JPH05281094A - 循環式ころがり案内を備えた直動式ガイドの診断方法 およびその装置 - Google Patents
循環式ころがり案内を備えた直動式ガイドの診断方法 およびその装置Info
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- JPH05281094A JPH05281094A JP4074927A JP7492792A JPH05281094A JP H05281094 A JPH05281094 A JP H05281094A JP 4074927 A JP4074927 A JP 4074927A JP 7492792 A JP7492792 A JP 7492792A JP H05281094 A JPH05281094 A JP H05281094A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 循環式ころがり案内とスクリューやレールで
構成される直線運動を保持する機構の循環式ころがり案
内の転動状態の振動を測定し、循環式ころがり案内とス
クリューやレールで構成される直線運動を保持する機構
の装置の異常診断の方法および装置を得ようとするもの
である。 【構成】 周波数fに相当する周波数(以下周波数一次
成分と称する)のレベルをコンピュータ8で、あるしき
い値と比較し周波数のレベルがしきい値を下回った場合
に、ころがり案内の循環に異常が発生したと診断する。
このときの様子を図1に示す。本発明の異常診断の一実
施例では、前記周期Tは410msec、周波数fは
2.4Hzであった。図1に実線で示した例がそのとき
の周波数解析した後の、周波数一次成分のレベルを示し
ている。
構成される直線運動を保持する機構の循環式ころがり案
内の転動状態の振動を測定し、循環式ころがり案内とス
クリューやレールで構成される直線運動を保持する機構
の装置の異常診断の方法および装置を得ようとするもの
である。 【構成】 周波数fに相当する周波数(以下周波数一次
成分と称する)のレベルをコンピュータ8で、あるしき
い値と比較し周波数のレベルがしきい値を下回った場合
に、ころがり案内の循環に異常が発生したと診断する。
このときの様子を図1に示す。本発明の異常診断の一実
施例では、前記周期Tは410msec、周波数fは
2.4Hzであった。図1に実線で示した例がそのとき
の周波数解析した後の、周波数一次成分のレベルを示し
ている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、機械に組み込まれた循
環式ころがり案内を備えた直動式ガイドの内部状態を分
解せずに診断するための方法と装置に関するものであ
る。
環式ころがり案内を備えた直動式ガイドの内部状態を分
解せずに診断するための方法と装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来から回転機械のころがり軸受の異常
を検出し監視するために、回転機械の軸受より発生する
振動を加速度領域を中心として監視し、発生した振動の
大きさ、振動の周期等に着目してころがり軸受の異常を
判定する手法が取られてきた(特開昭63−30321
5号公報、特開平3−221818号公報等)。
を検出し監視するために、回転機械の軸受より発生する
振動を加速度領域を中心として監視し、発生した振動の
大きさ、振動の周期等に着目してころがり軸受の異常を
判定する手法が取られてきた(特開昭63−30321
5号公報、特開平3−221818号公報等)。
【0003】ところが、上記の方法や装置はころがり軸
受に関するもののみであり、循環式ころがり案内とスク
リューやレールで構成される直線運動を保持する機構に
は、適用ができなかった。
受に関するもののみであり、循環式ころがり案内とスク
リューやレールで構成される直線運動を保持する機構に
は、適用ができなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明が解決
