KR880000540B1 - 공업용 로보트 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

공업용 로보트

제1도는 본 발명에 관한 로버트를 공작 기계상에 장착한 상태를 예시한 사시도.

제2도는 제1도 구성의 워크대의 리프트 부재의 구조를 예시한 정면도.

제3도는 본 발명의 로보트 본체의 커버를 제거하여 내부 구조를 예시한 실시예의 상면도.

제4도는 제3도 실시예의 핸드의 선단에 장착된 각도 조절 장치를 예시한 측면도.

제5도는 제3도에 있어의 핸드의 구동 부분을 예시한 측면도.

제6도는 핸드의 이동 방향을 예시한 설명도.

제7도는 본 발명에 관한 로보트를 공작 기계상에 장착된 상태를 예시한 측면도.

제8(a)도~ 제8(e)도는 본 발명 구성에 의한 워크 교환 동작의 설명도.

본 발명은 공작 기계의 일부에 용이하게 설치할 수 있는 공업용 로보트에 관한 것이다.

공업용 로보트는 제어 장치나 구동장치를 내장하여 로보트 본체로 부터 뻗은 암(arm)의 선단에 파지 장치가 장착되어 있으며, 이 파지 장치에 의하여 워크 피더파렛의 위에 제치된 워크를 파지하고 미리 정해진 경로를 거쳐서 워크를 다른 위치에 운반하거나 또는 공작기계의 척까지 운반 하거나 한다. 이와 같은 작업을 실행하는 공업용 로보트는 비교적 대형으므로 통상은 공작기계에 인접하여 설치하며, 한대의 공업용 로보트로 수대의 공작기계에 대하여 서비스 하는 것이 보통이다. 그런데 최근의 공업용 로보트의 보급에 의허여 소규모의 공장에 있어도 공업용 로보트를 사용하게 되었는데 공장 면적이 작은 소규모 공장에서는 설치되어 있는 공작기계의 대수도 적고 또 또 종류도 적으므로 한대의 공업용 로보트에 의하여 수대의 공작기계를 서비스하는 대형의 로보트는 그리 환영받지 못하며 오히려 한대의 공업용로보트에 의하여 1대의 공작기계를 서어비스하는 소형의 로보트가 환영받는 경향에 있다. 또 대규모의 공장에 있어도 임가이고 또 한대의 공작기계에 각 한대의 공업용 로보트를 부설하여 서어비를 실행한 쪽이 작업 능률이 좋은 경우도 있다.

그러나 종래의 공업용 로보트는 형상도 크고 또 설치 면적을 많이 요하며, 가격도 높은 것 뿐이었으므로 상술과 같은 요구를 충족할 수가 없었다.

본 발명의 목적은 상술과 같은 종래의 문제점 등을 해결하기 위한 로보트의 설치를 위한 바닥 면적을 특별히 필요로 하지 않는 구조의 공업용 로보트를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 공작기계에 탑재할 수 있는 구조의 공업용 로보트를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 구조가 간단하고 형상도 작은 공업용 로보트를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 임가로 구성할 수 있는 공업용 로보트를 제공함애 있다.

기타 본 발명의 특징과 장점에 대하여는 이하 첨부 도면에 의한 상세한 설명에 의하여 명백해진다.

이하 첨부 도면에 의거 본 발명을 상세히 설명한다.

제 1 도는 본 발명에 관한 로보트를 공작기계의 상부에 설치한 상태를 나타낸 사시도로서 동 도면중 예시부호 1은 공작기계이다. 예시부로 1a는 주축에 연결한 적으로서 후술하는 공업용 로보트에 의하여 운반된 워크를 파지한다. 예시부호 1b는 공작기계의 개폐문으로서 제 1 도의 도시는 개폐문이 열려 있는 상태를 나타내고 있다. 워크가 절삭 가공될 때 개폐문(1b)은 화살표 방향으로 슬라이드하여 가동 부분을 덮는다. 예시부호 2는 워크대이다. 워크대(2)는 철틀로서 레이블 상으로 조립되었으며 상면에는 워크(3)를 재치하는 복수개의 워크 피터파렛(2a)이 이동 가능하게 배설되어 있다.

