KR20200094296A - Appatatus for testing tool grasping force of spindle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 스핀들용 공구 파지력 검사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 스핀들 상에서 공작물을 가공하기 위한 각종 공구의 파지력을 검사할 수 있는 스핀들용 공구 파지력 검사장치에 관한 것이다.The present invention relates to a tool gripping force inspection device for a spindle, and more particularly, to a tool gripping force inspection device for a spindle that can inspect the gripping force of various tools for processing a work piece on a spindle.
일반적으로, 수치제어 공작기계는 수치 제어기(Numeric Controller)에 입력된 구동 프로그램에 따라 제어되어 자동으로 공작물을 가공하는 가공기와 상기 공작물의 가공에 요구되는 다수의 공구(tool)들을 탑재하고 가공단계에 따라 적절한 공구를 제공하는 자동 공구교환 장치(automatic tool changer, ATC)로 구성된다.In general, a numerically controlled machine tool is mounted in accordance with a drive program input to a numeric controller and automatically processes a workpiece and a number of tools required for machining the workpiece and is mounted on the machining step. Therefore, it consists of an automatic tool changer (ATC) that provides a suitable tool.
자동 공구교환 장치는 공구포트별로 공구를 수용하는 공구 매거진과 공구 매거진으로부터 선택된 공구를 가공기로 이송하고 가공기에서 가공작업에 사용된 공구를 공구 매거진의 대응 공구포트로 반송하여 수용하는 공구 교환기로 구성된다.이때, 상기 공구 매거진과 공구 교환기는 상기 수치 제어부에 의해 상기 가공기의 가공단계에 따라 적절하게 제어된다. 이에 따라, 공작물의 가공에 적합한 공구가 공구 매거진으로부터 선택되어 가공기의 스핀들에 장착된다.The automatic tool changer is composed of a tool magazine for accommodating tools for each tool port and a tool changer that transfers the tool selected from the tool magazine to the machine and returns the tool used in the machining operation to the tool magazine's corresponding tool port. At this time, the tool magazine and the tool changer are appropriately controlled according to the machining steps of the machine by the numerical control unit. Accordingly, a tool suitable for machining a work piece is selected from the tool magazine and mounted on the spindle of the machine.
상술한 바와 같이 공구 교환장치로부터 이송된 공구는 가공기의 스핀들에 장착되어 공작물을 가공하도록 회전하게 된다. 스핀들의 내부에는 그립퍼가 설치되어 공구를 파지하게 되는데, 이러한 그립퍼는 유압공급장치의 유압으로 동작되는 유압실린더에 의해 공구를 파지하는 구조를 채택하고 있기 때문에 유압공급장치와 유압실린더를 연결하는 연결호스 또는 유압실린더 또는 유압실린더와 그립퍼를 연결하는 연결봉 등의 손상이나 고장이 발생하는 경우, 유압공급장치의 유압이 그립퍼에 안정적으로 전달되지 않게 되어 그립퍼의 파지력이 저하되며, 이로 인하여 공구는 회전 과정에서 스핀들로부터 분리될 수 있는 구조적인 문제점이 있다.As described above, the tool transferred from the tool changer is mounted on the spindle of the machine to rotate to process the workpiece. A gripper is installed inside the spindle to grip the tool. Since the gripper adopts a structure that grips the tool by a hydraulic cylinder that is hydraulically operated by the hydraulic supply unit, it is a connecting hose connecting the hydraulic supply unit and the hydraulic cylinder. Or, when damage or failure occurs, such as a hydraulic cylinder or a connecting rod connecting a hydraulic cylinder and a gripper, the hydraulic pressure of the hydraulic supply device is not transmitted to the gripper stably and the gripper gripping force is reduced. There is a structural problem that can be separated from the spindle.
즉, 스핀들은 가공소재 및 공구의 크기에 따라 대략 200rpm∼10,000rpm까지 고속 회전하게 되는데, 공구는 스핀들의 회전 과정에서 분리되는 경우, 강한 힘으로 팅겨나가 작업자의 생명을 위협할 수 있는 안전사고를 발생시킬 수 있기 때문이다.That is, the spindle rotates at a high speed from approximately 200 rpm to 10,000 rpm depending on the size of the machining material and tool. When the tool is separated in the process of rotating the spindle, it can strike with a strong force and threaten the safety of the worker. It can be caused.
이에 따라, 스핀들 상에서 유압공급장치의 유압으로 동작되는 그립퍼의 공구 파지력을 정확하게 검사할 수 있는 장치의 개발이 요구되고 있는 실정이다.Accordingly, there is a need to develop a device capable of accurately inspecting a tool gripping force of a gripper operated hydraulically of a hydraulic supply device on a spindle.