しようとする課題は、循環式ころがり案内とスクリュー
やレールで構成される直線運動を保持する機構の循環式
ころがり案内の転動状態の振動を測定し、循環式ころが
り案内とスクリューやレールで構成される直線運動を保
持する機構の装置の異常診断の方法および装置を得よう
とするものである。
しようとする課題は、循環式ころがり案内とスクリュー
やレールで構成される直線運動を保持する機構の循環式
ころがり案内の転動状態の振動を測定し、循環式ころが
り案内とスクリューやレールで構成される直線運動を保
持する機構の装置の異常診断の方法および装置を得よう
とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明が上記課題を解決
するための手段は、直線運動を保持する直動式ガイドが
駆動時に発生する振動を加速度センサで検出し、この検
出信号を加速度領域で増幅し、包絡線検波をおこなった
後に周波数解析をした結果得られる信号のうち、直動式
ガイドにより特定される周波数の大きさが、所定のしき
い値を下回ることで直動式ガイドの異常と判断すること
とした循環式ころがり案内を備えた直動式ガイドの診断
方法である。
するための手段は、直線運動を保持する直動式ガイドが
駆動時に発生する振動を加速度センサで検出し、この検
出信号を加速度領域で増幅し、包絡線検波をおこなった
後に周波数解析をした結果得られる信号のうち、直動式
ガイドにより特定される周波数の大きさが、所定のしき
い値を下回ることで直動式ガイドの異常と判断すること
とした循環式ころがり案内を備えた直動式ガイドの診断
方法である。
【0006】また、直線運動を保持する直動式ガイドが
駆動時に発生する振動を検出する加速度センサと、この
検出信号を加速度領域で増幅する装置と、増幅された信
号を包絡線検波する装置と、この包絡線の周波数解析を
おこなう装置と、解析された周波数のレベルを所定のし
きい値と比較する装置とからなる循環式ころがり案内を
備えた直動式ガイドの診断装置である。
駆動時に発生する振動を検出する加速度センサと、この
検出信号を加速度領域で増幅する装置と、増幅された信
号を包絡線検波する装置と、この包絡線の周波数解析を
おこなう装置と、解析された周波数のレベルを所定のし
きい値と比較する装置とからなる循環式ころがり案内を
備えた直動式ガイドの診断装置である。
【0007】
【作用】次に、本発明の作用を説明する。循環式ころが
り案内とスクリューやレールで構成される直線運動を保
持する機構において、ころがり案内は、スクリューやレ
ールの溝に沿って負荷を受けながら転動し、循環のため
に設けられた機構の溝などを通って無負荷でもどる。こ
の無負荷から負荷に転じる際に、ころがり案内同志また
はころがり案内とスクリューやレールが衝撃的に接触
し、周期的な振動を発生させる。図4にこの様子を示
す。図4おいて、振動の加速度レベルの大きいピーク点
が周期的に発生していることがわかる。このピーク点の
周期をTとする。粉塵環境などで使用されていると、こ
ろがり案内の循環に異常をきたした場合には、次第に周
期的な振動が発生しなくなる。そこで、この周期的なお
おきなピーク点を監視することにより、異常診断を行な
うことができることがわかる。
り案内とスクリューやレールで構成される直線運動を保
持する機構において、ころがり案内は、スクリューやレ
ールの溝に沿って負荷を受けながら転動し、循環のため
に設けられた機構の溝などを通って無負荷でもどる。こ
の無負荷から負荷に転じる際に、ころがり案内同志また
はころがり案内とスクリューやレールが衝撃的に接触
し、周期的な振動を発生させる。図4にこの様子を示
す。図4おいて、振動の加速度レベルの大きいピーク点
が周期的に発生していることがわかる。このピーク点の
周期をTとする。粉塵環境などで使用されていると、こ
ろがり案内の循環に異常をきたした場合には、次第に周
期的な振動が発生しなくなる。そこで、この周期的なお
おきなピーク点を監視することにより、異常診断を行な
うことができることがわかる。
【0008】
