KR102138621B1 - Robot automation system for fastening of sandals upper and midsole using fiber rope - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 샌들 중창과 갑피의 섬유로프 체결 협동로봇 자동화 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 샌들(신발) 제조 공정에서, 작업자와 함께 한 공간에서 작업하되, 제조공정의 일부분인 중창과 갑피를 섬유로프로 엮어 체결시키는 협동로봇을 포함하는 샌들 중창과 갑피의 섬유로프 체결 협동로봇 자동화 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a cooperative robot automation system for fastening fiber ropes between sandals midsole and upper, and more specifically, in a sandal (shoe) manufacturing process, working in a space with an operator, but fiber midsole and upper which are part of the manufacturing process It relates to a cooperative robot automation system for a fiber rope fastening of a sandal midsole and upper including a cooperative robot that is woven and fastened with a rope.
일반적으로 신발은, 밑창과 상기 밑창에 고정되어 발을 수용하는 갑피를 가지도록 마련되며, In general, shoes are provided to have an upper fixed to the sole and the sole to accommodate the foot,
이 중 밑창은, 내구성 및 내마모성 재료로 제조되어 지면과 접촉 및 마찰되는 바깥창(outsole), 밑창의 상면에 결합되어, 보행 중 발과 다리에 작용되는 충격을 완충시키는 중창(midsole), 상기 중창의 상면에 결합되어 착용자의 발바닥과 직접 접촉되는 깔창(sockliner)으로 구성된다.Among them, the outsole is made of a durable and abrasion-resistant material, an outsole that contacts and rubs against the ground, and is coupled to the upper surface of the outsole to cushion shocks applied to the feet and legs during walking, the midsole It is composed of a sockliner that is coupled to the upper surface of the shoe and directly in contact with the sole of the wearer.
이러한 신발을 구성하는 구성품인 갑피와 밑창은 각각 별도의 성형공정을 거쳐 개별적으로 성형된 다음, 접착제로 서로 일차 접착된 상태에서 압착 프레스 금형으로 투입시켜 완제품의 신발을 성형하였다.The upper and the soles constituting these shoes are individually molded through a separate molding process, and then put into a compression press mold in a state where they are firstly bonded with an adhesive to form a finished shoe.
그러나 최근, 신발의 외형을 이루는 갑피는 다양한 재료들로 활용되고 있다.However, in recent years, the upper forming the outer shape of shoes has been utilized as various materials.
특히, 로프 등을 엮어 매듭으로 이루어진 갑피를 가지는 스니커즈, 샌들, 오픈 에어 스니커즈(앞은 샌들, 뒤는 스니커즈 형태의 디자인)등이 제조되고 있으나, In particular, sneakers, sandals, and open air sneakers (designed in the form of sandals in the front and sneakers in the back), which have a knotted upper by weaving rope, are manufactured,
종래에는 작업자가 수작업으로 로프를 엮어 중창과 갑피를 체결하면서 매듭을 만들어 샌들을 제작함에 따라 작업시간이 길고, 생산성이 낮은 등 작업의 효율성이 낮다는 문제점이 있었다.In the related art, as a worker makes a sandal by making a knot while manually tying a rope to the midsole and upper, the work time is long and productivity is low, such as low productivity.
또한, 수작업으로 제작되는 샌들은, 작업자의 기술 숙련도에 따라 제품의 품질이 결정되므로, 제품의 품질이 균일하지 못하다는 문제점이 있었다. In addition, the sandals produced by hand have a problem in that the quality of the product is not uniform because the product quality is determined according to the skill level of the operator.
본 발명은 이를 해결하고자 안출된 것으로, 본 발명은 샌들(신발) 제조 공정에서, 작업자와 함께 한 공간에서 작업하되, 제조공정의 일부분인 중창과 갑피를 섬유로프로 엮어 체결시키는 협동로봇을 포함하여 작업의 효율성이 향상된 샌들 중창과 갑피의 섬유로프 체결 협동로봇 자동화 시스템을 제공하고자 하는 것이다.The present invention has been devised to solve this problem, and the present invention includes a cooperative robot that works in a space with a worker in a sandal (shoe) manufacturing process, but ties the midsole and upper, which are part of the manufacturing process, with fiber cloth to fasten them. The aim is to provide an automated system for cooperative robots with fiber rope fastening between sandals midsole and upper with improved work efficiency.
본 발명은 갑피의 섬유로프 체결 협동로봇 자동화 시스템에 관한 것으로, 상기 갑피의 섬유로프 체결 협동로봇 자동화 시스템은, 작업테이블을 포함하는 프레임, 상기 작업테이블의 상부에 일정높이 이격되게 설치되며, 툴을 거치하는 공간부가 형성된 툴거치대, 상기 프레임에 결합되되, 상기 툴에 꿰어지는 로프가 권취된 로프드럼이 장착되는 가이드로드와, 상기 가이드로드에 장착된 상기 로프가 권출되는 것을 가이드하는 가이드유닛을 포함하는 로프가이드부, 복수 개의 다관절 암과 그리퍼를 가지도록 마련되되, 한 쌍이 서로 대향되게 설치되며, 각각 상기 툴을 그립하여, 상기 툴에 꿰어진 상기 로프가 중창과 갑피에 각각 형성된 관통구를 순차적으로 통과하면서 매듭을 형성하여 상기 중창과 갑피가 체결되도록 하는 협동로봇, 상기 작업테이블의 상면에 결합되되, 상기 중창과 갑피가 안착되는 공간부가 각각 형성되어, 상기 중창과 갑피가 상기 협동로봇에 의해 체결되는 과정에서 움직이지 않도록 상기 중창 및 갑피를 고정하고, 상기 로프가 상기 중창 및 갑피에 형성된 관통구에 안정적으로 끼워지도록 유도하는 갑피지그를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a system for automating a cooperative robot for fastening a fiber rope of an upper, wherein the system for automating a coarse rope fastening for a upper is a frame including a work table, which is installed at a predetermined height apart from the upper part of the work table, and a tool. A tool holder having a space portion to be mounted, coupled to the frame, includes a guide rod on which a rope drum wound around the tool is mounted, and a guide unit that guides the unloading of the rope mounted on the guide rod. The rope guide portion is provided to have a plurality of articulated arms and grippers, a pair is installed to face each other, and each grips the tool, so that the ropes sewn to the tool have through holes formed in the midsole and upper, respectively. Cooperative robot to form a knot while passing sequentially, so that the midsole and the upper are fastened, coupled to the upper surface of the work table, and the spaces on which the midsole and the upper are seated are respectively formed, so that the midsole and the upper are in the cooperative robot. It characterized in that it comprises a upper jig to secure the midsole and upper so as not to move in the process of being fastened by, and to induce the rope to be stably fitted into the through-hole formed in the midsole and upper.
