JPH02238504A - インボリュート補間速度制御方法 - Google Patents
インボリュート補間速度制御方法Info
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- JPH02238504A JPH02238504A JP1060470A JP6047089A JPH02238504A JP H02238504 A JPH02238504 A JP H02238504A JP 1060470 A JP1060470 A JP 1060470A JP 6047089 A JP6047089 A JP 6047089A JP H02238504 A JPH02238504 A JP H02238504A
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- involute
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- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 3
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 102200011782 rs147232392 Human genes 0.000 description 1
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-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/41—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by interpolation, e.g. the computation of intermediate points between programmed end points to define the path to be followed and the rate of travel along that path
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/34—Director, elements to supervisory
- G05B2219/34144—Involute, evolute
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/43—Speed, acceleration, deceleration control ADC
- G05B2219/43129—Speed as function of curvature, in curves, corners smaller than in straight line
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- Automation & Control Theory (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はインボリュート曲線補間での加工速度を制御す
るインボリュート補間速度制御方式に関し、特にインボ
リュー1・曲線の基礎円近傍での加工速度を低減するよ
うにしたインボリュート補間速度制御方式に関する。
るインボリュート補間速度制御方式に関し、特にインボ
リュー1・曲線の基礎円近傍での加工速度を低減するよ
うにしたインボリュート補間速度制御方式に関する。
数値制御装置等の曲線補間でインボリュート曲線の補間
は歯車、ポンプの羽根等の加工のために必要性が高い。
は歯車、ポンプの羽根等の加工のために必要性が高い。
このために、一般にはインボリュート曲線を数値制御装
置と別の計算機あるいはNCプログラム作成装置等で補
閲して、直線データに分解して、このテープで数値制御
加工を行うのが一般的であった。
置と別の計算機あるいはNCプログラム作成装置等で補
閲して、直線データに分解して、このテープで数値制御
加工を行うのが一般的であった。
これに対して、本願出願人は特願昭62−157302
号(特開昭64−2106号公報)にて、数値制御装置
内で簡単にインボリュート曲線を補間し、その接線方向
の速度が角度と無関係に一定となるように構成したイン
ボリュート補間速度制御方式を出願している。
号(特開昭64−2106号公報)にて、数値制御装置
内で簡単にインボリュート曲線を補間し、その接線方向
の速度が角度と無関係に一定となるように構成したイン
ボリュート補間速度制御方式を出願している。
このインボリュート補間速度制御方式では、インボリュ
ート曲線上の点の座標を、 X=R (cos(θ+81)+θsin(θ十θ1)
)+X0Y=R (sin(θ十θ1)一θcos (
θ+θ1))→−Yoで与え、 θをθ=(θ2−01)からθ一(θ3−θl)までの
範囲で、その増分量を on+1=On十K/(R・θ) で増分させ、これに対応した点Xn+1 、Yn+1を