본 발명의 기술적 과제는, 스핀들 상에서 작업 전에 공구를 잡고 있는 파지력을 정확하게 검사함으로써, 공작물의 가공을 위한 각종 공구가 스핀들과 함께 회전하면서 분리되는 현상을 방지하고, 장치의 위험요소를 사전에 제거할 수 있는 스핀들용 공구 파지력 검사장치를 제공하는 것이다.Technical problem of the present invention, by accurately checking the gripping force holding the tool before the operation on the spindle, to prevent the separation of various tools for machining of the workpiece while rotating with the spindle, to remove the risk of the device in advance It is to provide a tool gripping force inspection device for a spindle.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description. There will be.
상기 기술적 과제는, 가공기의 스핀들에 탈착 가능하게 장착되고, 유압공급장치의 유압으로 동작되는 유압실린더와 연결봉을 매개로 연결되는 그립퍼의 공구 파지력을 검사할 수 있는 스핀들용 공구 파지력 검사장치로서, 상기 스핀들에 탈착 가능하게 장착되는 검사용 공구를 포함하되, 상기 검사용 공구는, 공구 본체; 상기 공구 본체의 일측에 돌출 설치되고, 상기 그립퍼에 파지되도록 마련되는 연결부; 상기 공구 본체의 내부에 설치되고, 상기 유압실린더의 동작시 상기 그립퍼와 함께 유압실린더 방향으로 이동되는 연결부에 의해 압축되도록 마련되는 탄성부; 상기 공구 본체의 내부에 설치되고, 상기 탄성부의 압축량을 측정하도록 마련되는 압력감지부; 및 상기 공구 본체의 표면에 설치되고, 상기 압력감지부의 신호를 연산처리하여 출력하도록 마련되는 압력게이지;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들용 공구 파지력 검사장치에 의해 달성된다.The above technical problem is a tool gripping force inspection device for a spindle capable of inspecting a tool gripping force of a gripper which is detachably mounted on a spindle of a processing machine and is connected via a hydraulic cylinder and a connecting rod operated hydraulically of the hydraulic supply device, wherein the Including a tool for inspection detachably mounted on the spindle, the inspection tool, the tool body; A connection part protrudingly installed on one side of the tool body and provided to be gripped by the gripper; An elastic part installed inside the tool body and provided to be compressed by a connection part moved in the hydraulic cylinder direction together with the gripper when the hydraulic cylinder is operated; A pressure sensing unit installed inside the tool body and provided to measure a compression amount of the elastic unit; And a pressure gauge installed on the surface of the tool body and provided for calculating and outputting a signal of the pressure sensing unit.
상기 연결부는, 상기 공구 본체에 상기 그립퍼 방향으로 이동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 한다.The connecting portion is characterized in that it is movably installed in the tool body in the direction of the gripper.
상기 탄성부는, 상기 연결부의 이동시 압축되고, 연결부의 복귀시 복원되는 코일스프링으로 형성되는 것을 특징으로 한다.The elastic portion is characterized in that it is formed of a coil spring that is compressed when the connection portion is moved and restored when the connection portion is returned.
상기 압력감지부는, 상기 탄성부의 탄성 변형에 따른 압축량을 측정할 수 있는 압력센서로 형성되는 특징으로 한다.The pressure sensing unit is characterized in that it is formed of a pressure sensor capable of measuring the amount of compression due to the elastic deformation of the elastic unit.
상기 검사용 공구는, 상기 공구 본체에 마련되는 키(key)에 의해 상기 스핀들에 장착되어 함께 회전되는 것을 특징으로 한다.The inspection tool is mounted on the spindle by a key provided on the tool body and is rotated together.
본 발명에 의하면, 스핀들에 검사용 공구를 장착하여 작업 전에 공구 파지력을 정확하게 검사할 수 있게 됨으로써, 공작물의 가공을 위한 각종 공구가 스핀들과 함께 회전하면서 분리되는 현상이나 장치의 위험요소를 제거하여 안전사고를 예방할 수 있는 유용한 효과를 갖는다.According to the present invention, by mounting the inspection tool on the spindle, it is possible to accurately inspect the tool gripping force before the work, thereby removing the phenomenon of separation of various tools for machining of the workpiece and the risk factor of the device and safety. It has a useful effect to prevent accidents.
도 1은 본 발명에 따른 스핀들의 설치 상태를 개략적으로 보인 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 공구 파지력 검사장치를 보인 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 스핀들에 장착된 공구 파지력 검사장치의 요부를 확대하여 보인 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 스핀들용 공구 파지력 검사장치를 이용하여 공구 파지력을 검사하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view schematically showing the installation state of the spindle according to the present invention.