즉, 이들 워크 피더파렛(2a)……은 도면은 도면에 나타내지 않은 구동장치에 의하여 워크대(2)의 상면의 타원 통로에 따라서 이동하며 로보트의 파지 장치의 하부에 이동한 때 리프트 부재(2b)에 의하여 상방으로 들어 올리도록 구성되어 있다. 제 2 도는 리프트 부재(2b)의 구조를 나타낸 상세도이다. 동 도면에 있어서 예시 부호 2c는 워크 피더파렛(2a)을 밀어 올리는 대로서 상부에는 워크 피더파렛(2a)이 위치 결정구멍(2a')을 감합하는 돌기(2b)가 있으며, 하측에는 가이드봉(2e)이 4각으로 장착되어 있다. 이 가이드봉(2e)은 워크대(2)의 상명을 관통하고 있다. 2f는 압상부로서 하단에 나사가 형성되어 있으며 이 나사에 압상나사(2g)가 나합하여 있다. 이 압상나사(2g)는 구동 모우터(2h)와 멜트(2i)로 연결되어 구동 모우터(2h)가 회전하면 압상나사(2g)도 회전하여 압상부(2f)가 상하동하여 대(2c)가 워크 피더(2a)를 상하 방향으로 이동 시킨다. 그리고 2j는 브레이크이다. 제 1 도의 예시부호 4는 로보트이다. 이 로보트(4)는 본체(4a)가 있으며 이 본체(4a)는 공작기계(1)의 상면에 장착되어 있다. 제 3 도는 본체(4a)의 커버를 제거하여 내부 구조의 주요부를 나타낸 상면도로서 동 도면 중 4a-1은 본체(4a)의 기판이다. 이 기판(4a-1)에는 4개의 장착구멍(4a-2)이 형성되어 로보트 장착때 공작기계의 상면으로 부터 돌출한 나사가 이 장착구멍에 삽통되어 나사 체착에 의하여 로보트가 공작기계에 고정된다. 기판(4a-1)에는 축수(4b)(4b), (4c)(4g)가 형성되며 상기 축수(4b'), (4b)에는 제 1 의 로드(4b)가 그 길이 방향으로 슬라이드 가능하게 지지되어 있다. 또 축수(4c)(4c)에는 제 2 의 로드(4e)가 그 깊이 방향으로 슬라이드 가능하게 지지되어 있다. 제1, 제 2 의 로드(4b)(4e)의 일단에는 건널판(4f)이 고정되어 있다. 예시부호 4g는 또 하나의 건널판으로 제1, 제2의 로드(4d), (4e)는 각각 이 건널판(4g)을 관통하여 있으며 또한 이들은 건널판(4g)와 견고하게 고정되어 있다.

이와 같이 제1, 제 2 의 로드(4d), (4e)와 건널판(4f), (4g)은 조립되어 있으므로 이들은 기판(4a-1)에 대하여 로드(4d), (4e)의 길이 방향으로 이동할 수 있다. 예시부호 4h는 이들을 이동시키기 위한 에어 실린더이다. 이 에어 실리너더(4h)는 기판(4b-1)에 고정되어 있으며 내부에는 피스톤이 이동 가능하게 형성되어 있으며 이에 일단을 고정되어 있는 피스톤 로드(4h-1)의 타방단은 건널판(4g)에 고정되어 있다. 그리고 주지의 사실로서 공기 송입관(4h-2)으로 부터 공기를 송입하였을 때 피스톤 로드(4h-1)는 제 3 도에 있어 좌방향으로 이동하며 공기 송입관(4h-3)으로 부터 송입하였을 때 피스톤 로드(4h-1)는 제 3 도에 있어 우방향으로 이동한다. 예시부호 4i는 건널판(4f)와 건널판(4g)에 양단이 고정된 위치 결정 나사봉이다.

이 위치 결정 나사봉(4i)과 제 2 의 로드(4e)에는 2개의 위치 결정판 4j와 4k가 위치 결정 나사봉(4i)의 길이 방향으로 이동 가능하게 삽롱되어 있다.

