JPH1133727A - Control method of welding robot - Google Patents
Control method of welding robotInfo
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- JPH1133727A JPH1133727A JP19026197A JP19026197A JPH1133727A JP H1133727 A JPH1133727 A JP H1133727A JP 19026197 A JP19026197 A JP 19026197A JP 19026197 A JP19026197 A JP 19026197A JP H1133727 A JPH1133727 A JP H1133727A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、溶接ロボットを用
いて溶接作業を行う際の制御方法に関し、特に、溶接ト
ーチに先行するセンサを利用して溶接を行う溶接ロボッ
トの制御方法に関する。The present invention relates to a control method for performing a welding operation using a welding robot, and more particularly to a control method for a welding robot that performs welding using a sensor preceding a welding torch.
【0002】[0002]
【従来の技術】教示プログラムの再生運転により動作す
る溶接ロボットを用いて、溶接線をトラッキングしなが
ら溶接作業を実行する場合、溶接トーチ進行方向に関
し、溶接トーチよりも先行したセンサを取り付け、セン
サからの信号に基づき教示パスを補正しながら溶接作業
を行わせる方法がよく用いられる。ところで、溶接ロボ
ットによる溶接作業の対象となる被溶接材に開先がある
場合、溶け込みの品質が要求される。被溶接材自体にバ
ラツキが存在せず、設置の位置ズレのみが存在する場合
は、位置ズレを検出するセンサ手段を有していれば、要
求品質を満足することが可能であるが、通常、被溶接材
自体にもバラツキが存在するため、溶け込みが安定しな
い。このため、多層盛りの溶接の場合、溶け込みの制御
が要求される1層目は溶接作業者が溶接を行い、2層目
以降を溶接ロボットで溶接を行うことが多い。2. Description of the Related Art When performing a welding operation while tracking a welding line by using a welding robot that operates by playing back a teaching program, a sensor that precedes the welding torch with respect to the traveling direction of the welding torch is attached. A method of performing a welding operation while correcting a teaching path based on the signal of the above is often used. By the way, when a material to be welded by a welding robot has a groove, quality of penetration is required. If there is no variation in the material to be welded itself and only the positional deviation of the installation exists, the required quality can be satisfied by having a sensor means for detecting the positional deviation. Since there is variation in the material to be welded, the penetration is not stable. For this reason, in the case of multi-layer welding, a welding operator often performs welding on the first layer for which penetration control is required, and welds the second and subsequent layers with a welding robot.
【0003】上記問題を解決するために、例えば、特公
平7−4671号公報には、レーザセンサを用いて被溶
接材の開先位置及び開先隙間を検出し、開先隙間に適応
した動作を行う溶接位置制御方法が開示されている。ま
た、特開平3−90283号公報には、レーザセンサを
用いて、開先隙間量、開先目違い量、開先位置を検出
し、対応した制御を行う片面自動溶接の裏面開先情報検
出方法が開示されている。前記特公平7−4671号公
報及び前記特開平3−90283号公報ともに、特に、
被溶接材の開先隙間に対応した制御を行うことを目的と
している。[0003] In order to solve the above problem, for example, Japanese Patent Publication No. 7-4671 discloses an operation adapted to detect a groove position and a groove gap of a material to be welded using a laser sensor and adapt to the groove gap. Is disclosed. Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-90283 discloses a backside groove information detection of single-sided automatic welding for detecting a groove gap amount, a groove difference amount, and a groove position by using a laser sensor and performing corresponding control. A method is disclosed. Both JP-B-7-4671 and JP-A-3-90283,
It is intended to perform control corresponding to the groove gap of the material to be welded.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、被溶接材の
開先隙間は溶け込み品質に影響を与えるもっとも大きな
因子の一つではあるが、被溶接材の開先隙間と同様に開
先ルート面の厚さが溶け込み品質に大きな影響を与える
ことが、本発明者による実験により、確認された。開先
ルート面は通常機械加工によって得られるが、例えば、
住宅建材の場合、機械加工精度が悪い場合が多く、同一
被溶接材中においても開先ルート面の厚さが変わること
がある。このような場合、被溶接材の位置、開先隙間を