FIG. 2 is a view showing the tool gripping force inspection device shown in FIG. 1.
3 is an enlarged view of a main part of a tool gripping force inspection device mounted on a spindle according to the present invention.
4 is a view for explaining the principle of inspecting the tool gripping force using the tool gripping force inspection device for a spindle according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, in the description of the present invention, descriptions of already known functions or configurations will be omitted to clarify the gist of the present invention.
본 발명에 따른 스핀들용 공구 파지력 검사장치는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 가공기(10)의 스핀들(12)에 탈착 가능하게 장착되는 검사용 공구(20)를 포함한다.The tool gripping force inspection device for a spindle according to the present invention includes an
즉, 본 발명에 따른 스핀들용 공구 파지력 검사장치는 자동 공구교환 장치(1)로부터 이송되어 가공기(10)의 스핀들(12)에 장착되는 각종 공구의 파지력을 검사할 수 있는 것으로서, 스핀들(12)에 장착되는 검사용 공구(22)에 의해 각종 공구의 파지력을 사전에 검사할 수 있는 것이다.That is, the tool gripping force inspection device for a spindle according to the present invention is capable of inspecting the gripping force of various tools that are transferred from the automatic
여기서 스핀들(12)에 장착되는 공구의 종류는 BT, CT, DIN, HSK 등이 있으며, 이러한 공구(T)는 크기에 따라 NT30, NT40, NT50, NT60으로 나뉘어져 있으나, 검사 방식은 모두 동일하게 적용된다.Here, the types of tools mounted on the
가공기(10)는 검사용 공구(20)를 탈착 가능하게 장착할 수 있는 스핀들(12)이 마련된다. 스핀들(12)의 내부에는 가공기(10)에 설치되는 유압공급장치(도면에 미도시)의 유압으로 동작되는 유압실린더(14) 및 유압실린더(14)와 연결봉(16)을 매개로 연결되는 그립퍼(18)가 설치된다. 그립퍼(18)는 유압실린더(14)의 동작시 스핀들(12)에 장착된 검사용 공구(20)를 파지한다. 즉, 그립퍼(18)는 유압실린더(14)로부터 전달되는 유압에 의해 동작되어 검사용 공구(20)를 파지하거나 또는 파지 상태를 해제하는 구조를 갖는다.The
상기한 가공기(10)에서 언급되지 않았지만, 유압공급장치와 유압실린더(14)는 유압의 공급을 위해 연결호스를 매개로 연결된다.Although not mentioned in the above-described
검사용 공구(20)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 그립퍼(18)의 공구 파지력을 검사할 수 있도록 스핀들(12)에 탈착 가능하게 장착되도록 마련되며, 공구 본체(22)와, 연결부(24)와, 탄성부(26)와, 압력감지부(28)와, 그리고 압력게이지(29)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the
공구 본체(22)는 검사용 공구(20)의 메인 프레임을 형성하며, 스핀들(12)에 탈착 가능하게 장착된다. 이러한 공구 본체(22)는 공구 파지력 검사시 스핀들(12)과 함께 회전된다. 이를 위해, 공구 본체(22)는 키(key)()를 매개로 스핀들(12)에 장착되는 구조를 갖는다.The
연결부(24)는 일정길이를 갖는 축 형상으로 형성되어 공구 본체(22)의 일측에 돌출되도록 설치된다. 연결부(24)의 돌출 부위는 공구 본체(22)를 스핀들(12)에 장착시 그립퍼(18)에 의해 파지된다. 또한, 연결부(24)는 공구 본체(22)에 그립퍼 방향으로 이동 가능하게 설치된다. 이는, 공구 파지력 검사시 연결부(24)의 이동시 탄성부(26)를 강제로 압축시키기 위함이다.The connecting
탄성부(26)는 공구 본체(22)의 내부에 설치되고, 유압실린더(14)의 동작시 그립퍼(18)와 함께 유압실린더(14) 방향으로 이동되는 연결부(24)에 의해 압축되는 구조를 갖는다. 이를 위해서, 탄성부(26)는 연결부(24)의 이동시 압축되고, 연결부(24)의 복귀시 복원되는 코일스프링으로 형성된다.The
압력감지부(28)는 공구 본체(22)의 내부에 설치되고, 탄성부(26)의 압축량을 측정하도록 마련된다. 이를 위해서, 압력감지부(28)는 탄성부(26)의 탄성 변형에 따른 압축량을 측정할 수 있는 압력센서로 형성된다. 즉, 압력감지부(28)는 연결부(24)의 이동에 따라 압축되는 탄성부(26)의 압축량을 감지하여 압력게이지(29)로 전송하는 역할을 담당한다.The
압력게이지(29)는 공구 본체(22)의 표면에 설치되고, 압력감지부(28)의 신호를 연산처리하여 출력하도록 마련된다. 이때, 압력게이지(29)는 압력감지부(28)의 신호를 연산처리한 압력값을 아날로그 출력하거나 또는 디지털로 출력하거나 또는 아날로그과 디지털의 조합으로 출력하도록 형성될 수 있다.The
이하, 본 발명에 따른 스핀들용 공구 파지력 검사장치에 의해 공구 파지력을 검사하는 과정을 설명한다.Hereinafter, a process of inspecting the tool gripping force by the tool gripping force inspection device for a spindle according to the present invention will be described.