그리하여 이들 2개의 위치 결정판(4j)와 (4k) 너트 (4m)에 의하여 나사봉(4i)의 소망의 위치에 고정되어 있다. 위치 결정판(4i), (4k)의 선단에는 각각 독판(4n), (4p)이 장착되어 있다. (4g,「건널판」으로 되어 있음), (4r, 도면에 없음)은 기판(4a-1)에 장착된 완충기 다린 스토퍼로서 위치 결정판(4j)와 (4k)에 각각 당접하여 후술하는 암의 이동폭을 규제한다. 4s, 4t는 위치 결정판(4j), (4k)의 도래를 검지하는 리미트 스위치이다. 제 2 의 로드(4e)의 선단에는 암(5)이 회전 가능하게 장착되어 있다. 암(5)의 선단에는 한 쌍의 파지 장치(5a(5b)가 형성되어 있으며 이들 파지 장치(5a) (5b)에는 핀거(5a-1), (5b-1)가 형성되어 있다. 제 1 도에서는 파지 장치(5b)의 핀거(5b-1)가 워트(3)를 파지하고 있는 모양을 나타내고 있다.

이들 파지 장치(5a) (5b)들은 상하가 교대할 수 있도록 암(5)의 선단에서 회전할수 수가 있다. 또 파지 장치(5a) (5b)는 암(5)의 길이 방향에 대하여 손목의 축방향의 절곡 각도 즉 암의 길이 방향과 파지 장치(5a), (5b)의 장착면과의 각도를 약간 조절할 수가 있다. 제 4 도는 손목 부분의 각도 조절장치를 나타낸 측면도이다. 동 도면에 있어 예시부호 5c는 손목이다. 이 손목(5c)는 암(5)의 선단의 축(5g)에 축착된 유지판(5g)에 추착된 유지판(5d)에 고착되어 있다. 유지판(5d)에는 원호상의 가이드홈(5e)이 형성되어 있으며 암(5)에 대하여 축(5g)을 중심으로 회동할 수 있도록 구성되어 있다. 그리하여 암(5)의 길이 방향과 손목(5c)의 축방향과의 각θ를 소정 각도에 조정한 후 너트(5f)를 조여서 손목(5c)를 암(5)에 대하여 고정한다. 제 5 도는 제 3 도의 측면도이다. 제 5 도에 예시한 바와 같이 건널판(4g)에는 암(5)의 회전 각도를 제한하며 또 회전 범위를 변경할 수 있는 한 쌍의 스토퍼(6)가 형성되어 있으며 암(5)에는 이들 한 쌍의 스토퍼(6)에 대향하여 한 쌍의 스토퍼(7)가 형성되어 있다. 예시부호 8은 암(5)을 회전시키는 에어 실린더이다. 이 에어 실린더(8)의 일단은 제 1 도의 로드(4d)에 회전 가능하게 추착되어 있다. 또 내부에는 피스톤이 이동 가능하게 형성되어 있으며 이에 일방단을 고정되어 있는 피스톤 로드(8a)의 타방단은 암(5)의 일부에 추착되어 있다. 도면에는 나타내 있지 않으나 에어 실린더(8)의 양단에는 각각 공기 송입관이 형성되어 있으며, 제 5 도에 있어 우단의 공기 송입관으로 부터 에어 실린더(8) 내에 공기를 송입하며 피스톤 로드(8a)가 신장하여 암(5)은 제 5 도의 실선 위치 방향으로 회전하며 좌단의 공기 송입관으로 부터 에어 실린더(8) 내에 공기를 송입하면 피스톤 로드(8a)는 안으로 들어가서 암(5)을 2점쇄선 위치 방향으로 회전 시킨다. 피스톤 로드(8a)의 선단에는 피스톤 로드(8a)와 함께 이동하는 틀체(8b)가 장착되어 있다. 피스톤 로드(8)의 양단에는 완충기 겸용의 스토퍼(8c), (8d)가 고정되어 있으며, 틀체(8b)가 어느 한쪽에 위치할 때 이들 중의 하나와 당접한다.

다음에 본 발면에 관한 로보트를 사용하여 워크대(2)와 공작기계(1) 사이에서 워크(3)에 대하여 제 6 도, 제 7 도, 제 8 도에 의하여 설명한다. 그리고 동작 설명에 있어 제 6 도에 예시한 바와 같이 공작기계의 주축 s의 방향 즉 제 2 도의 로드(4e)의 축 방향을 x로 하고 또 로드(4e)를 중심으로 하여 암(5)이 회전하는 방향을 A로 한다.