또한, 상기 작업테이블의 상면 가장자리에는 로프걸이부재가 장착되고, 상기 로프걸이부재의 상면에는 상하를 관통하도록 걸림구가 장방향으로 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, a rope hanger member is mounted on the edge of the upper surface of the work table, and a locking hole is formed in the longitudinal direction to penetrate the top and bottom of the rope hanger member.
또한, 상기 툴은, 상기 로프가 내부를 통과할 수 있도록 양단이 개방된 중공체이되, 전단은 전방으로 갈수록 좁은 단면적을 가지는 바늘과, 상기 바늘을 지지하는 몸체를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the tool is characterized in that it comprises a needle having a narrow cross-sectional area toward the front and a body supporting the needle, the front end being a hollow body with both ends open to allow the rope to pass through the inside.
또한, 상기 갑피지그는, 상기 작업테이블의 상기 안착베드에 안착되되, 상하를 관통하도록 말굽모양의 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀의 내주연에는 다수 개의 걸림돌기가 외측방향으로 일정간격 이격되게 배치되는 하부플레이트와, 상기 하부플레이트의 상면에 체결되되, 상기 중창이 상기 하부플레이트에 안착되어질 수 있도록, 안착홀이 형성되는 제1중간플레이트와, 상기 하부플레이트의 후방측 상면에 결합되되, 하부가 개방되고 내부에 공간부가 형성되어, 상기 중창의 상부를 감싸도록 설치되며, 상면이 전방으로 갈수록 낮은 기울기를 가지도록 마련되는 제2중간플레이트와, 상기 제2중간플레이트의 상면에 결합되어, 전방으로 갈수록 기울어지게 배치되며, 상면 가장자리에는 다수 개의 지지핀이 지그재그로 일정간격 이격되게 배치되어 상기 갑피가 삽입되는 공간부가 형성되는 상부플레이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the upper jig is seated on the seating bed of the work table, a through hole in the shape of a horseshoe is formed to penetrate through the upper and lower sides, and a plurality of locking protrusions are arranged at regular intervals in the outer direction at the inner periphery of the through hole. The lower plate is fastened to the upper surface of the lower plate, and is coupled to a first intermediate plate in which a seating hole is formed so that the midsole can be seated on the lower plate. Being formed inside, a space is formed, and is installed to surround the upper portion of the midsole, and the second intermediate plate is provided to have a lower slope toward the front, and the upper surface of the second intermediate plate is coupled to the front. It is arranged to be inclined, a plurality of support pins are arranged in a zigzag manner at regular intervals on the edge of the upper surface, and it is characterized in that it includes an upper plate on which a space portion into which the upper is inserted is formed.
또한, 상기 샌들 중창과 갑피의 섬유로프 체결 협동로봇 자동화 시스템에 의해 상기 중창과 갑피가 체결되는 과정에서, 상기 중창의 상면에는 매듭의 크기를 조절하기 위해 높이보조부재가 추가로 안착되는 것을 특징으로 한다.In addition, in the process of fastening the midsole and the upper by the cooperative robot automation system for fastening the fiber rope between the sandal midsole and the upper, a height assist member is additionally seated on the upper surface of the midsole to adjust the size of the knot. do.
따라서, 본 발명은 협동로봇을 활용하여 중창과 갑피를 섬유로프로 엮어서 체결하는 작업이 자동화되도록 함으로써, 원가 절감, 제조시간 단축 등 작업의 효율성이 향상되는 현저한 효과가 있다.Accordingly, the present invention has a remarkable effect of improving the efficiency of work, such as cost reduction and shortening of manufacturing time, by automating the operation of weaving and fastening the midsole and upper with a fiber rope using a cooperative robot.
또한, 본 발명에서 사용되는 협동로봇은 센서를 활용하여 사람 또는 물체와 충돌시 동작이 멈추도록 설계되어 작업의 안정성을 향상시킬 뿐만 아니라, 작업자와 함께 같은 공간에서 작업 가능하므로 공간활용도가 좋다는 현저한 효과가 있다.In addition, the cooperative robot used in the present invention utilizes a sensor and is designed to stop the operation when it collides with a person or an object, and not only improves the stability of the work, but also can work in the same space with the worker, so the remarkable effect of good space utilization There is.
도1은 본 발명의 프레임에 협동로봇이 설치된 상태의 사시도이다.
도2는 본 발명의 프레임에 협동로봇이 설치된 상태의 정면도이다.
도3은 본 발명의 프레임에 협동로봇이 설치된 상태의 측면도이다.
도4는 프레임에 협동로봇이 설치된 상태의 평면도이다.
도5는 본 발명의 샌들 중창과 갑피의 섬유로프 체결 협동로봇 자동화 시스템의 사진이다.
도6은 본 발명에 따른 툴거치대가 도시된 사진이다.
도7은 본 발명에 따른 갑피지그의 사진이다.
도8은 본 발명에 따른 갑피지그의 사시도이다.
도9는 본 발명에 따른 갑피지그의 하부플레이트의 평면도이다.
도10은 본 발명에 따른 갑피지그의 제1중간플레이트의 평면도이다.
도11은 본 발명에 따른 갑피지그의 제2중간플레이트의 도면이다.
도12는 본 발명에 따른 갑피지그의 상부플레이트의 평면도 및 측면도이다.
도13은 본 발명의 시스템에 의해 샌들의 중창과 갑피가 체결되는 과정을 나타낸 도면이다.1 is a perspective view of a cooperative robot installed in the frame of the present invention.