먼저, 공구 파지력 검사를 위해 검사용 공구(20)에 마련되는 공구 본체(22)를 스핀들(12)에 장착하는 과정이 선행된다. 이때, 공구 본체(22)는 키(23)를 매개로 스핀들(12)에 장착되며, 이에 따라 공구 본체(22)는 스핀들(12)과 함께 회전될 수 있게 된다.First, a process of mounting the
도 4에 도시된 바와 같이, 공구 본체(22)가 스핀들(12)에 장착되면, 가공기(10) 내에 설치되는 유압공급장치를 동작시켜 유압실린더(14)에 일정한 유압을 공급하게 된다. 그러면, 유압실린더(14)는 유압공급장치의 유압으로 동작되어 연결봉(16)을 매개로 연결되는 그립퍼(18)를 동작시키고 그립퍼(18)는 공구 본체(22)의 일측에 설치되는 연결부(24)를 파지하게 된다. 이때, 그립퍼(18)는 유압실린더(14)와 연결되는 연결봉(16)에 의해 연결부(24)를 유압실린더(14) 방향으로 당기게 되고, 탄성부(26)는 연결부(24)의 당김 동작에 따라 탄성 변형되어 압축되게 되며, 압력감지부(28)는 탄성부(26)의 압축량을 측정하여 압력게이지(29)로 전송하게 되고, 압력게이지(29)는 압력감지부(28)의 신호를 연산처리하여 압력값을 출력하게 된다.As shown in FIG. 4, when the
상기와 같은 상태에서, 검사용 공구(20)가 장착되는 스핀들(12)을 공작물의 가공을 위한 회전속도와 일정시간으로 회전시키고 정지시킨 후, 압력게이지(29)의 압력값을 확인함으로써 공구 파지력을 검사하게 된다.In the above state, after rotating and stopping the
예를 들어, 유압실린더(14)로부터 공급되는 2톤의 압력에 의해 그립퍼(18)로 검사용 공구(20)를 파지하여 상기한 검사를 진행한 후, 압력게이지(29)에 2톤의 압력값이 출력되는 경우에는 그립퍼(18)의 공구 파지력을 정상 범위로 판단하게 되고, 압력게이지(29)에 2톤 이하의 압력값이 출력되는 경우에는 그립퍼(18)의 공구 파지력을 비정상 범위로 판단하게 된다.For example, after gripping the
즉, 가공기(10)의 유압공급장치로부터 공급되는 유압과 압력게이지(29)로 출력되는 압력값이 동일한 경우에 공구 파지력을 정상으로 판단하고, 유압공급장치의 유압보다 압력게이지(29)의 압력값이 낮은 경우에 공구 파지력을 비정상으로 판단하는 일련의 과정을 통해 공구 파지력을 정확하게 검사할 수 있게 되는 것이다.That is, when the hydraulic pressure supplied from the hydraulic supply device of the
여기서 유압공급장치의 유압보다 압력게이지(29)에 출력되는 압력값이 낮은 경우에는 그립퍼(18)의 파지력이 저하되고, 이로 인하여 공작물의 가공을 위한 다양한 공구는 공작물의 가공시 스핀들(12)로부터 쉽게 분리되어 안전사고를 발생시킬 수 있기 때문에, 가공기(10)의 유압공급장치와 유압실린더(14)를 연결하는 연결호스 또는 유압실린더(14) 또는 유압실린더(14)와 그립퍼(18)를 연결하는 연결봉(16) 등 유압공급라인의 손상이나 고장으로 판단할 수 있게 되므로, 작업 전에 수리 및 보수를 통해 공구가 스핀들(12)과 함께 회전하면서 분리되는 현상을 방지하고, 장치의 위험요소를 제거할 수 있게 되는 것이다.Here, when the pressure value output to the
이상 설명한 바와 같이, 스핀들용 공구 파지력 검사장치는, 가공기(10)에 설치되는 스핀들(12)에 검사용 공구(20)를 장착하여 작업 전에 공구 파지력을 정확하게 검사할 수 있게 됨으로써, 공작물의 가공을 위한 각종 공구가 스핀들(12)과 함께 회전하면서 분리되는 현상이나 장치의 위험요소를 제거하여 안전사고를 예방할 수 있다.As described above, the tool gripping force inspection device for a spindle is equipped with an
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 되면, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.In the foregoing, although specific embodiments of the present invention have been described and illustrated, the present invention is not limited to the described embodiments, and it is common knowledge in the art that various modifications and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. It is obvious to those who have it. Therefore, such modifications or variations should not be individually understood from the technical spirit or viewpoint of the present invention, the modified embodiments will have to belong to the claims of the present invention.