로보트를 사용함에 있어 먼저 암(5)을 -A 방향으로 회전시키고 제 7 도에 있어 실선으로 나타내는 바와 같이 척(Check) (la)에 암(5)를 결정하고 파지 장치(5a), (5b)를 척(1a)에 근접시킨다. 다음에 척(1a)의 앞에서 척 줌심축과 파지 장치(5a), (5b)의 파지 중심축을 일치 시키도록 손목(5c)의 회전 각도를 조절한 후 너트(5f)를 조여서 손목(5c)을 암(5)에 고정한다. 이와 동시에 일방의 스토퍼(6)를 정하여 암(5)의 - A 방향의 회전을 규제하고 또한 위치 결정판(4K)로 조절하여 암(5)의 -X 방향의 극한 위치를 규제한다.

이어서 에어 실린더(4h)를 구동하여 암(5)을 +X방향으로 이동 시킨 후 계속하여 이를 에어 실린더(8)를 구동하여 +A 방향으로 회전 시켜서 파지 장치의 파지면이 위크 피더면과 평행이 되도록 한다(제 7 도에 있어 1점 쇄선으로 나타냄). 그후 남은 스토퍼(6)를 조절하여 암(5)의 +A 방향의 회전을 규제함과 동시에 위치 결정판(4j)로 조절하여 암(5)의 +X 방향의 이동위치를 규제한다.

이와 같은 조정을 실행한 후 다음과 같은 로보트에 의한 공작기계의 서어비스를 실행한다.

(A) 파레라이징 없는 시이컨스에,

①개폐문 개신호가 공작기계(1)의 후부에 비치된 제어 장치(9) (제 7 도 참조)로 부터 발해져서 개폐문(1b)이 열린다.

②암동작 신호에 의하여 에어 실린더(8)이 구동되어 암(5)이 -A 방향으로 회전한다.

③암 이동 신호에 의하여 에어 실리더(4h)가 구동되어 암(5)이 -X 방향으로 이동 한 후 척(1a)과 대향하고 있는 파지 장치(5a)의 핀거(5a-1)가 닫혀서 척(1a)에 장착되어 있는 가공핀의 워크(3)를 파지 장치(5a)가 파지된다.

④척(1a)에 열려서 워크를 개방한다.

⑤암 이동 신호에 의하여 에어 실린더(4h)가 구동되어 암(5)이 +X 방향으로 약간 이동한다.

⑥파지 장치(5a), (5b)가 손목(5c)에 대하여 180°회전하여 파지 장치(5b)가 척(1a)과 대향한 후 암 이동 신호에 의하여 에어 실린더(4h)가 구동되어 암(5)이 -X 방향으로 이동하여 파지 장치(5b)가 파지하고 있는 미가공의 워크를 척(1a)에 운반한다.

⑦척(1a)이 닫혀서 미가공의 워크를 파지한 후 핀거(5b-1)가 열려서 워크를 놓는다.

⑧암 이동 신호에 의하여 에어 실린더(4h)가 구동되어 암(5)이 +X 방향으로 이동한 후 암 동작 신호에 의하여 에어 실린더(8)가 구동되어 암(5)이 +A 방향으로 회전한다.

⑨공작기계(1)의 개폐문(1b)이 닫힌다.

⑩파지 장치(5a), (5b)가 손목(5c)에 대하여 90°회전하여 파지 장치(5b)가 하측, 파지 장치(5a)가 상측으로 된다(제 7 도의 1점 쇄선의 상태 참조).

⑪미가공의 워크를 재치한 워크 피더파렛이 상승하여 워크를 파지 장치(5b)까지 운반한다(제 8(a)도 참조).

⑫핀거(5b-1)이 닫혀서 미가공의 워크를 파지한 후 워크 피더파렛(2a)이 중도까지 하강한다(제 8(b)도 참조).

⑬파지 장치(5a), (5b)가 손목(5c)에 대하여 180°회전하여 파지 장치(5a)가 하측으로 파지 장치(5b)가 상측으로 된다(제 8(c)도 참조).

⑭워크 피더파렛이 상승한다(제 8(d)도 참조).