検出し、制御を行っても、開先ルート面の影響により、
溶け込み不良、もしくは、溶け落ちが発生する。そこ
で、本発明の目的は、開先ルート面の厚さをセンサ手段
で検出し、ルート面に応じた制御方法を行うことによ
り、開先ルート面の厚さが変化しても良好な溶接品質を
得ることにある。The groove gap of the material to be welded is one of the largest factors affecting the penetration quality. It has been confirmed by experiments by the present inventors that the thickness has a great influence on the penetration quality. The groove root surface is usually obtained by machining, for example,
In the case of house building materials, the machining accuracy is often poor, and the thickness of the groove root surface may vary even in the same material to be welded. In such a case, even if the position of the material to be welded and the groove gap are detected and controlled, the influence of the groove route surface causes
Poor penetration or burn-through occurs. Therefore, an object of the present invention is to detect the thickness of a groove root surface by a sensor means and to perform a control method according to the root surface, thereby obtaining a good welding quality even when the thickness of the groove root surface changes. Is to get
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の溶接ロボットの制御方法は、溶接ロボット
に溶接トーチ位置に対して進行方向側の近傍領域の目標
位置センシングを行うセンサ手段を搭載し、ロボット制
御装置から出力される溶接ロボットの教示プログラム再
生運転時に、前記センサ手段により逐次的に獲得される
センシング出力に基づき、前記溶接ロボット位置を補正
しつつ溶接線トラッキングを行う溶接ロボットの制御方
法において、前記ロボット制御装置に被溶接材の板厚を
あらかじめ入力しておき、前記センサ手段が検出した被
溶接材の開先深さと前記板厚の差より開先ルート面の厚
さを検出し、前記検出した開先ルート面の厚さに応じ
て、前記ロボット制御装置に記憶されている制御方法に
従って前記溶接ロボットを制御するものである。前記制
御方法において、前記検出した開先ルート面の厚さが厚
い場合に、溶接速度を遅くする、溶接電流を上げる、溶
接電圧を上げる、ワイヤエクステンションを短くする、
の内1つもしくは複数の制御を行うことにより、良好な
溶け込み品質を得ることができる。また、センサ手段で
開先隙間の有無を検出し、開先隙間がある場合は、前記
センサ手段で検出した開先ルート面の厚さと前記開先隙
間量の関係により、溶接速度、溶接電流、溶接電圧、ワ
イヤエクステンションの内1つもしくは複数の制御を行
うことにより、良好な溶け込み品質を得ることができ
る。In order to achieve the above object, a control method of a welding robot according to the present invention comprises a sensor means for causing a welding robot to sense a target position in a region near a welding torch position in a traveling direction. On the basis of the sensing output sequentially acquired by the sensor means, the welding robot performs a welding line tracking while correcting the welding robot position based on a sensing output sequentially acquired by the sensor means when the teaching robot reproducing program output from the robot controller is mounted. In the control method, the thickness of the material to be welded is input in advance to the robot controller, and the thickness of the groove root surface is determined from the difference between the groove depth of the material to be welded detected by the sensor means and the thickness. Detecting the welding robot in accordance with the control method stored in the robot controller in accordance with the detected thickness of the groove route surface. It is intended to control. In the control method, when the thickness of the detected groove root surface is large, the welding speed is reduced, the welding current is increased, the welding voltage is increased, the wire extension is shortened,
By performing one or a plurality of controls among the above, good penetration quality can be obtained. Further, the presence or absence of a groove gap is detected by a sensor means, and if there is a groove gap, the welding speed, welding current, welding current, By controlling one or more of the welding voltage and the wire extension, good penetration quality can be obtained.