上式より求め前回の点との差分を求めて、インボリュー
ト曲線を補閲するように構成している。
ート曲線上の点の座標を、 X=R (cos(θ+81)+θsin(θ十θ1)
)+X0Y=R (sin(θ十θ1)一θcos (
θ+θ1))→−Yoで与え、 θをθ=(θ2−01)からθ一(θ3−θl)までの
範囲で、その増分量を on+1=On十K/(R・θ) で増分させ、これに対応した点Xn+1 、Yn+1を
上式より求め前回の点との差分を求めて、インボリュー
ト曲線を補閲するように構成している。
このようにθの増分を、その角度が増加するのに反比例
してその増分が少なくなるような値、即ちK/(R・θ
)とすることによって、接線方向の速度が一定になるよ
うに補間ずる。
してその増分が少なくなるような値、即ちK/(R・θ
)とすることによって、接線方向の速度が一定になるよ
うに補間ずる。
しかし、基礎円近傍のインボリュート曲線の曲率半径が
比較的小さいところではプログラムで指令された送り速
度で切削するとカッタに負荷が多くかかり、切削面が不
良になることがある。
比較的小さいところではプログラムで指令された送り速
度で切削するとカッタに負荷が多くかかり、切削面が不
良になることがある。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、基
礎円近傍のインボリュート曲線の曲率半径の比較的小さ
い部分で加工速度を低減し、良好な切削面が得られるイ
ンボリュート補間速度制御方式を提供することを目的と
する。
礎円近傍のインボリュート曲線の曲率半径の比較的小さ
い部分で加工速度を低減し、良好な切削面が得られるイ
ンボリュート補間速度制御方式を提供することを目的と
する。
本発明では上記課題を解決するために、インボリュート
曲線を補間して数値制御加工を行う時の加工速度を制御
するインボリュート補間速度制御方式において、前記イ
ンボリュート曲線の方程式から曲率を求め、前記曲率が
所定の値以下かどうかを判別し、前記所定の値以下のと
きは、オーバライド値によって、加工速度を低減するこ
とを特徴とするインボリュート補間速度制御方式が、 提供される。
曲線を補間して数値制御加工を行う時の加工速度を制御
するインボリュート補間速度制御方式において、前記イ
ンボリュート曲線の方程式から曲率を求め、前記曲率が
所定の値以下かどうかを判別し、前記所定の値以下のと
きは、オーバライド値によって、加工速度を低減するこ
とを特徴とするインボリュート補間速度制御方式が、 提供される。
インボリュート曲線の基礎円の近傍では、曲率半径が小
さくなり、そのままの接線速度で、良好な加工面が得ら
れないので、加工速度をオーバライド値で低減する。
さくなり、そのままの接線速度で、良好な加工面が得ら
れないので、加工速度をオーバライド値で低減する。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第2図は本発明のインボリュート曲線を示す圓である。
回転方向が左回り(反時計回り)で基礎円Cから離れる
場合を示し、指令はGO’3.1である。その他に基礎
円Cに近づく場合、右回り(時計回り)等があるが、基
本的には同じである。
場合を示し、指令はGO’3.1である。その他に基礎
円Cに近づく場合、右回り(時計回り)等があるが、基
本的には同じである。
図において、基礎円Cはインボリュート曲線の基礎とな
る円である。基礎円Cの中心0の座標は(Xo,Yo)
であり、半径はRである。点Poはインボリュート曲線
ICの曲線開始点である。
る円である。基礎円Cの中心0の座標は(Xo,Yo)
であり、半径はRである。点Poはインボリュート曲線
ICの曲線開始点である。
インポリュート補間の指令は
G17C.03.2X−−Y−−1
J−−R−−F一一.
で与えられる。ここでG17は平面を指定する指令で、
G17はX−Y平面を、G18はZ−X平面を、G19
はY−Z平面である。
G17はX−Y平面を、G18はZ−X平面を、G19
はY−Z平面である。
GO3.2は左回り(反時計回り)のインボリュ−1・
補間の指令であり、右回り(時計回り)のインボリュー
1・補間はGO2.2で指令される。
補間の指令であり、右回り(時計回り)のインボリュー
1・補間はGO2.2で指令される。
尚、基礎円Cへ近づくか、離れるかはインボリュート曲
線ICの始点Ps (Xs.Ys)と終点Pe (
Xe,Ye)の座標値によって決まる。
線ICの始点Ps (Xs.Ys)と終点Pe (
Xe,Ye)の座標値によって決まる。
x−−y−−はインボリュート曲線ICの終点の座標で
あり、図ではPe (Xe , Ye )の値であ
り、アブソリュート値で指令する。
あり、図ではPe (Xe , Ye )の値であ
り、アブソリュート値で指令する。
1−−J−−は始点Ps (Xs , Ys )から
見た、基礎円Cの中心○の値であり、ここではインクリ
メンタル値で指令する。
見た、基礎円Cの中心○の値であり、ここではインクリ
メンタル値で指令する。
R一一は基礎円Cの半径Rであり、F−〜は送り速度で