⑮파지 장치(5a)의 핀거(5a-1)가 열려서 파지하고 있던 워크를 춰크 피더파렛상에 재치한다(제 8(e)도 참조).

워크 피더파렛이 하강함과 동시에 파지 장치(5a), (5b)가 손목(5c)에 대하여 90°회전 하여 다음 동작에 대비한다.

워크 파더파렛의 되돌림이 실행되어 1시이클 동작은 종료한다.

상기의 로보트 동작에는 워크 피더상에 1개씩의 워크를 재치한 경우이지만 워크의 종류에 따라서는 하나의 워크 피더상에 복수개의 워크를 쌓아 두는 경우도 있다. 다음에 설명하는 동작에는 이와 같은 예의 경우이다.

(B) 파레타이징 시이컨스 예

①개폐문 개신호가 공작기계(1)의 후부에 비치된 제어 장치(9) (제 7 도 참조)로 부터 발하여 개폐문(1b)이 열린다.

②암 동작 신호에 의하여 에어 실린더(8)가 구동되어 암(5)이 -A 방향으로 회전한다.

③암 이동 신호에 의하여 에어 실린더(4h)가 구동되어 암(5)이 -X 방향으로 이동한 후 핀거(5a-1)가 닫혀서 척(1a)에 장착되어 있는 가공필의 워크를 파지 장치(5a)가 파지한다.

④척(1a)이 열려서 워크를 개방한다.

⑤파지 장치(5a), (5b)가 손목(5c)에 대하여 160°회전한 후 암 이동 신호에 의하여 에어 실린더(4h)가 구동되어 암(5)이 -X 방향으로 이동하여 (5b)가 파지하고 있는 미가공의 워크 척(1a)에 운반한다.

⑦척(1a)이 닫혀서 미가공의 워크를 파지한 후 핀거(5b-1)가 열려서 워크를 놓는다.

⑧암 이동 신호에 의하여 에어 실린더(4h)가 구동되어 암(5)이 +X 방향으로 이동한 후 암 동작 신호에 의하여 에어 실린더(8)가 구동되어 암(5)이 +A 방향으로 회전한다.

⑨공작기계(1)의 개폐문(1b)이 닫힌다.

⑩파지 장치(5a), (5b)가 손목(5c)에 대하여 90°회전하여 파지 장치(5b)가 하측 파지 장치(5a)가 상측으로 된다.

⑪미가공의 워크를 재치한 워크 피더파렛이 상승하여 워크 파지 장치(5b)까지 운반한다(제 8 도 a 참조).

⑫핀거(5b-1)가 닫형서 미가공 워크를 파지한 후 워크 피더파렛이 하강한다.

⑬파지 장치(5a), (5b)가 손목(5c)에 대하여 180°회전하여 파지 장치(5a)가 하측으로 파지 장치(5b)가 상측으로 된다.

⑭워크 피더파렛의 되돌림을 실행하여 가공필의 워크를 재치하고 있는 워크 피더파렛을 파지 장치의 하측에 위치 시킨다.

⑮파지 장치가 180°회전하고 있음을 확인한다.

개폐문(1b)가 닫혀 있음을 확인한다.

워크 피더파렛이 상승한 후 파지 장치(5a)의 핀거(5a-1)가 열려서 가공필의 워크를 워크 피더파렛상에 재치한다.

파지 장치(5a), (5b)가 손목(5c)에 대하여 90°회전하여 워크 피더파렛도 하강한다.

워크 피더파렛의 이송이 실행된다. 그리고 상술과 같은 일련의 제어는 제어 장치(9) 내부에 장치된 주지의 시이컨스 제어기 또는 NC장치에 의하여 실행된다.

이상 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 공작기계의 척에의 워크 삽입과 그 척으로 부터 워크를 잡아빼는 직선 운동과 척으로 부터 공작기계의 전부에 워크를 이동 시키거나 또는 그 반대의 진동 운동을 실행할 수가 있을 뿐만 아니라 손목은 워크의 척 삽입시에 척 앞에서 척 중심축과 파지하여 중심축을 일치 시키거나 또는 공작기계 전부에 있어 암의 회전각도를 설정한 후 파지장치의 파지면이 수평이 되도록 손목과 핸드와의 각도를 변경할 수 있는 각도 조절 장치를 형성하고 있으므로 로보트를 공작기계의 적당한 위치에 설정할 수가 있으며 또한 워크의 공작기계에의 착탈이 자유로히 행할 수 있으며 또한 로보트이 설치 면적은 불필요하게 된다. 더우기 로보트는 공작기계의 근거리에서 설치할 수 있으므로 로보트를 소형으로 구성할 수 있으며 또 종래 장치와 같이 암을 신축시키는 기구가 전혀 없으므로 구조도 간단하게 되어 염가로 제공할 수 있다.