【0006】[0006]
【発明の実施の形態】本発明は、開先が存在する被溶接
材において、センサ手段により開先ルート面厚さを検出
し、制御方法を対応させることにより、良好な溶接品質
を得ることに特徴がある。センサ手段は、被溶接材の開
先の始まりと終わりを検出する。開先の始まりの位置と
終わりの位置より開先の深さを演算する。前記演算した
深さと予め入力された被溶接材の板厚との差が開先ルー
ト面の厚さと認識される。開先ルート面の厚さ0mmを
基準とした場合、厚さが厚くなることにより、溶け込み
不足が発生する。この溶け込み不足を防止するため、入
熱を増加させる必要がある。入熱を増加させる手段とし
て、溶接速度を遅くする、溶接電流を上げる、溶接電圧
を上げる、ワイヤエクステンションを短くする、の内1
つもしくは複数の手段を用いる。この時、開先に隙間が
存在した場合、開先隙間と開先ルート面の厚さの関係を
考慮して入熱を制御する必要がある。開先隙間が無く
て、開先ルート面の厚さが大きい時は、溶け込み不足が
もっとも発生しやすいため、入熱を大きく増加させる。
一方、開先隙間があって、開先ルート面の厚さが小さい
時は、もっとも溶け落ちが発生しやすいため、入熱を大
きく減少させる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention is to obtain a good welding quality by detecting the thickness of a groove root surface by a sensor means and corresponding to a control method in a material to be welded having a groove. There are features. The sensor means detects the start and end of the groove of the workpiece. The groove depth is calculated from the start position and the end position of the groove. The difference between the calculated depth and the previously input plate thickness of the workpiece is recognized as the thickness of the groove root surface. When the thickness of the groove root surface is set to 0 mm as a reference, insufficient penetration occurs due to an increase in the thickness. In order to prevent this insufficient penetration, it is necessary to increase the heat input. Means for increasing the heat input include decreasing the welding speed, increasing the welding current, increasing the welding voltage, and shortening the wire extension.
One or more means are used. At this time, if there is a gap in the groove, it is necessary to control the heat input in consideration of the relationship between the groove gap and the thickness of the groove root surface. When there is no groove gap and the thickness of the groove root surface is large, insufficient penetration is most likely to occur, so that the heat input is greatly increased.
On the other hand, when there is a groove gap and the thickness of the groove root surface is small, burn-through is most likely to occur, so that the heat input is greatly reduced.
【0007】[0007]
【実施例】以下、本発明を、ロボット溶接作業の代表的
な事例であるV開先の突き合わせ継ぎ手溶接をレーザセ
ンサを用いて溶接を実行する場合について説明する。図
1はV開先の突き合わせ継ぎ手溶接部をレーザセンサを
用いてセンシングしながら溶接作業を実行する様子を表
した斜視図である。図1中、1は溶接ロボットアーム本
体部、2はレーザセンサ、3は溶接トーチ、4はレーザ
センサ走査ビーム、5は溶接線、6は開先部、7は開先
ルート面、8はレーザ走査線の軌跡、9は被溶接材表
面、10はロボット制御装置、11はレーザセンサ2か
らのセンシング出力を受けるインターフェイス、12は
CPU、13は予め入力された被溶接材の板厚が格納さ
れた板厚ファイル、14は予め設定されている制御方法
を格納された制御方法ファイル、15はセンシング出力
の開先深さと板厚の差より求められた開先ルート面の厚
さに応じて制御方法を特定するための対応関係を記憶さ
せたROM、16は決定された制御方法に基づいてロボ
ットを駆動する駆動指令を出力する駆動部である。図1
に示されているように、溶接ロボットアーム本体部1
で、レーザセンサ2と溶接トーチ3が保持されている。
レーザセンサ2はレーザセンサ走査ビーム4でワークの
形状を認識している。レーザセンサ走査ビーム4は、開
先部6及び被溶接材表面9を走査する。図2はV開先突
き合わせの継ぎ手を表している。図中t1は板厚、t2は
開先ルート面厚さであり、板厚t1は予め図1に示すロ
ボット制御装置10の板厚ファイル13に入力されてい
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described with reference to a case where a butt joint welding of a V groove, which is a typical example of a robot welding operation, is performed using a laser sensor. FIG. 1 is a perspective view showing a state in which a welding operation is performed while sensing a butt joint weld of a V groove using a laser sensor. In FIG. 1, 1 is a welding robot arm main body, 2 is a laser sensor, 3 is a welding torch, 4 is a laser sensor scanning beam, 5 is a welding line, 6 is a groove, 7 is a groove root surface, and 8 is a laser. The trajectory of the scanning line, 9 is the surface of the material to be welded, 10 is the robot controller, 11 is the interface for receiving the sensing output from the laser sensor 2, 12 is the CPU, and 13 is the thickness of the material to be welded which has been input in advance. A thickness file, 14 is a control method file storing a preset control method, and 15 is a control according to the thickness of the groove root surface obtained from the difference between the groove depth of the sensing output and the thickness. A ROM 16 in which a correspondence for specifying a method is stored is a drive unit that outputs a drive command for driving the robot based on the determined control method. FIG.