Figure 2 is a front view of a cooperative robot installed in the frame of the present invention.
3 is a side view of a state in which a cooperative robot is installed in the frame of the present invention.
4 is a plan view of a cooperative robot installed in the frame.
Figure 5 is a photograph of a cooperative robot automation system for fastening the fiber rope of the sandal midsole and upper of the present invention.
6 is a photograph showing a tool holder according to the present invention.
7 is a photograph of an upper jig according to the present invention.
8 is a perspective view of an upper jig according to the present invention.
9 is a plan view of the lower plate of the upper jig according to the present invention.
10 is a plan view of a first intermediate plate of an upper jig according to the present invention.
11 is a view of a second intermediate plate of an upper jig according to the present invention.
12 is a plan view and a side view of the upper plate of the upper jig according to the present invention.
13 is a view showing a process in which the midsole and upper of the sandals are fastened by the system of the present invention.
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the technical spirit of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일례에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.The accompanying drawings are only examples shown in order to describe the technical spirit of the present invention in more detail, so the technical spirit of the present invention is not limited to the form of the accompanying drawings.
도1은 본 발명의 프레임에 협동로봇이 설치된 상태의 사시도이고, 도2는 본 발명의 프레임에 협동로봇이 설치된 상태의 정면도이고, 도3은 본 발명의 프레임에 협동로봇이 설치된 상태의 측면도이고, 도4는 프레임에 협동로봇이 설치된 상태의 평면도이고, 도5는 본 발명의 샌들 중창과 갑피의 섬유로프 체결 협동로봇 자동화 시스템의 사진이다.1 is a perspective view of a state in which a cooperative robot is installed in a frame of the present invention, FIG. 2 is a front view of a state in which a cooperative robot is installed in a frame of the present invention, and FIG. 3 is a side view of a state in which a cooperative robot is installed in a frame of the present invention. , FIG. 4 is a plan view of a state in which a cooperative robot is installed on a frame, and FIG. 5 is a photograph of a cooperative robot automation system for fastening a fiber rope of a midsole and upper of the present invention.
도1 내지 도5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 샌들 중창과 갑피의 섬유로프 체결 협동로봇 자동화 시스템(1000)은, 프레임(100), 툴거치대(140), 로프가이드부(160), 협동로봇(200), 갑피지그(300)를 포함한다.1 to 5, the fiber rope fastening cooperative
먼저, 상기 프레임(100)은, 본 발명의 시스템이 설치되는 공간이다.First, the
도2에 도시된 바와 같이, 상기 프레임(100)은, 지면에 설치되는 다수 개의 지지프레임(102), 상기 지지프레임에 의해 일정높이를 가지되 지면과 수평으로 설치되는 작업테이블(120), 상기 작업테이블의 상면 모서리에 수직방향으로 설치되는 다수 개의 수직프레임(104), 상기 수직프레임의 상부끝단에 결합되되, 상기 수직프레임과 교차되도록 수평으로 설치되는 수평프레임(106)을 포함한다.As shown in FIG. 2, the
그리고 본 발명에서는 실시례로서, 상기 작업테이블(120)의 상부에 수직프레임(104) 및 수평프레임(106)을 설치하고, 상기 수직프레임 및 수평프레임에 도어(부호미도시)를 결합하여, 상기 프레임(100)이 본 발명의 시스템을 개방 및 폐쇄하는 커버로써의 역할을 하도록 마련하였으나, 본 발명은 협동로봇을 활용하여 작업자와 한 공간에서도 작업이 가능한 안정적인 시스템이므로, 상기 작업테이블(120)이 항상 개방되게 설치되어도 무방하다.In the present invention, as an embodiment, a
한편, 상기 작업테이블(120)의 중앙에는 후술할 갑피지그(300)가 안착되는 안착베드(122)가 설치되고, 상기 안착베드(122)의 외측에는 상기 갑피지그(300)와의 결합을 공고하게 하기 위한 결합부재(124)가 설치된다.Meanwhile, a
또한, 도5에 도시된 바와 같이, 상기 작업테이블(120)의 상면 가장자리에는 로프걸이부재(126)가 장착되고, 상기 로프걸이부재(126)의 상면에는 상하를 관통하도록 걸림구(부호미표시)가 장방향으로 형성되어 있다.In addition, as shown in FIG. 5, a
상기 로프걸이부재(126)는 상기 걸림구의 상하가 개방되도록 하기 위해 수직단면이 'ㄱ'자 형상인 플레이트로 마련된다. The
상기 로프(10)는, 본 발명의 시스템이 작동되는 초입부에, 끝단이 상기 로프걸이부재(126)의 걸림구에 걸려진 상태로 중창(20) 및 갑피(30)를 엮어 체결하게되며, 이는 상기 로프가 끝단부에서 일정간격 이격된 지점에서부터 사용되도록하여, 후공정에서 사용될 여분의 로프를 남겨두기 위함이다.The
아울러, 도6에 도시된 바와 같이, 상기 작업테이블(120)의 상부에, 일정높이 이격되게 설치되는 수평프레임(106)에는, 툴거치대(140)가 설치된다.In addition, as shown in FIG. 6, a