ある。
ある。
インボリュ−1・曲線の方程式は以上の指定された値か
ら、以下の式で表すことができ、この方程式に基づいて
補間を実行する。
ら、以下の式で表すことができ、この方程式に基づいて
補間を実行する。
X=R{cosθ」賢〇一θ1 ) sinθ}+Xo
Y = R (sinθ一( θ−θ1 ) cos
θ)+y.第2図から分かるように、インボリュート曲
線IC上の点P1、P2、P3等ではその曲率半径Ra
l、Ra2、Ra3が小さく、そのまま指令された速度
Fで加工を行うと、カッタの負荷が大きく、良好な加工
面が得られない。従って、曲率半径が一定値Rm以下、
すなわちインボリュ−1〜曲線IC上の点Pmより右側
:ずなわち加工速度低減領域Teaでは加工速度を減速
して加工を行うものである。勿論、点P5等の点Pmよ
り右側では加工速度は指令された送り速度Fで加工を行
つ。
Y = R (sinθ一( θ−θ1 ) cos
θ)+y.第2図から分かるように、インボリュート曲
線IC上の点P1、P2、P3等ではその曲率半径Ra
l、Ra2、Ra3が小さく、そのまま指令された速度
Fで加工を行うと、カッタの負荷が大きく、良好な加工
面が得られない。従って、曲率半径が一定値Rm以下、
すなわちインボリュ−1〜曲線IC上の点Pmより右側
:ずなわち加工速度低減領域Teaでは加工速度を減速
して加工を行うものである。勿論、点P5等の点Pmよ
り右側では加工速度は指令された送り速度Fで加工を行
つ。
このような速度制御は、インボリ,、一ト曲線の補間時
に曲率半径を求め、これを一定値Rmと比較して、この
値より曲率半径Raが小さいときは加工速度を減速する
ことによって行う。
に曲率半径を求め、これを一定値Rmと比較して、この
値より曲率半径Raが小さいときは加工速度を減速する
ことによって行う。
第1回は本発明のインボリュート補間速度制御方式の処
理のフローチャートである。図において、Sに続く数値
はステップ番号を示す。
理のフローチャートである。図において、Sに続く数値
はステップ番号を示す。
〔S1〕インボリュート曲線を特定する回転方向、送り
速度、基礎円の中心位置、基礎円の半径、終点の位置を
指令する。現在位置は制御装置のメモリにセソトされて
いる。
速度、基礎円の中心位置、基礎円の半径、終点の位置を
指令する。現在位置は制御装置のメモリにセソトされて
いる。
〔S2〕与えられた指令から始点と終点を結ぶインボリ
ュート曲線の方程式を定める。
ュート曲線の方程式を定める。
〔S3〕インポリュート曲線上の現在位置(インボリュ
ート補間開始時は始点)における曲率半径Raを求める
。
ート補間開始時は始点)における曲率半径Raを求める
。
これは、パルス分配ごとの曲率半径の計算は以下の式か
ら求められる。
ら求められる。
Ra=R* (θ−01)
ただし、インボリュート曲線上の点の座標は上記に説明
したように、 X=R(cosθ+(θ−θl ) sinθ}十χ。
したように、 X=R(cosθ+(θ−θl ) sinθ}十χ。
Y=R (sinθ−(0−θ1 ) cosθl+Y
oと表される。ここで、X,Yは現在位置、X0、Y0
は基礎円の中心の位置、Rは基礎円Cの半径、θぱイン
ボリュート曲線IC上の点P (X,Y)を通り、この
点Pからインボリュート曲線ICに対して法線方向に基
礎円と接する接線の接点と点0 (XoYo )とを結
ぶ線がX軸となす角度である。角度01はインボリュー
ト曲線の曲線開始点角度である。
oと表される。ここで、X,Yは現在位置、X0、Y0
は基礎円の中心の位置、Rは基礎円Cの半径、θぱイン
ボリュート曲線IC上の点P (X,Y)を通り、この
点Pからインボリュート曲線ICに対して法線方向に基
礎円と接する接線の接点と点0 (XoYo )とを結
ぶ線がX軸となす角度である。角度01はインボリュー
ト曲線の曲線開始点角度である。
〔S4〕インポリュート曲線ICの曲率半径Raを基準
値Rmと比較する。曲率半径Ra<RmならS5へ、そ
うでなければV−1としてS8へいく。
値Rmと比較する。曲率半径Ra<RmならS5へ、そ
うでなければV−1としてS8へいく。
〔S5〕加工速度を減速するためのオーハライド値(V
)を求める。オーバライド値は以下の式で求める。
)を求める。オーバライド値は以下の式で求める。
V=Ra/Rm
〔S6〕このオーハライド値が下限値Vnを下回るか調
べ、下回ったときはS7、そうでなければS8へいく。
べ、下回ったときはS7、そうでなければS8へいく。
〔S7〕オーバライド値が下限値Vn以下であるので、
オーハライド値を下限値Vnにクランプする。
オーハライド値を下限値Vnにクランプする。
〔S8]パルス分配ごとの角度θの増分Δθの計算を以
下の式で実行する。
下の式で実行する。
Δθ一■・K/{R・ (θ一θ1)}ただし、K一τ
・ (F/60)で、τはパルス分配周期[sec]
、Fは送り速度[mm/min]である。
・ (F/60)で、τはパルス分配周期[sec]
、Fは送り速度[mm/min]である。
〔S9〕パルス分配の計算を行う。