【実施例】本発明の実施例を次に説明する。図2は、本
発明の直動式ガイドの診断装置である。1は直動式ガイ
ド、2はレール、3は加速度センサ、4は増幅器、5は
ハイパスフィルタ、6は包絡線検波装置、7は周波数解
析装置、8はコンピュータである。この図2に示す装置
により、図4に示す直動式ガイドの振動を検出し、増幅
器4で信号を増幅する。この結果から余分な低周波ノイ
ズ分を除去するために、1kHzのハイパスフィルタ5
を介した。次に、包絡線検波装置6により図4に示す周
期的に大きなピークを示す信号点から構成される包絡線
を作成する。この様子を図5に示す。周波数解析装置
(例えば、FFT)によりピーク点の周期から得られる
周波数(f=1/T)と、この包絡線スペクトルを得
る。この様子を図6に示す。
発明の直動式ガイドの診断装置である。1は直動式ガイ
ド、2はレール、3は加速度センサ、4は増幅器、5は
ハイパスフィルタ、6は包絡線検波装置、7は周波数解
析装置、8はコンピュータである。この図2に示す装置
により、図4に示す直動式ガイドの振動を検出し、増幅
器4で信号を増幅する。この結果から余分な低周波ノイ
ズ分を除去するために、1kHzのハイパスフィルタ5
を介した。次に、包絡線検波装置6により図4に示す周
期的に大きなピークを示す信号点から構成される包絡線
を作成する。この様子を図5に示す。周波数解析装置
(例えば、FFT)によりピーク点の周期から得られる
周波数(f=1/T)と、この包絡線スペクトルを得
る。この様子を図6に示す。
【0009】ここで、前記周波数fに相当する周波数
(以下周波数一次成分と称する)のレベルをコンピュー
タ8で、所定のしきい値と比較し周波数のレベルがしき
い値を下回った場合に、ころがり案内の循環に異常が発
生したと診断する。このときの様子を図1に示す。本発
明の異常診断の一実施例では、前記周期Tは410ms
ec、周波数fは2.4Hzであった。図1に実線で示
した例がそのときの周波数解析した後の、周波数一次成
分のレベルを示している。
(以下周波数一次成分と称する)のレベルをコンピュー
タ8で、所定のしきい値と比較し周波数のレベルがしき
い値を下回った場合に、ころがり案内の循環に異常が発
生したと診断する。このときの様子を図1に示す。本発
明の異常診断の一実施例では、前記周期Tは410ms
ec、周波数fは2.4Hzであった。図1に実線で示
した例がそのときの周波数解析した後の、周波数一次成
分のレベルを示している。
【0010】図1よりわかるように、3月4日にころが
り案内の取替えをおこなった。その後、周波数一次成分
のレベルは漸次大きくなり、やがて下降する。やがて、
レべルがやや一定値を示してきたので、5月20日にこ
ろがり案内部を観察したところ、ころがり案内部に粉塵
が発見できた。そこで、ころがり案内と潤滑油の交換を
行なった。また、周波数一次成分のレベルは漸次大きく
なり、やがて下降し、7月1日に同様に粉塵が発見され
た。通常使用時の平均的な周波数一次成分のレベルは、
2.01だったのに対して、このときの周波数一次成分
のレベルは、0.52だった。このときのスペクトル図
を図6に示す。そこで、しきい値を0.6に定めて、こ
のしきい値より周波数一次成分のレベルが低い場合に異
常と判断することにした。
り案内の取替えをおこなった。その後、周波数一次成分
のレベルは漸次大きくなり、やがて下降する。やがて、
レべルがやや一定値を示してきたので、5月20日にこ
ろがり案内部を観察したところ、ころがり案内部に粉塵
が発見できた。そこで、ころがり案内と潤滑油の交換を
行なった。また、周波数一次成分のレベルは漸次大きく
なり、やがて下降し、7月1日に同様に粉塵が発見され
た。通常使用時の平均的な周波数一次成分のレベルは、
2.01だったのに対して、このときの周波数一次成分
のレベルは、0.52だった。このときのスペクトル図
を図6に示す。そこで、しきい値を0.6に定めて、こ
のしきい値より周波数一次成分のレベルが低い場合に異
常と判断することにした。
【0011】図1では、他の直動ガイドの様子も鎖線、