As shown in FIG.
, The laser sensor 2 and the welding torch 3 are held.
The laser sensor 2 recognizes the shape of the work with the laser sensor scanning beam 4. The laser sensor scanning beam 4 scans the groove 6 and the surface 9 of the workpiece. FIG. 2 shows the joint of the V groove butt. In the drawing, t 1 is the plate thickness, t 2 is the groove root surface thickness, and the plate thickness t 1 is input in advance to the plate thickness file 13 of the robot controller 10 shown in FIG.
【0008】図3は図2のV開先突き合わせの継ぎ手上
をレーザセンサ走査ビーム4が走査したレーザの走査線
軌跡8を表している。レーザ走査ビーム4は被溶接材表
面9と開先面6を走査して、レーザ走査線軌跡を描く
が、開先ルート面7はレーザ走査ビーム4が当たること
ができないし、当たってもレーザ光の反射が返ってこな
いため、センサで検出することができない。このため、
被溶接材の表面9から開先面6の終端位置の深さである
開先深さt3を求めることができる。前記板厚t1から、
前記開先深さt3を引くと、開先ルート面厚さt2を求め
ることができる。図1のセンシング出力は開先深さt3
であり、CPU12で開先ルート面厚さt2を演算し、
これに基づいて最適の制御方法を制御方法ファイル14
から選択する。例えば、開先ルート面厚さt2が0mm
の時の溶接速度、溶接電流、溶接電圧、ワイヤエクステ
ンションを基準とし、前記レーザセンサ2で求めた開先
ルート面厚さt2に応じて、溶接速度を遅くする、溶接
電流を上げる、溶接電圧を上げる、ワイヤエクステンシ
ョンを短くする、の内1つもしくは複数の制御を実行す
ることにより、良好な溶け込みの制御を行うことが可能
となる。FIG. 3 shows a scanning line trajectory 8 of the laser beam scanned by the laser sensor scanning beam 4 on the joint of the V groove abutment of FIG. The laser scanning beam 4 scans the workpiece surface 9 and the groove surface 6 to draw a laser scanning line trajectory, but the groove root surface 7 cannot be hit by the laser scanning beam 4, and even if it hits, the laser beam Is not returned, and cannot be detected by the sensor. For this reason,
Can be obtained groove depth t 3 is the depth of the end position of the groove surface 6 from the surface 9 of the material to be welded. From the plate thickness t 1 ,
Subtracting the groove depth t 3, it is possible to find the groove root surface thickness t 2. The sensing output in FIG. 1 is the groove depth t 3
And the CPU 12 calculates the groove root surface thickness t 2 ,
Based on this, the optimal control method is determined by the control method file 14.
Choose from For example, the groove root surface thickness t 2 is 0 mm
Based on the welding speed, welding current, welding voltage, and wire extension at the time of, the welding speed is reduced, the welding current is increased, the welding voltage is reduced according to the groove root surface thickness t 2 obtained by the laser sensor 2. , And shortening the wire extension. By executing one or a plurality of controls, it is possible to perform good control of the penetration.
