研削装置１では、約４０秒の時間で測定することが可能である。つまり、研削装置１によれば、ワークＷの測定時間を約８９０秒短縮することができ、従来技術の４％程度の時間で測定を完了させることができる。

そして前述のとおり、研削装置１は、検出センサ２０とワークＷが高速で接触した後、停止制御（ステップＳ２０、Ｓ６０）及び離隔制御（ステップＳ３０、Ｓ７０）が行われる。これにより、測定のための接触によって検出センサ２０、ワークＷ等が破損することなく、高速で安全な測定を行うことができる。

そして、研削装置１は、１回目の接触、測定が行われた後、１回目よりも低速にして検出センサ２０とワークＷを接触させる測定を複数回実行可能である。これにより、１回目の測定が容易な手動操作でありながら、２回目以降に低速度で高精度な測定を効率良く実行し、測定精度を更に高めることができる。このような１回目よりも低速にした送り動作も、従来技術に比べると高速であり、高精度な精測定時の測定動作時間を従来技術の約３０％に短縮することができる。

このように、本実施形態に係る研削装置１は、ＮＣプログラム作成等の事前準備をすることなくワークＷの被加工面の位置を高精度且つ高効率に検出することができ、測定時間を大幅に短縮し、ワークＷの生産性を高めることができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更実施が可能である。

１ 研削装置
２ 研削盤
３ 操作盤
４ 制御装置
１０ 研削といし
１１ といし軸頭
１２ コラム
１３ といしガード
１４ ワークテーブル
１５ チャック
１６ サドル
１７ フレーム
１８ カバー
２０ 検出センサ
２１ プローブ
２２ 接触子
２３ アーム
２４ 上下送りハンドル
２５ 上下ジョグ送りスイッチ
２６ 左右送りハンドル
２７ 前後送りハンドル
２８ 前後ジョグ送りスイッチ
３０ 表示部
３１ 操作部
３２ プローブ上昇スイッチ
３３ プローブ下降スイッチ
３４ エアブロースイッチ
４０、４１、４２、４３ 上面
Ｙ０ 測定基準
Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３ 測定値
Ｗ ワーク

Claims (5)

1. ワークを保持するワークテーブルと、
   回転しながら前記ワークを研削する研削といしと、
   前記ワークの被加工面に接触して前記被加工面の位置を検出する検出センサと、
   前記検出センサ若しくは前記ワークテーブルを送り前記検出センサと前記ワークテーブルを相対移動させる送り手段と、
   前記送り手段による送りを数値制御する制御装置と、
   前記制御装置に前記送り手段の送り動作の指示を手動で入力する操作手段と、を有し、
   前記制御装置は、前記操作手段の手動操作によって前記送り手段を制御して前記検出センサと前記ワークテーブルの相対位置を変更し前記検出センサを前記ワークに接触させて前記ワークの測定を行い接触点の座標を記録し、前記操作手段の手動操作によって前記検出センサが前記ワークに接触したら前記送り手段による前記検出センサと前記ワークテーブルの相対移動を自動停止した後前記送り手段を自動制御して前記検出センサと前記ワークを離隔することを特徴とする研削装置。
2. ワークを保持するワークテーブルと、
   回転しながら前記ワークを研削する研削といしと、
   前記ワークの被加工面に接触して前記被加工面の位置を検出する検出センサと、
   前記検出センサ若しくは前記ワークテーブルを送り前記検出センサと前記ワークテーブルを相対移動させる送り手段と、
   前記送り手段による送りを数値制御する制御装置と、
   前記制御装置に前記送り手段の送り動作の指示を手動で入力する操作手段と、を有し、
   前記制御装置は、前記操作手段の手動操作によって前記送り手段を制御して前記検出センサと前記ワークテーブルの相対位置を変更し前記検出センサを前記ワークに接触させて前記ワークの測定を行い接触点の座標を記録し、前記検出センサが前記ワークに接触し離隔した後、１回目よりも低速にして前記検出センサ若しくは前記ワークテーブルを送り前記検出センサと前記ワークを接触させる制御を行うことを特徴とする研削装置。
3. 前記制御装置は、前記検出センサが前記ワークに接触し離隔した後、１回目よりも低速にして前記検出センサ若しくは前記ワークテーブルを送り前記検出センサと前記ワークを接触させる制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の研削装置。
4. 前記制御装置は、前記検出センサが前記ワークに接触し離隔した後、前記操作手段に再度前記検出センサと前記ワークを接触させる手動操作が行われたら、前記検出センサ若しくは前記ワークテーブルを送り前記検出センサと前記ワークを接触させる制御を行うことを特徴とする請求項２に記載の研削装置。
5. 前記制御装置は、前記操作手段の手動操作によって前記検出センサが前記ワークに接触し、自動制御により離隔した後、自動制御によって前記検出センサ若しくは前記ワークテーブルを送り前記検出センサと前記ワークを接触させ離隔させることを特徴とする請求項２に記載の研削装置。

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