10: 가공기
12: 스핀들
14: 유압실린더
16: 연결봉
18: 그립퍼
20: 검사용 공구
22: 공구 본체
24: 연결부
26: 탄성부
28: 압력감지부
29: 압력게이지10: processing machine
12: Spindle
14: hydraulic cylinder
16: Connecting rod
18: gripper
20: Inspection tool
22: tool body
24: connection
26: elastic part
28: pressure sensor
29: pressure gauge
Claims (5)
상기 스핀들에 탈착 가능하게 장착되는 검사용 공구를 포함하되,
상기 검사용 공구는,
공구 본체;
상기 공구 본체의 일측에 돌출 설치되고, 상기 그립퍼에 파지되도록 마련되는 연결부;
상기 공구 본체의 내부에 설치되고, 상기 유압실린더의 동작시 상기 그립퍼와 함께 유압실린더 방향으로 이동되는 연결부에 의해 압축되도록 마련되는 탄성부;
상기 공구 본체의 내부에 설치되고, 상기 탄성부의 압축량을 측정하도록 마련되는 압력감지부; 및
상기 공구 본체의 표면에 설치되고, 상기 압력감지부의 신호를 연산처리하여 출력하도록 마련되는 압력게이지;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들용 공구 파지력 검사장치.A tool gripping force inspection device for a spindle that can be detachably mounted on a spindle of a processing machine and capable of inspecting a tool gripping force of a gripper connected via a hydraulic cylinder and a connecting rod operated hydraulically by a hydraulic supply device,
Including a tool for inspection detachably mounted on the spindle,
The inspection tool,
Tool body;
A connection part protrudingly installed on one side of the tool body and provided to be gripped by the gripper;
An elastic part installed inside the tool body and provided to be compressed by a connection part moved in the hydraulic cylinder direction together with the gripper when the hydraulic cylinder is operated;
A pressure sensing unit installed inside the tool body and provided to measure a compression amount of the elastic unit; And
And a pressure gauge installed on the surface of the tool body and provided for calculating and outputting a signal of the pressure sensing unit.
상기 연결부는,
상기 공구 본체에 상기 그립퍼 방향으로 이동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 스핀들용 공구 파지력 검사장치.According to claim 1,
The connecting portion,
Tool holding force inspection device for a spindle, characterized in that installed in the tool body to be movable in the direction of the gripper.
상기 탄성부는,
상기 연결부의 이동시 압축되고, 연결부의 복귀시 복원되는 코일스프링으로 형성되는 것을 특징으로 하는 스핀들용 공구 파지력 검사장치.According to claim 1,
The elastic portion,
Tool gripping force inspection device for a spindle, characterized in that it is formed of a coil spring that is compressed when the connection part moves and is restored when the connection part returns.
상기 압력감지부는,
상기 탄성부의 탄성 변형에 따른 압축량을 측정할 수 있는 압력센서로 형성되는 특징으로 하는 스핀들용 공구 파지력 검사장치.According to claim 1,
The pressure sensing unit,
Tool gripping force inspection device for a spindle, characterized in that formed by a pressure sensor that can measure the amount of compression according to the elastic deformation of the elastic portion.
상기 검사용 공구는,
상기 공구 본체에 마련되는 키(key)에 의해 상기 스핀들에 장착되어 함께 회전되는 것을 특징으로 하는 스핀들용 공구 파지력 검사장치.The method according to any one of claims 1 to 4,
The inspection tool,
Tool holding force inspection device for a spindle, characterized in that mounted on the spindle by a key (key) provided on the tool body and rotates together.
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KR1020190011593A KR20200094296A (en) | 2019-01-30 | 2019-01-30 | Appatatus for testing tool grasping force of spindle |
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- 2019-01-30 KR KR1020190011593A patent/KR20200094296A/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
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