상기 툴거치대(140)는, 툴(220,도7에 표시)이 안착되는 거치대로써, 상기 툴거치대(140)는, 하부가 개방되고, 내부에 상기 툴(220)이 안치되는 공간부인 거치홈(142)가 형성된 사각 판재형상의 플레이트이다.The
덧붙여, 상기 툴거치대(140)의 내측 양측면에는 상기 툴(220)의 외측면의 형상과 대응되게 걸림홈(부호미표시)이 형성되어 상기 툴(220)이 안정적으로 상기 툴거치대(140)에 거치될 수 있도록 한다.In addition, locking grooves (not indicated) are formed on both inner sides of the
본 발명에서는 총 4개의 툴거치대(140)를 장착하였으나, 상기 툴거치대의 개수나 크기 설치위치 등은 사용자의 필요에 따라 다양하게 구비되어지는 것이 바람직하다.In the present invention, a total of four
또한, 도5에 도시된 바와 같이, 상기 작업테이블(120)에는 상기 로프(10)를 가이드하는 로프가이드부(160)가 설치된다.In addition, as shown in FIG. 5, a
상기 로프가이드부(160)는, 상기 로프(10)가 감겨지는 로프드럼(40,도6에 표시)이 끼움삽입되는 가이드로드(162)와, 상기 로프의 권출을 가이드하는 다수 개의 가이드유닛(164)을 포함한다.The
상기 가이드로드(162)는, 상하가 개방된 중공체인 로프드럼(40)이 삽입되어 지지되도록 긴 막대형상인 것이 바람직하며, 필요에 따라, 상기 가이드로드(162)의 끝단부에 분리가능한 스토퍼(도면미도시)를 장착하여, 상기 로프드럼(40)이 상기 가이드로드(162)를 이탈하지 않도록 한다.The
그리고 본 발명에서의 상기 가이드유닛(164)은, 원통형상의 롤러로서, 외주연에는 외주연을 따라 링형상의 가이드홈이 형성된 가이드롤러와, 가이드홀이 형성된 판재형상의 가이드판 등을 모두 포함하며, 상기 가이드롤러는 공회전가능하도록 장착될 수도 있고, 회전되지않도록 고정되게 결합되어질 수도 있다.And the
상기 가이드유닛(164)은, 상기 로프(10)가 정해진 루트를 따라 적절한 장력으로 권출되도록 가이드하는 효과를 가진다.The
그리고 상기 가이드로드(162)는, 상기 수직프레임(104)의 외측면에 직접 장착되거나, 또는 본 발명에서처럼 상기 작업테이블(120)의 일측 가장자리에 수직방향으로 별도의 가이드프레임(108)을 설치하고, 상기 가이드프레임(108)의 외측면에 장착되어도 무방하다.And the
마찬가지로, 상기 가이드유닛(164)도 상기 수직프레임(104) 및 수평프레임(106)에 직접 장착되거나, 또는 본 발명에서처럼 상기 가이드프레임(108)과 같은 별도의 프레임을 마련하고, 상기 프레임에 장착되어도 무방하다.Likewise, the
다음으로, 상기 작업테이블(120)에는 한 쌍의 협동로봇(200)이 서로 대향되게 설치된다.Next, a pair of
상기 협동로봇(200)은, 복수 개의 다관절 암과 그리퍼를 가지는 로봇이며, 각각 하나의 로프(10)가 꿰어진 상기 툴(220)을 그립한 뒤, 상기 로프(10)를 이용하여 상기 중창(20)과 갑피(30)가 체결되도록 하는 요소이다.The
상기 협동로봇(200)은, 사용자 인터페이스와 통신하면서, 입력된 시간적 명령을 순차적으로 수행하는 것으로, 상기 협동로봇(200)의 그리퍼는 상기 툴(220)을 그립하고, 상기 툴(220)에 꿰어진 상기 로프(10)가 상기 중창과 갑피에 각각 형성된 관통구들을 순차적으로 통과하면서 매듭을 형성하도록하여 상기 중창과 갑피가 서로 체결되도록 한다.The
본 발명에서는 상기 사용자 인터페이스로써, 입력부 및 출력부로서의 기능을 동시에 제공하는 터치판넬을 활용하였으며, 본 발명에서의 상기 터치판넬은, 입력부, 출력부, 메모리부, 제어부, 전원공급부, 무선통신부 등을 포함하여 구현된다.In the present invention, as the user interface, a touch panel that simultaneously provides functions as an input unit and an output unit is utilized. In the present invention, the touch panel includes an input unit, an output unit, a memory unit, a control unit, a power supply unit, and a wireless communication unit. It is implemented including.
아울러, 상기 협동로봇(200)은 사람이나 물체와 충돌시 작동이 멈추도록 설계되어 안전하게 작업자와 함께 같은 공간에서 작업이 가능하며, 작업의 안정성을 향상시키는 효과가 있다.In addition, the
본 발명에서 사용되는 상기 협동로봇(200)은, 의사/간호사들과 함께 수술을 집행하거나, 본 발명에서와 같이, 작업자들과 함께 제조작업을 수행하는 등 사람과 함께 한 공간에서 활용되는 로봇이며, 이러한 협동로봇은 이미 널리 알려진 관용 기술이므로, 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.The
도7에 도시된 바와 같이, 상기 툴(220)은, 상기 몸체(222)와, 상기 몸체(222)에 결합되는 바늘(224)을 포함한다.As shown in FIG. 7, the
상기 몸체(222)는 상기 바늘(224)을 지지하여, 상기 바늘이 상기 툴거치대(140)나 상기 그리퍼에 용이하게 결합되도록 하는 요소이다.The
상기 바늘(224)은, 로프(10)가 내부를 통과할 수 있도록, 양단이 개방된 중공체이되, 전단은 전방으로 갈수록 좁은 단면적을 가지도록 마련되어, 상기 로프(10)가 상기 바늘(224)의 전방을 통해 용이하게 중창(20)과 갑피(30)에 형성된 관통구(22,32,도13에 표시)를 통과할 수 있도록 한다.The
한편, 상기 작업테이블(120)의 상면 중앙부에는 갑피지그(300)가 안착된다.On the other hand, the
상기 갑피지그(300)란, 상기 중창(20)과 갑피(30)가 상기 협동로봇(200)에 의해 체결되는 과정에서 움직이지 않도록 상기 중창 및 갑피를 고정하고, 상기 로프(10)가 상기 중창 및 갑피에 형성된 관통구(22,32)에 안정적으로 끼워지도록 상기 바늘(224)을 안내하는 요소이다.The
설명의 명확성을 위해, 샌들의 앞쪽(발가락쪽)을 전방이라하여, 본 발명의 상기 갑피지그(300)를 설명한다.For clarity of description, the front (toe side) of the sandal is referred to as the front, and the
도8에 도시된 바와 같이, 상기 갑피지그(300)는, 하부플레이트(320), 제1중간플레이트(340), 제2중간플레이트(360), 상부플레이트(380)를 포함한다.8, the
먼저, 도9에 도시된 바와 같이, 상기 하부플레이트(320)는, 상기 작업테이블(120)의 상기 안착베드(122)에 안착되는 요소이다.First, as illustrated in FIG. 9, the
상기 하부플레이트(320)는 판재플레이트이되, 전방(발가락부분)측 외주연은 샌들(신발) 밑창모양으로 형성되고, 후방측 외주연은 사각형상으로 형성되며, 상면에는 말굽모양으로 관통홀(322)이 형성된다.The
여기서 상기 말굽모양이란, 상기 중창(20)의 양측면 및 전면을 이루는 곡선을 뜻한다. Here, the horseshoe shape means a curve forming both side surfaces and the front surface of the
아울러, 상기 관통홀(322)의 내측 내주연에는 다수 개의 걸림돌기(324)가 외측방향으로 일정 간격 이격되게 배치된다.In addition, a plurality of locking