一点鎖線、二点鎖線、破線等で示している。他の直動ガ
イドも同様の結果を示し、随時ころがり案内と潤滑油の
取替えを行なった。これらから、それぞれの直動ガイド
のしきい値を一度定める(これらの値を所定という)
と、異常診断が自動的に行なえることがわかる。
一点鎖線、二点鎖線、破線等で示している。他の直動ガ
イドも同様の結果を示し、随時ころがり案内と潤滑油の
取替えを行なった。これらから、それぞれの直動ガイド
のしきい値を一度定める(これらの値を所定という)
と、異常診断が自動的に行なえることがわかる。
【0012】そこで、本発明では、これらのしきい値を
コンピュータに入力し、しきい値より周波数一次成分の
レベルが低い場合に警報を出力する自動異常診断装置を
開発した。この異常診断のプログラムを図3に示す。な
お、本発明では、しきい値と周波数一次成分のレベルと
の比較をコンピュータで行なっているが、レベル比較器
においても、同様の結果を得ることができる。
コンピュータに入力し、しきい値より周波数一次成分の
レベルが低い場合に警報を出力する自動異常診断装置を
開発した。この異常診断のプログラムを図3に示す。な
お、本発明では、しきい値と周波数一次成分のレベルと
の比較をコンピュータで行なっているが、レベル比較器
においても、同様の結果を得ることができる。
【0013】
【発明の効果】以上、本発明によれば直動式ガイドの内
部状況を循環式ころがり案内の循環時に発生する周期的
な振動を検出し、包絡線処理を施すことで、周期性を顕
著にし、周波数解析後に周期振動の大きさをしきい値と
比較することで、内部の状況を判断することが可能とな
った。また、この大きさの時間経過を記録することで、
それ以降の劣化状態を類推することが可能となるととも
に、自動的に異常判断をすることが可能となった。
部状況を循環式ころがり案内の循環時に発生する周期的
な振動を検出し、包絡線処理を施すことで、周期性を顕
著にし、周波数解析後に周期振動の大きさをしきい値と
比較することで、内部の状況を判断することが可能とな
った。また、この大きさの時間経過を記録することで、
それ以降の劣化状態を類推することが可能となるととも
に、自動的に異常判断をすることが可能となった。
【図1】周波数一次成分のレベルの推移を示す図であ
る。
る。
【図2】本発明の直動式ガイドの診断装置である。
【図3】本発明の異常診断のプログラムを示す図であ
る。
る。
【図4】振動の加速度レベルの大きいピーク点が周期的
に発生していることを示す図である。
に発生していることを示す図である。
【図5】周期的に大きなピークを示す信号点から構成さ
れる包絡線の図である。
れる包絡線の図である。
【図6】周波数解析装置(例えば、FFT)によりピー
ク点の周期から得られるスペクトルである。
ク点の周期から得られるスペクトルである。
1 直動式ガイド 2 レール 3 加速度センサ 4 増幅器 5 ハイパスフィルタ 6 包絡線検波装置 7 周波数解析装置 8 コンピュータ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年4月12日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】
【作用】次に、本発明の作用を説明する。循環式ころが
り案内とスクリューやレールで構成される直線運動を保
持する機構において、ころがり案内は、スクリューやレ
ールの溝に沿って負荷を受けながら転動し、循環のため
に設けられた機構の溝などを通って無負荷でもどる。こ
の無負荷から負荷に転じる際に、ころがり案内とスクリ
ューやレールが衝撃的に接触し、周期的な振動を発生さ
せる。この周期は、つぎに示す(1)式および図7で示
される。図4(a)にこの様子を示す。図4(a)にお
いて、振動の加速度レベルの大きいピーク点が周期的に
発生していることがわかる。このピーク点の周期をTと
する。粉塵環境などで使用されていると、ころがり案内
の循環に異常をきたした場合には、図4(b)に示され
るように、次第に周期的な振動が発生しなくなる。そこ