【0009】次に、隙間が存在した実施例について説明
する。図4は、隙間が存在するV開先突き合わせの継ぎ
手上をレーザセンサ走査ビーム4が走査したレーザの走
査線軌跡8を表している。隙間は、図示のように、走査
線軌跡8の隙間gとして検出が可能である。このため、
前記開先深さt3を求めたときに同時に得ることができ
る。隙間gが大きいと溶け込みが大きくなり、隙間gが
小さいと溶け込みが小さくなる。隙間gは、開先ルート
面厚さt2と同様に溶け込みに大きな影響を与える因子
である。このため、本発明の実施例では、隙間gを0m
m、0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm
と0.5mm毎に変化させ、同様に、ルート面厚さt2
を0mm、0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.
0mmと0.5mm毎に変化させた時の、溶け込み量を
事前にテストで求めておき、この溶け込み量を最適とす
るための溶接速度、溶接電流、溶接電圧、ワイヤエクス
テンション長さを設定した。そして、実際のワークに対
しては、レーザセンサ2が検出した隙間gと開先ルート
面厚さt2より、事前に設定しておいた溶接速度、溶接
電流、溶接電圧、ワイヤエクステンション長さを選択し
て、溶接を実施した。Next, an embodiment having a gap will be described. FIG. 4 shows a scanning line trajectory 8 of the laser beam scanned by the laser sensor scanning beam 4 on the joint of the V groove butt where a gap exists. The gap can be detected as a gap g of the scanning line locus 8 as shown in the figure. For this reason,
It can be obtained at the same time when the groove depth t 3 is obtained. If the gap g is large, the penetration becomes large, and if the gap g is small, the penetration becomes small. Gap g is a factor that greatly affects the penetration like the groove root surface thickness t 2. Therefore, in the embodiment of the present invention, the gap g is set to 0 m.
m, 0.5mm, 1.0mm, 1.5mm, 2.0mm
And every 0.5 mm, and similarly, the root surface thickness t 2
Are 0 mm, 0.5 mm, 1.0 mm, 1.5 mm, 2.
The penetration was determined in advance by a test when the penetration was changed every 0 mm and 0.5 mm, and the welding speed, welding current, welding voltage, and wire extension length were set to optimize the penetration. Then, with respect to the actual work, than the gap g and the groove root surface thickness t 2 of the laser sensor 2 detects, welding speed which has been set in advance, welding current, welding voltage, wire extension length Selected and performed welding.
【0010】[0010]
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、開先
ルート面厚さが変化するようなワークにおいても、セン
サ手段を用いて、開先ルート面厚さを検出し、開先ルー
ト面厚さに応じた制御を行うことにより、良好な溶け込
み品質を得ることが可能となるため、今まで、溶け込み
品質が問題となり自動化できなかった溶接部材のロボッ
ト化が可能となる。As described above, according to the present invention, even in a work in which the groove root surface thickness changes, the groove root surface thickness is detected using the sensor means, and the groove root surface is detected. By performing control in accordance with the surface thickness, it is possible to obtain good penetration quality. Therefore, it becomes possible to use a welding member that could not be automated due to the problem of penetration quality.
【図1】 V開先の突き合わせ継ぎ手溶接部をレーザセ
ンサを用いてセンシングしながら溶接作業を実行する様
子を表した斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a state in which a welding operation is performed while sensing a butt joint weld of a V groove using a laser sensor.
【図2】 V開先突き合わせの継ぎ手を表わす断面図で
ある。FIG. 2 is a sectional view showing a joint of a V-groove butt.
【図3】 V開先突き合わせの継ぎ手上をレーザセンサ
走査ビームが走査したときのレーザの走査線軌跡を表わ
す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a scanning line trajectory of a laser beam when a laser sensor scanning beam scans a joint of a V groove abutment.
【図4】 隙間が存在するV開先突き合わせの継ぎ手上
をレーザセンサ走査ビームが走査したときのレーザの走
査線軌跡を表わす説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a scanning line trajectory of a laser beam when a laser sensor scanning beam scans a joint of a V groove abutment where a gap exists.