여기서, 상기 관통홀(322)의 내측 내주연이란, 상기 하부플레이트(320)의 중심부와 가까운 관통홀(322)의 내주연을 뜻한다.Here, the inner inner periphery of the through
상기 걸림돌기(324)는 상기 중창(20)에 형성된 관통구(22)와 대응되는 위치 및 개수를 가지도록 마련된다.The engaging
상기 걸림돌기(324)는 상기 중창(20)과 갑피(30)가 상기 협동로봇(200)에 의해 로프(10)로 서로 체결되는 과정에서, 상기 바늘(224)의 전단이 상기 관통구(22)에 출입될 경우, 상기 로프(10)가 상기 걸림돌기(324)에 걸려 고리가 만들어지도록 하는 것으로, 자세한 내용은 본 발명의 작동과정을 후술하면서 같이 설명하도록 한다.The locking
아울러, 상기 하부플레이트(320)의 외주연 가장자리에는 별도의 체결수단(부호미도시)이 체결될 수 있도록 고정구(326)가 다수 개 형성된다. In addition, a plurality of
상기 고정구(326)는 상기 제1중간플레이트(340), 제2중간플레이트(360)에도 각각 형성되며, 상기 하부플레이트(320), 제1중간플레이트(340), 제2중간플레이트(360)는 상기 체결수단에 의해 서로 결합되어진다.The
또한, 상기 하부플레이트(320)의 전방측 외주연 가장자리에는 상기 작업테이블(120)에 결합된 결합부재(124)와 결합되기 위해, 한 쌍의 작업테이블결합구(328)가 형성된다.In addition, a pair of
다음으로, 도10에 도시된 바와 같이, 상기 제1중간플레이트(340)는, 상기 하부플레이트(320)의 상면에 결합되는 요소이다.Next, as shown in FIG. 10, the first
상기 제1중간플레이트(340)는 상기 하부플레이트(320)와 동일한 판재플레이트이되, 전방측 외주연은 샌들(신발) 밑창모양으로 형성되고, 후방측 외주연은 사각형상으로 형성되며, 외주연 가장자리에는 상기 고정구(326)와 대응되도록 고정구(344)가 다수 개 형성된다.The first
또한, 상기 제1중간플레이트(340)에는 상하를 관통하도록 중창모양(중창의 전방측 수평단면)의 안착홀(342)이 형성되며, 상기 안착홀(342)에는 상기 샌들의 중창(20)이 안착된다.In addition, a
그리고 상기 제1중간플레이트(340)에 형성된 안착홀(342)의 외주연은, 상기 관통홀(322)의 외측 내주연과 대응되도록 형성된다.In addition, the outer periphery of the
이어서, 도11에 도시된 바와 같이, 상기 제2중간플레이트(360)는, 상기 제1중간플레이트(340)의 후방측 상면에 결합되며, 하부에 공간부가 형성되어 상기 제1중간플레이트(340)의 상면에 안착되는 상기 중창(20)의 후방을 감싸도록 마련된다.Subsequently, as illustrated in FIG. 11, the second
더욱 상세하게는, 상기 제2중간플레이트(360)의 수직단면은 ''형상으로, 내부에 공간부가 형성되며, 상기 공간부에 중창(20)의 후방측 일단이 안착된다.More specifically, the vertical section of the second
또한, 상기 제2중간플레이트(360)의 하면 가장자리에는 상기 고정구(326,344)와 대응되도록 다수 개의 고정구(362)가 형성되고, 상면 중앙에는 후술할 상부플레이트(380)와의 결합을 위해 상부결합구(364)가 형성된다.In addition, a plurality of
아울러, 상기 제2중간플레이트(360)의 상면은, 전방으로 갈수록 낮은 기울기를 가지도록 마련되며, 이는 상기 제2중간플레이트(360)의 상면에 장착되는 상부플레이트(380)가 기울기를 가지도록 하기 위함이다.In addition, the upper surface of the second
즉, 본 발명에서는 상기 상부플레이트(380)가 기울기를 가지도록 하기 위해 상기 제2중간플레이트(360)의 상면이 기울기를 가지도록 하였으나, 사용자의 필요에 따라, 상기 제2중간플레이트의 상면을 평평하게 하고, 상기 상부플레이트(380)의 저면이 기울기를 가지도록 형성할 수도 있다.That is, in the present invention, the upper surface of the second
다음으로, 도12에 도시된 바와 같이, 상기 상부플레이트(380)는 상기 제2중간플레이트(360)의 상면에 장착되되, 전방으로 갈수록 낮은 기울기를 가지도록 결합된다.Next, as shown in Figure 12, the
상기 상부플레이트(380)의 수평단면은 ''로, 상기 상부플레이트(380)의 일단은 상기 제2중간플레이트(360)에 결합되고, 타단은 상기 제1중간플레이트(340)에 배치된다.The horizontal section of the
다시 말해, 상기 제1중간플레이트(340)의 상면에 상기 중창(20)이 안착된 상태라면, 상기 상부플레이트(380)의 타단은 상기 중창(20)의 상면에 배치되는 것이다.In other words, if the
또한, 도7에 도시된 같이, 본 발명에서는 실시례로써, 상기 중창(20)의 상면에 높이보조부재(390)를 안착하여, 상기 높이보조부재(390)의 상면에 상부플레이트(380)가 배치되도록 하였으며, 이는 상기 중창(20)과 갑피(30) 사이에 형성되는 매듭의 크기(높이방향으로의 길이)를 조절하기 위함이다.In addition, as shown in FIG. 7, in the present invention, as an embodiment, a height
또한, 상기 상부플레이트(380)의 전방측 상면에는 다수 개의 지지핀(382)이 소정간격 이격되게 배치되고, 후방측 상면에는 상기 제2중간플레이트(360)와 체결될 수 있도록 상부결합구(384)가 다수 개 형성된다.In addition, a plurality of support pins 382 are arranged at predetermined intervals on the upper surface of the upper side of the
상기 지지핀(382)은 상기 상부플레이트(380)의 전방측 가장자리를 따라 소정간격 이격되게 배치되되, 좌우측방향으로도 이격되어 지그재그로 배치되도록 하여, 상기 지지핀(380)의 사이 공간에 상기 갑피(30)의 하부측 일부분이 삽입되어 지지되도록 한다.The support pins 382 are arranged to be spaced apart at predetermined intervals along the front edge of the
또한, 본 발명에서 사용되는 상기 갑피(30)에는, 상기 지지핀(382)의 배치간격 및 개수와 동일하게 관통구(32)가 다수 개 형성되며, 상기 바늘(224)은 상기 지지핀(382)에 의해 가이드되어 상기 관통구(32)에 상기 로프(10)를 안정적으로 삽입하게 된다.In addition, in the upper 30 used in the present invention, a plurality of through-holes 32 are formed in the same manner as the arrangement interval and number of the support pins 382, and the
도13을 참조하여, 이하에서는 본 발명의 시스템에 의해 샌들의 중창과 갑피가 체결되는 과정에 대해 설명한다.Referring to Fig. 13, the following describes a process in which the midsole and upper of the sandals are fastened by the system of the present invention.