이 밖에 파지 장치를 2단으로 구조하면 척 위치 및 워크 피더위치에 있어의 가공필 워크와 미가공 워크와의 수수 동작이 간단하게 되는 등 많은 효과가 있는 것이다.

Claims (16)

1. 공작기계에 장착되고 그 공작기계에 서어비스를 실시하는 공업용 로보트에 있어서, ①물체를 파지하기 위한 파지장치가 설정된 손목을 일단에 갖춘 암과, ②공작기계에 장착하기 위한 본체와, ③그 암을 그 공작기계의 주축의 축 방향으로 이동 시키기 위하여 그 본체에 형성된 제 1 의 구동 수단과, ④그 암을 그 주축의 축방향과 직교하는 면에서 그 암의 타단을 중심으로 회전시키기 위한 제 2 의 구동 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 공업용 로보트.
2. 제 1 항에 있어서, 전기 본체에 대하여 전기암이 하방으로 뻗어서 배치되는 것을 특징으로 하는 공업용 로보트.
3. 제 1 항에 있어서, 전기 본체가 전기 암의 회전 중심이 되는 로드를 갖춘 것을 특징으로 하는 공업용 로보트.
4. 제 3 항에 있어서, 전기 제 1 의 구동기구가 전기 본체에 형성된 로드를 그 축 방향으로 이동 시키는 것을 특징으로 하는 공업용 로보트.
5. 제 4 항에 있어서, 전기 로드가 한 쌍 설정됨과 동시에 전기 로드를 그 양단에서 연결하는 한 쌍의 건널판이 설정되어 그 건널판을 전기 제 1 의 구동기구가 이동 시키는 것을 특징으로 하는 공업용 로보트.
6. 제 5 항에 있어서, 전기 로드의 일방을 전기 암의 회전 중심으로 함과 동시에 전기 로드의 타방에 전기 제 2 의 구동기구를 회동 가능하게 설정함을 특징으로 하는 공업용 로보트.
7. 제 4 항에 있어서, 전기 로드는 전기 본체에 축수를 통하여 장착된 것을 특징으로 하는 공업용 로보트.
8. 제 1 항에 있어서, 전기 제 1 의 구동기구가 에어 실린더인 것을 특징으로 하는 공업용 로보트.
9. 제 1 항에 있어서, 전기 제 2 의 구동기구가 에어 실린더인 것을 특징으로 하는 공업용 로보트.
10. 제 1 항에 있어서, 전기 손목과 전기 암 사이에 전기암의 길이 방향과 전기 암의 길이 방향과 전기 손목의 축 방향과의 각도를 변경하기 우힌 각도 조절기구를 설정한 것을 특징으로 하는 공업용 로보트.
11. 제 1 항에 있어서, 전기 파지 장치는 파지면이 회전 가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 공업용 로보트.
12. 제11항에 있어서, 전기 파지 장치가 전기 손목에 복수 설정된 것을 특징으로 하는 공업용 로보트.
13. 제13항에 있어서, 전기 제 1 의 수동 수단에 의하여 이동되는 전기 암의 축 방향의 이동 범위를 규제하는 위치 결정 부재가 설정된것을 특징으로 하는 공업용 로보트.
14. 제13항에 있어서, 전기 위치 결정 부재의 위치가 조절 가능한 것을 특징으로 하는 공업용 로보트.
15. 제 1 항에 있어서, 전기 제 2 의 구동 수단에 의하여 회전되는 전기 암의 회전 범위를 규제하는 스토퍼가 설정된 것을 특징으로 하는 공업용 로보트.
16. 제15항에 있어서, 전기 스토퍼의 위치가 조절 가능한 것을 특징으로 하는 공업용 로보트.

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