で、この周期的なおおきなピーク点を監視することによ
り、異常診断を行なうことができることがわかる。(1)式 Tc=Dp/Vb ここで、Dp=2×(Da+Ca) Vb=V/2 ただし、Tc:振動加速度のピーク周期 Vb:ころ、または、ボールの速度 Dp:転動面が同じ側のころのピッチ Da:ころ、または、ボールの径 Ca:負荷側のころ間の平均すきま V:直動式ガイドの速度 を意味する。
り案内とスクリューやレールで構成される直線運動を保
持する機構において、ころがり案内は、スクリューやレ
ールの溝に沿って負荷を受けながら転動し、循環のため
に設けられた機構の溝などを通って無負荷でもどる。こ
の無負荷から負荷に転じる際に、ころがり案内とスクリ
ューやレールが衝撃的に接触し、周期的な振動を発生さ
せる。この周期は、つぎに示す(1)式および図7で示
される。図4(a)にこの様子を示す。図4(a)にお
いて、振動の加速度レベルの大きいピーク点が周期的に
発生していることがわかる。このピーク点の周期をTと
する。粉塵環境などで使用されていると、ころがり案内
の循環に異常をきたした場合には、図4(b)に示され
るように、次第に周期的な振動が発生しなくなる。そこ
で、この周期的なおおきなピーク点を監視することによ
り、異常診断を行なうことができることがわかる。(1)式 Tc=Dp/Vb ここで、Dp=2×(Da+Ca) Vb=V/2 ただし、Tc:振動加速度のピーク周期 Vb:ころ、または、ボールの速度 Dp:転動面が同じ側のころのピッチ Da:ころ、または、ボールの径 Ca:負荷側のころ間の平均すきま V:直動式ガイドの速度 を意味する。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正内容】
【0008】
【実施例】本発明の実施例を次に説明する。図2は、本
発明の直動式ガイドの診断装置である。1は直動式ガイ
ド、2はレール、3は加速度センサ、4は増幅器、5は
ハイパスフィルタ、6は包絡線検波装置、7は周波数解
析装置、8はコンピュータである。この図2に示す装置
により、図4に示す直動式ガイドの振動を検出し、増幅
器4で信号を増幅する。この結果から余分な低周波ノイ
ズ分を除去するために、1kHzのハイパスフィルタ5
を介した。次に、包絡線検波装置6により図4に示す周
期的に大きなピークを示す信号点から構成される包絡線
を作成する。この様子を図5に示す。図5(a)が正常
時、図5(b)が異常発生時である。周波数解析装置
(例えば、FFT)によりピーク点の周期から得られる
周波数(f=1/T)と、この包絡線スペクトルを得
る。この様子を図6に示す。
発明の直動式ガイドの診断装置である。1は直動式ガイ
ド、2はレール、3は加速度センサ、4は増幅器、5は
ハイパスフィルタ、6は包絡線検波装置、7は周波数解
析装置、8はコンピュータである。この図2に示す装置
により、図4に示す直動式ガイドの振動を検出し、増幅
器4で信号を増幅する。この結果から余分な低周波ノイ
ズ分を除去するために、1kHzのハイパスフィルタ5
を介した。次に、包絡線検波装置6により図4に示す周
期的に大きなピークを示す信号点から構成される包絡線
を作成する。この様子を図5に示す。図5(a)が正常
時、図5(b)が異常発生時である。周波数解析装置
(例えば、FFT)によりピーク点の周期から得られる
周波数(f=1/T)と、この包絡線スペクトルを得
る。この様子を図6に示す。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】変更
【補正内容】
【0009】ここで、前記周波数fに相当する周波数
(以下周波数一次成分と称する)のレベルをコンピュー
タ8で、所定のしきい値と比較し周波数のレベルがしき
い値を下回った場合に、ころがり案内の循環に異常が発
生したと診断する。このときの様子を図1に示す。本発
明の異常診断の一実施例では、前記周期Tは410ms
ec、周波数fは2.4Hzであった。また、(1)式
により求められる周期は、ころ径12mm、すきま0.