먼저, 작업자는 상기 갑피지그(300)에 상기 중창(20) 및 갑피(30)를 안착시킨다.First, the operator seats the
도13의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 중창(20)의 가장자리에는 다수 개의 관통구(22)가 일정간격 이격되게 형성되며, 상기 갑피(30)의 상부측 외주연에도 다수 개의 관통구(32)가 일정간격 이격되게 형성되어 있다.13 (a), a plurality of through
더욱 상세하게, 상기 중창(20)은, 상기 제1중간플레이트(340)와 제2중간플레이트(360)사이에 안착되고, 상기 갑피(30)는, 상기 상부플레이트(380)의 지지핀(382)사이에 안착된다.In more detail, the
그리고 이 때, 상기 가이드로드(162)에는 로프드럼(40)이 결합된 상태이고, 상기 로프드럼(40)에 감겨진 로프(10)는, 복수 개로 마련된 상기 가이드유닛(164)을 통과하여 가이드된 상태이며, 상기 툴거치대(140)에는 상기 로프(10)가 꿰어진 상기 툴(220)이 거치된 상태이다.In this case, a
이후, 사용자는 사용자 인터페이스(도면미도시)를 사용하여 상기 한 쌍의 협동로봇(200)을 작동시킨다.Thereafter, the user operates the pair of
상기 한 쌍의 협동로봇은, 중창(20)에 형성된 다수 개의 관통구(22)와 갑피(30)에 형성된 다수개의 관통구(32)에 순차적으로 로프를 꿰어서, 상기 관통구(22,32)들을 엮고 매듭을 만들어서 상기 중창(20)과 갑피(30)가 서로 체결되어지도록 한다.The pair of cooperative robots, sequentially through the rope through the plurality of through
설명의 편의를 위해 한 쌍의 협동로봇(200)을 제1 로봇, 제2 로봇이라 하고, 상기 제1로봇에 그립된 바늘을 제1바늘(224a)이라 하며, 로프를 제1로프(10a)라 하고, 상기 제2로봇에 그립된 바늘을 제2바늘(224b)이라 하며, 로프를 제2로프(10b)라 한다.For convenience of explanation, the pair of
<1단계><Step 1>
먼저, 상기 제1로봇은 상기 거치대(140)에 거치된 상기 툴(220)을 그립한 뒤, 상기 작업테이블(120)의 측면에 장착된 상기 로프걸이부재(126)에 상기 제1로프(10a)의 끝단부를 걸고 제1로프(10a)를 권출한다.First, the first robot grips the
이어서, 상기 제2로봇도 상기 제1로봇과 마찬가지로, 상기 툴(220)을 그립한 뒤, 상기 제2로프(10b)의 일단을 로프걸이부재(126)에 고정시키고, 제2로프(10b)를 권출하여 여분의 제2로프(10b)를 남기게 된다.Subsequently, the second robot, like the first robot, grips the
이는, 상기 로프가 끝단부에서 일정간격 이격된 지점에서부터 사용되도록하여, 후공정에서 사용될 여분의 로프를 남겨두기 위함이다.This is to allow the rope to be used from a point spaced apart from the end portion, thereby leaving an extra rope to be used in a later process.
그리고 이 때, 상기 제1 및 제2로프(10a,10b)는 끝단부에 매듭이 형성되어 있어서 상기 로프걸이부재(126)에 형성된 걸림구(도면미도시)에 걸리게 되며, 상기 제1 및 제2로봇이 암을 회동함에 따라 상기 제1 및 제2로프(10a,10b)가 권출되어진다.And, at this time, the first and
<2단계><Step 2>
다음으로, 도13의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 제1바늘(224a)은 관통구(32)의 내측방향에서 외측방향으로 삽입된 후, 다시 소정거리 내측방향으로 이동되어, 상기 제1로프(10a)가 갑피(30)의 외측에서 고리모양으로 휘어지도록 한다.Next, as shown in Figure 13 (a), the first needle (224a) is inserted into the outer direction from the inner direction of the through-hole 32, and then moved again in a predetermined distance in the inner direction, the agent 1, the rope (10a) is bent in an annular shape from the outside of the upper (30).