このサイクルをインボリュート曲線の終点Pe(Xe
, Ye )に達するまで繰り返す。
, Ye )に達するまで繰り返す。
第3図は曲率半径とオーバライド値との対応を示す図で
ある。第3図は第2図のフローチャートの34〜S7で
オーバライド値を求めるステップと対応する。図では横
軸は曲率半径Raであり、縦軸はオーバライド値を表す
。曲率半径が一定値Rm以上であるときは、オーバライ
ド値は100%であり、曲率半径RaがRm以下になる
と、直線的に低減し、オーハライド値Vが下限値Vnに
達するとそこでクランプされる。
ある。第3図は第2図のフローチャートの34〜S7で
オーバライド値を求めるステップと対応する。図では横
軸は曲率半径Raであり、縦軸はオーバライド値を表す
。曲率半径が一定値Rm以上であるときは、オーバライ
ド値は100%であり、曲率半径RaがRm以下になる
と、直線的に低減し、オーハライド値Vが下限値Vnに
達するとそこでクランプされる。
これらの一定値Rm及び下限値Vnは実際に加工するワ
ークの材質、工具、インボリュート曲線の基礎円の大き
さ等によって、判断して設定される。
ークの材質、工具、インボリュート曲線の基礎円の大き
さ等によって、判断して設定される。
このようにして基礎円近傍、すなわち曲率半径が一定値
以下のときは加工速度が低減される。
以下のときは加工速度が低減される。
第4図は本実施例の数値制御装置の概略図である。図に
おいて、テープ指令1は、先に述べた指令をパンチした
テープである。テーブリーダ2は、このテープ1を読み
取る。前処理手段3は、インボリュート補間指令がある
かをGコードから判断する。インボリュート補間データ
作成手段4は、上記に説明したインポリュニト補間に必
要なデータを指令値から作成する。このとき、同時に曲
率半径を計算し、一定値以下のときはオーバライド値を
求め、このオーバライド値によって速度を低減させる。
おいて、テープ指令1は、先に述べた指令をパンチした
テープである。テーブリーダ2は、このテープ1を読み
取る。前処理手段3は、インボリュート補間指令がある
かをGコードから判断する。インボリュート補間データ
作成手段4は、上記に説明したインポリュニト補間に必
要なデータを指令値から作成する。このとき、同時に曲
率半径を計算し、一定値以下のときはオーバライド値を
求め、このオーバライド値によって速度を低減させる。
パルス分配手段5は、インボリュート補間データ作成手
段4で作成されたデータから上記の式にもとすいて、θ
を増分させてインボリュート曲線の各点を求め、補間を
行い、パルスを分配する。サーボ制御回路6は、指令に
よってサーボモータを駆動する。サーボモータ7は、ボ
ールネジ等を介して機械8を移動させる。
段4で作成されたデータから上記の式にもとすいて、θ
を増分させてインボリュート曲線の各点を求め、補間を
行い、パルスを分配する。サーボ制御回路6は、指令に
よってサーボモータを駆動する。サーボモータ7は、ボ
ールネジ等を介して機械8を移動させる。
以上説明したように本発明では、基礎円近傍のインポリ
ュート曲線の曲率半径の小さいところで加工速度を低減
するように構成したので、カツタの負荷を軽減し、良好
な切削面を得ることができる。
ュート曲線の曲率半径の小さいところで加工速度を低減
するように構成したので、カツタの負荷を軽減し、良好
な切削面を得ることができる。
第1図は本発明のインポリュート補間速度制御方式の処
理のフローチャート、 第2図は本発明のインボリュート曲線を示す図、第3図
は曲率半径とオーバライド値との対応を示す図、 第4図は本実施例の数値制御装置の概略図である。 4−・− テープ指令 テープリーダ 前処理手段 インボリュート補間データ作成手段 パルス分配手段 サーボ制御回路 サーボモータ ー・一機械 基礎円 −・−−一−−一一基礎円の中心 インボリュート曲線 −・−・・加工速度低減領域 インボリュート曲線の曲線開始点 インポリュート曲線の始点 インポリュート曲線の終点 一基礎円の半径 曲線開始点角度 −基準となる曲率半径 オーバライドの下限値 7 −−−−−−一・一 8・−−−−−− C IC ICa Po Ps Pe −一一・ R θ I R m−・一−−・・ Vn 特許出願人 ファナック株式会社 代理人 弁理士 服部毅巖
理のフローチャート、 第2図は本発明のインボリュート曲線を示す図、第3図
は曲率半径とオーバライド値との対応を示す図、 第4図は本実施例の数値制御装置の概略図である。 4−・− テープ指令 テープリーダ 前処理手段 インボリュート補間データ作成手段 パルス分配手段 サーボ制御回路 サーボモータ ー・一機械 基礎円 −・−−一−−一一基礎円の中心 インボリュート曲線 −・−・・加工速度低減領域 インボリュート曲線の曲線開始点 インポリュート曲線の始点 インポリュート曲線の終点 一基礎円の半径 曲線開始点角度 −基準となる曲率半径 オーバライドの下限値 7 −−−−−−一・一 8・−−−−−− C IC ICa Po Ps Pe −一一・ R θ I R m−・一−−・・ Vn 特許出願人 ファナック株式会社 代理人 弁理士 服部毅巖