45mm、速度60mm/secより415msecと
なり、ほぼ実測値に一致した。図1に実線で示した例が
そのときの周波数解析した後の、周波数一次成分のレベ
ルを示している。
(以下周波数一次成分と称する)のレベルをコンピュー
タ8で、所定のしきい値と比較し周波数のレベルがしき
い値を下回った場合に、ころがり案内の循環に異常が発
生したと診断する。このときの様子を図1に示す。本発
明の異常診断の一実施例では、前記周期Tは410ms
ec、周波数fは2.4Hzであった。また、(1)式
により求められる周期は、ころ径12mm、すきま0.
45mm、速度60mm/secより415msecと
なり、ほぼ実測値に一致した。図1に実線で示した例が
そのときの周波数解析した後の、周波数一次成分のレベ
ルを示している。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正内容】
【0013】
【発明の効果】以上、本発明によれば直動式ガイドの内
部状況を循環式ころがり案内の循環時に発生する周期的
な振動から検出し、この振動に包絡線処理を施すこと
で、周期性を顕著にし、周波数解析後に周期振動の大き
さをしきい値と比較することで、内部の状況を判断する
ことが可能となった。また、この大きさの時間経過を記
録することで、それ以降の劣化状態を類推することが可
能となるとともに、自動的に異常判断をすることが可能
となった。
部状況を循環式ころがり案内の循環時に発生する周期的
な振動から検出し、この振動に包絡線処理を施すこと
で、周期性を顕著にし、周波数解析後に周期振動の大き
さをしきい値と比較することで、内部の状況を判断する
ことが可能となった。また、この大きさの時間経過を記
録することで、それ以降の劣化状態を類推することが可
能となるとともに、自動的に異常判断をすることが可能
となった。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図7
【補正方法】追加
【補正内容】
【図7】ころの循環状態のイメージ図である。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【符号の説明】 1 直動式ガイド 2 レール 3 加速度センサ 4 増幅器 5 ハイパスフィルタ 6 包絡線検波装置 7 周波数解析装置 8 コンピュータ9 ころ ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年4月12日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図4
【補正方法】変更
【補正内容】
【図4】
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図5
【補正方法】変更
【補正内容】
【図5】
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図7
【補正方法】追加
【補正内容】
【図7】
Claims (2)
- 【請求項1】 直線運動を保持する直動式ガイドが駆動
時に発生する振動を加速度センサで検出し、この検出信
号を加速度領域で増幅し、包絡線検波をおこなった後に
周波数解析をした結果得られる信号のうち、直動式ガイ
ドにより特定される周波数の大きさが、所定のしきい値
を下回ることで直動式ガイドの異常と判断することを特
徴とする循環式ころがり案内を備えた直動式ガイドの診
断方法。 - 【請求項2】 直線運動を保持する直動式ガイドが駆動
時に発生する振動を検出する加速度センサと、この検出
信号を加速度領域で増幅する装置と、増幅された信号を
包絡線検波する装置と、この包絡線の周波数解析をおこ
なう装置と、解析された周波数のレベルを所定のしきい
値と比較する装置とからなることを特徴とする循環式こ
ろがり案内を備えた直動式ガイドの診断装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4074927A JPH05281094A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 循環式ころがり案内を備えた直動式ガイドの診断方法 およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4074927A JPH05281094A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 循環式ころがり案内を備えた直動式ガイドの診断方法 およびその装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05281094A true JPH05281094A (ja) | 1993-10-29 |
Family
ID=13561484
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4074927A Pending JPH05281094A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 循環式ころがり案内を備えた直動式ガイドの診断方法 およびその装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05281094A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006025404A1 (ja) * | 2004-08-31 | 2006-03-09 | Thk Co., Ltd. | 状態検出装置及び状態検出方法並びに状態検出用プログラム及び情報記録媒体、状態表示装置及び状態表示方法並びに状態表示用プログラム及び情報記録媒体 |
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