이어서, 도13의 (b)에 도시된 바와 같이, 고리모양으로 형성된 제1로프(10a)의 내부에는, 상기 제2바늘(224b)이 상부에서 하부로 이동되어 삽입되고, 상기 제1바늘(224a)은 내측방향으로 이동되어 상기 관통구(32)를 통과하게된다.Subsequently, as shown in (b) of FIG. 13, inside the
그 후, 상기 제2바늘(224b)은 상기 고리모양의 제1로프(10a)를 후방측으로 밀어서, 상기 제1로프(10a)가 그 다음 작업에 간섭되지 아니하도록 한 이후, 상부로 이동되어 제1로프(10a) 고리에서 이탈된다.Thereafter, the
이에 따라, 상기 관통구(32)의 외측방향에는 제1로프가 고리모양으로 꿰어진 상태를 유지하게 된다.Accordingly, the first rope is maintained in a looped state in the outer direction of the through hole 32.
<3단계> <Step 3>
이어서, 상기 제1바늘(224a)과 상기 제2바늘(224b)은 상기 <2단계>를 반복하되, 2단계의 마지막에서, 제2바늘(224b)이 고리모양의 제1로프(10a)를 후방측으로 밀어낸 이후, 상부로 이동하지 않고, 하부로 이동하여, 상기 중창(20)에 형성된 관통구(22)에 삽입되고, 다시 상부로 이동하는 작업을 하게된다.Subsequently, the
이 때, 상기 제2로프(10a)는 상기 갑피지그(300)의 하부플레이트(320)에 형성된 상기 걸림돌기(324)에 걸려, 하부방향으로 고리를 만들게 되며, 도13의 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 <3단계>가 반복되면, 상기 제2로프(10b)는 제1로프(10a)의 고리들을 서로 엮어서 연결시키게 되는 것이다.At this time, the
또한, 이 때, 도13의 (d)에 도시된 바와 같이, 상기 제2바늘(224b)은 갑피(30)의 내측 또는 외측에 배치된 제1로프(10a)를 후방측으로 밀어서, 상기 제1바늘(224a)이 관통구(22)에 삽입될 시, 상기 제1로프(10a)가 상기 관통구(22)에 간섭하는 것을 방지한다.In addition, at this time, as shown in FIG. 13(d), the
상기 제1로봇 및 제2로봇은 상기 <3단계>를 반복하여, 상기 제1 및 제2로프(10a,10b)를 엮어서, 중창(20)과 갑피(30)가 상기 제1 및 제2로프(10a,10b)의 매듭에 의해 서로 체결되도록 한다. The first robot and the second robot repeat the <Step 3>, weave the first and
그리고, 상기 갑피(30)의 마지막 관통구(32)는, 상기 <2단계>와 마찬가지로 상기 관통구의 외측방향에 제1로프가 고리모양으로 꿰어진 상태를 유지하여, 이후 작업자의 수작업에 의해, 후공정이 이루어지고 샌들(신발)이 완성되도록 한다. And, the last through-hole 32 of the upper 30, as in <Step 2>, maintains a state in which the first rope is looped in the outer direction of the through-hole, and thereafter by manual labor of the operator, The post-process is made and the sandals (shoes) are completed.
따라서, 본 발명은 협동로봇을 활용하여 중창과 갑피를 섬유로프로 엮어서 체결하는 작업이 자동화되도록 함으로써, 원가 절감, 제조시간 단축 등 작업의 효율성이 향상되는 현저한 효과가 있다.Therefore, the present invention has a remarkable effect of improving the efficiency of work, such as cost reduction and reduction in manufacturing time, by automating the operation of weaving and fastening the midsole and upper with a fiber rope by using a cooperative robot.
또한, 본 발명에서 사용되는 협동로봇은 센서를 활용하여 사람이나 물체와 충돌시 동작이 멈추도록 설계되어 작업의 안정성을 향상시킬 뿐만 아니라, 협동로봇과 작업자가 함께 같은 공간에서 작업 가능하므로 공간활용도가 좋다는 현저한 효과가 있다.In addition, the cooperative robot used in the present invention utilizes a sensor and is designed to stop the operation when it collides with a person or an object to improve the stability of the work, and cooperative robot and the worker can work in the same space together, so space utilization It has a remarkable effect of being good.
이상과 같이 본 발명을 도면에 도시한 실시례를 참고하여 설명하였으나, 이는 발명을 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 발명의 상세한 설명으로부터 다양한 변형 또는 균등한 실시례가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. As described above, the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, but this is only for explaining the invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications or equivalents from the detailed description of the invention It will be understood that one embodiment is possible.
따라서 본 발명의 진정한 권리범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 결정되어야 한다.Therefore, the true scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the claims.