1 溶接ロボットアーム本体部、2 レーザセンサ、3
溶接トーチ、4 レーザセンサ走査ビーム、5 溶接
線、6 開先部、7 開先ルート面、8 レーザ走査線
の軌跡、9 被溶接材表面、10 ロボット制御装置、
11 インターフェイス、12 CPU、13 板厚フ
ァイル、14 制御方法ファイル、15ROM、16
駆動部1 main body of welding robot arm, 2 laser sensor, 3
Welding torch, 4 laser sensor scanning beam, 5 welding line, 6 groove, 7 groove root surface, 8 laser scanning line trajectory, 9 workpiece surface, 10 robot controller,
11 interface, 12 CPU, 13 thickness file, 14 control method file, 15 ROM, 16
Drive part
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 正夫 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石2番1号 株式会社安川電機内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Masao Nakamura 2-1 Kurosaki Castle Stone, Yawatanishi-ku, Kitakyushu-shi, Fukuoka
Claims (3)
進行方向側の近傍領域の目標位置センシングを行うセン
サ手段を搭載し、ロボット制御装置から出力される溶接
ロボットの教示プログラム再生運転時に、前記センサ手
段により逐次的に獲得されるセンシング出力に基づき、
前記溶接ロボット位置を補正しつつ溶接線トラッキング
を行う溶接ロボットの制御方法において、 前記ロボット制御装置に被溶接材の板厚をあらかじめ入
力しておき、前記センサ手段が検出した被溶接材の開先
深さと前記板厚の差より開先ルート面の厚さを検出し、
前記検出した開先ルート面の厚さに応じて、前記ロボッ
ト制御装置に記憶されている制御方法に従って前記溶接
ロボットを制御することを特徴とする溶接ロボットの制
御方法。1. A welding robot, comprising: a sensor means for sensing a target position in a region near a traveling direction with respect to a welding torch position. Based on the sensing output sequentially obtained by the means,
In a control method of a welding robot that performs welding line tracking while correcting the welding robot position, a thickness of the material to be welded is input in advance to the robot controller, and a groove of the material to be welded detected by the sensor unit is provided. Detect the thickness of the groove root surface from the difference between the depth and the plate thickness,
A welding robot control method, wherein the welding robot is controlled in accordance with a control method stored in the robot controller according to the detected thickness of the groove root surface.
場合に、溶接速度を遅くする、溶接電流を上げる、溶接
電圧を上げる、ワイヤエクステンションを短くする、の
内1つもしくは複数の制御を行うことを特徴とする請求
項1記載の溶接ロボットの制御方法。2. When the thickness of the detected groove root surface is large, one or a plurality of controls of slowing a welding speed, increasing a welding current, increasing a welding voltage, and shortening a wire extension. 2. The method for controlling a welding robot according to claim 1, wherein:
開先隙間がある場合は、前記センサ手段で検出した開先
ルート面の厚さと前記開先隙間量の関係により、溶接速
度、溶接電流、溶接電圧、ワイヤエクステンションの内
1つもしくは複数の制御を行うことを特徴とする請求項
1記載の溶接ロボットの制御方法。3. A sensor means for detecting the presence or absence of a groove gap,
If there is a groove gap, one or more of welding speed, welding current, welding voltage, and wire extension are controlled based on the relationship between the thickness of the groove route surface detected by the sensor means and the groove gap amount. The method according to claim 1, wherein the control is performed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19026197A JPH1133727A (en) | 1997-07-15 | 1997-07-15 | Control method of welding robot |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19026197A JPH1133727A (en) | 1997-07-15 | 1997-07-15 | Control method of welding robot |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1133727A true JPH1133727A (en) | 1999-02-09 |
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ID=16255210
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19026197A Pending JPH1133727A (en) | 1997-07-15 | 1997-07-15 | Control method of welding robot |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1133727A (en) |
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1997
- 1997-07-15 JP JP19026197A patent/JPH1133727A/en active Pending
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