Claims (3)
- (1)インボリュート曲線を補間して数値制御加工を行
う時の加工速度を制御するインボリュート補間速度制御
方式において、 前記インボリュート曲線の方程式から曲率を求め、 前記曲率が所定の値以下かどうかを判別し、前記所定の
値以下のときは、オーバライド値によって、加工速度を
低減することを特徴とするインボリュート補間速度制御
方式。 - (2)前記インボリュート曲線の方程式は、前記インボ
リュート曲線上の点をX、Y、 前記インボリュート曲線上の点を通り、前記インボリュ
ート曲線に対して法線方向に前記インボリュート曲線の
基礎円と接する接線の接点と前記基礎円の中心とを結ぶ
線とX軸との角度をΘ、前記インボリュート曲線の始点
と前記基礎円の中心とを結ぶ線がX軸となす角度をΘ1
、 前記基礎円の半径をRとして、 X=R{cosΘ+(Θ−Θ1)sinΘ}+X_0Y
=R{sinΘ−(Θ−Θ1)cosΘ}+Y_0で与
えることによってインボリュート曲線補間を行うことを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載のインボリュート
補間速度制御方式。 - (3)前記送り速度オーバーライド値Vは、前記曲率半
径が一定値以下のときは直線的に減少し、所定の下限値
でクランプされることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載のインボリュート補間速度制御方式。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1060470A JP2833771B2 (ja) | 1989-03-13 | 1989-03-13 | インボリュート補間速度制御方法 |
PCT/JP1990/000233 WO1990010900A1 (en) | 1989-03-13 | 1990-02-26 | Involute-interpolation speed control system |
US07/582,852 US5101147A (en) | 1989-03-13 | 1990-02-26 | Method of controlling machining speed on involute interpolation |
DE69023981T DE69023981T2 (de) | 1989-03-13 | 1990-02-26 | Geschwindigkeitssteuermethode für eine evolute-interpolation. |
EP90903413A EP0413825B1 (en) | 1989-03-13 | 1990-02-26 | Involute-interpolation speed control method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1060470A JP2833771B2 (ja) | 1989-03-13 | 1989-03-13 | インボリュート補間速度制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02238504A true JPH02238504A (ja) | 1990-09-20 |
JP2833771B2 JP2833771B2 (ja) | 1998-12-09 |
Family
ID=13143190
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1060470A Expired - Fee Related JP2833771B2 (ja) | 1989-03-13 | 1989-03-13 | インボリュート補間速度制御方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5101147A (ja) |
EP (1) | EP0413825B1 (ja) |
JP (1) | JP2833771B2 (ja) |
DE (1) | DE69023981T2 (ja) |
WO (1) | WO1990010900A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103246237A (zh) * | 2013-05-23 | 2013-08-14 | 南京工业大学 | 基于局部结束点的数控系统速度控制方法 |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0354610A (ja) * | 1989-07-21 | 1991-03-08 | Fanuc Ltd | インボリュート補間誤差補正方式 |
JPH03246707A (ja) * | 1990-02-26 | 1991-11-05 | Fanuc Ltd | 系統別位置補正方式 |
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