10:로프
10a:제1로프
10b:제2로프
20:중창
22:관통구
30:갑피
32:관통구
40:로프드럼
1000: 샌들 중창과 갑피의 섬유로프 체결 협동로봇 자동화 시스템
100:프레임
102:지지프레임
104:수직프레임
106:수평프레임
108:가이드프레임
120:작업테이블
122:안착베드
124:결합부재
126:로프걸이부재
140:툴거치대
142:거치홈
160:로프가이드부
162:가이드로드
164:가이드유닛
200:협동로봇
220:툴
222:몸체
224:바늘
244a:제1바늘
224b:제2바늘
300:갑피지그
320:하부플레이트
322:관통홀
324:걸림돌기
326:고정구
328:작업테이블결합구
340:제1중간플레이트
342:안착홀
344:고정구
360:제2중간플레이트
362:고정구
364:상부결합구
380:상부플레이트
382:지지핀
384:상부결합구
390:높이보조부재10: Rope
10a: first rope
10b: second rope
20: Midsole
22: Through
30: Upper
32: Through hole
40: Rope drum
1000: Cooperative robot automation system with sandal midsole and upper fiber rope
100: frame
102: support frame
104: vertical frame
106: horizontal frame
108: guide frame
120: work table
122: seating bed
124: coupling member
126: rope hook member
140: tool holder
142: home
160: rope guide section
162: guide rod
164: guide unit
200: cooperative robot
220: Tools
222: body
224: Needle
244a: first needle
224b: second needle
300: Upper jig
320: lower plate
322: Through hole
324: Take a turn
326: Gojeong-gu
328: work table fitting
340: first intermediate plate
342: seating hall
344: Gojeong-gu
360: second intermediate plate
362: Gojeong-gu
364: Upper joint
380: upper plate
382: support pin
384: upper joint
390: height auxiliary member
Claims (5)
상기 작업테이블의 상부에 일정높이 이격되게 설치되며, 툴을 거치하는 공간부가 형성된 툴거치대;
상기 프레임에 결합되되, 상기 툴에 꿰어지는 로프가 권취된 로프드럼이 장착되는 가이드로드와, 상기 가이드로드에 장착된 상기 로프가 권출되는 것을 가이드하는 가이드유닛을 포함하는 로프가이드부;
복수 개의 다관절 암과 그리퍼를 가지도록 마련되되, 한 쌍이 서로 대향되게 설치되며, 각각 상기 툴을 그립하여, 상기 툴에 꿰어진 상기 로프가 중창과 갑피에 각각 형성된 관통구를 순차적으로 통과하면서 매듭을 형성하여 상기 중창과 갑피가 체결되도록 하는 협동로봇;
상기 작업테이블의 상면에 결합되되, 상기 중창과 갑피가 안착되는 공간부가 각각 형성되어, 상기 중창과 갑피가 상기 협동로봇에 의해 체결되는 과정에서 움직이지 않도록 상기 중창 및 갑피를 고정하고, 상기 로프가 상기 중창 및 갑피에 형성된 관통구에 안정적으로 끼워지도록 유도하는 갑피지그;를 포함하며,
상기 갑피지그는,
상기 작업테이블의 안착베드에 안착되되, 상하를 관통하도록 말굽모양의 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀의 내주연에는 다수 개의 걸림돌기가 외측방향으로 일정간격 이격되게 배치되는 하부플레이트와,
상기 하부플레이트의 상면에 체결되되, 상기 중창이 상기 하부플레이트에 안착되어질 수 있도록, 안착홀이 형성되는 제1중간플레이트와,
상기 하부플레이트의 후방측 상면에 결합되되, 하부가 개방되고 내부에 공간부가 형성되어, 상기 중창의 상부를 감싸도록 설치되는 제2중간플레이트와,
상기 제2중간플레이트의 상면에 결합되며, 상면 가장자리에는 다수 개의 지지핀이 지그재그로 일정간격 이격되게 배치되어 상기 갑피가 삽입되는 공간부가 형성되는 상부플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 샌들 중창과 갑피의 섬유로프 체결 협동로봇 자동화 시스템.
A frame including a work table;
A tool holder that is installed at a predetermined height apart on the upper portion of the work table, and has a space for mounting the tool;
A rope guide unit coupled to the frame, including a guide rod on which the rope drum wound on the tool is mounted, and a guide unit for guiding the unloading of the rope mounted on the guide rod;
It is provided to have a plurality of articulated arms and grippers, a pair is installed to face each other, each gripping the tool, the rope sewn to the tool sequentially passes through the through-holes formed in the midsole and upper respectively knot A cooperative robot to form the midsole and upper so as to form;
It is coupled to the upper surface of the work table, and the spaces on which the midsole and upper are seated are respectively formed, fixing the midsole and upper so that the midsole and upper do not move in the process of being fastened by the cooperative robot, and the rope is Includes; upper jig to induce a stable fit to the through-hole formed in the midsole and upper;
The upper jig,
A lower plate seated on the seating bed of the work table, wherein a through hole in the shape of a horseshoe is formed to penetrate through the upper and lower sides, and a plurality of locking protrusions are arranged at regular intervals in the outer direction at the inner periphery of the through hole,
A first intermediate plate that is fastened to the upper surface of the lower plate, and that a seating hole is formed so that the midsole can be seated on the lower plate;
A second intermediate plate coupled to an upper surface of the rear side of the lower plate, the lower portion being opened and a space formed therein, and installed to surround the upper portion of the midsole;
It is coupled to the upper surface of the second intermediate plate, a plurality of support pins are arranged at regular intervals in a zigzag manner at an upper surface edge to include a top plate in which a space portion into which the upper is inserted is formed. Fiber rope fastening cooperative robot automation system.
상기 작업테이블의 상면 가장자리에는 로프걸이부재가 장착되고, 상기 로프걸이부재의 상면에는 상하를 관통하도록 걸림구가 장방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 샌들 중창과 갑피의 섬유로프 체결 협동로봇 자동화 시스템.
According to claim 1,
The rope hanger member is mounted on the edge of the upper surface of the work table, and the upper surface of the rope hanger member is formed with a hook so as to penetrate the upper and lower sides.
상기 툴은,
상기 로프가 내부를 통과할 수 있도록 양단이 개방된 중공체이되, 전단은 전방으로 갈수록 좁은 단면적을 가지는 바늘과,
상기 바늘을 지지하는 몸체를 포함하는 것을 특징으로 하는 샌들 중창과 갑피의 섬유로프 체결 협동로봇 자동화 시스템.
According to claim 1,
The tool,
A hollow body having both ends open so that the rope can pass through the inside, and the front end has a needle having a narrow cross-sectional area toward the front,
An automatic system for cooperative robot fastening of a fiber rope of a sandal midsole and upper, comprising a body supporting the needle.
상기 제2중간플레이트의 상면은 전방으로 갈수록 낮은 기울기를 가지도록 마련되며, 이에 따라 상기 제2중간플레이트의 상면에 결합되는 상부플레이트도 전방으로 갈수록 기울어지게 배치되는 것을 특징으로 하는 샌들 중창과 갑피의 섬유로프 체결 협동로봇 자동화 시스템.
According to claim 1,
The upper surface of the second intermediate plate is provided to have a lower inclination toward the front, and accordingly, the upper plate coupled to the upper surface of the second intermediate plate is also arranged to be inclined toward the front. Fiber rope fastening cooperative robot automation system.
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KR1020190064221A KR102138621B1 (en) | 2019-05-31 | 2019-05-31 | Robot automation system for fastening of sandals upper and midsole using fiber rope |
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CN113322575A (en) * | 2021-05-08 | 2021-08-31 | 信泰(福建)科技有限公司 | Novel fabric weaving device and fabric manufacturing method |
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2019
- 2019-05-31 KR KR1020190064221A patent/KR102138621B1/en active IP Right Grant
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