JPH0413724B2 - - Google Patents
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- JPH0413724B2 JPH0413724B2 JP952582A JP952582A JPH0413724B2 JP H0413724 B2 JPH0413724 B2 JP H0413724B2 JP 952582 A JP952582 A JP 952582A JP 952582 A JP952582 A JP 952582A JP H0413724 B2 JPH0413724 B2 JP H0413724B2
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Program-control systems
- G05B19/02—Program-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form
- G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
- G05B19/21—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device
- G05B19/23—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for point-to-point control
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/37—Measurements
- G05B2219/37154—Encoder and absolute position counter
-
- G—PHYSICS
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
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- G05B2219/50084—Keep position, setup parameters in memory
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Safety Devices In Control Systems (AREA)
Description
本発明は工作機械におけるテーブル或いは工具
等の位置検出に関し、特に、電源再投入時に以前
の電源遮断時における位置制御対象（テーブル或
いは工具等）の位置情報を正確に検出する位置決
め制御装置に関する。 従来のこの種工作機械における位置検出は、位
置制御対象の移動に関連するインクリメンタルタ
イプのパルスエンコーダ（増分方式のエンコー
ダ）を用い、該エンコーダの出力に基づいて作ら
れるカウントパルスで可逆カウンタの内容を増減
制御することにより行なうのが一般的である。 第１図はインクリメンタル、エンコーダによる
位置検出の説明図で、当該エンコーダの出力信号
の処理プロセスをタイムチヤートで示すものであ
る。 図において、信号Ａ及びＢはインクリメンタ
ル・エンコーダのＡ相及びＢ相の各々の出力波形
で、両者の間にはπ／２の位相差が与えられてい
る。従つて信号Ａ−Ｂ間の進相、遅相関係の判別
により、テーブル或いは工具等の制御対象の正転
又は逆転方向への移動を検出することが可能とな
る。信号Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇは上記検出のための
処理信号を示すもので、先ず、信号Ａを微分する
ことにより信号Ｃに示す、信号Ａの立上りにおけ
る短時間幅の正パルスと立下がりにおける同幅の
負パルスとによる微分パルス列がつくられる。こ
の微分パルス列Ｃは正パルス列Ｄと負パルス列Ｅ
とに個別抽出され、エンコーダの二相出力Ａ，Ｂ
の位相関係判別のために信号Ｂの反転値との間
で夫々ANDがとられる。この結果、正パルス列
Ｄと反転値により制御対象の正回転方向の移動
量を表わすカウントアツプパルスＦと、負パルス
列Ｅと反転値により負回転方向の移動量を表わ
すカウントダウンパルスＧが得られるので、これ
ら信号Ｆ，Ｇで可逆カウンタを駆動することによ
り、制御対象の位置情報を検出している。 上記検出システムは技術的容易性及び経済性等
で利があることから今日広く用いられているが、
電源を一旦断した後再投入し以前の電源遮断時に
おける位置情報に従つて再動作させる場合に当該
情報に誤差を生ずるという欠点がある。即ち、第
１図のタイムチヤートでおいて、信号Ａのポイン
トイで電源が断されたとすれば、機械的変化又
は／及びエンコーダの特性などによりポイントイ
が電源再投入時にズレるおそれがある。この状態
が生じ電源再投入時にポイントロが検出される
と、図から明らかなようにカウントアツプパルス
ｘは未カウントとなり、位置情報に（−）１パル
スに誤差を生ずることとなる。逆に、電源断の際
にポイントロであり再投入時にイであれば、（＋）
１パルスの誤差を生ずることは明らかである。
又、ポイントハ及びニについてもカウントダウン
パルスｙに対し同様のことがいえる。 このような欠点があるため、インクリメンタ
ル・エンコーダを用いるシステムにおいては機械
始動時に常に原点復帰を行なわねばならないとい
う煩わしさがあつた。このような煩わしさは、位
置決め範囲の全領域のわたつてアブソリユート・
エンコーダ（絶対値検出用のスケール）を用いれ
ば解決されるが、アブソリユート・エンコーダは
システムを高コスト化するばかりでなく、長い距
離の検出には不向きであるなどの欠点がある。 従つて本発明は従来の技術の上記欠点を改善す
るもので、その目的は、従来広く用いられている
インクリメンタル・エンコーダを使用し、電源遮
断時に対する電源再投入時の位置情報の誤差を自
動的に補正することが可能な位置決め制御システ
ムを提供することにある。 上記目的を達成するために、本発明は、概略的
には電源遮断時におけるパルスエンコーダの二相
出力レベル状態と再投入時におけるパルスエンコ
ーダの二相出力レベル状態とを比較し、上記比較
が不一致の場合に、電源遮断時と再投入時との時
間幅内のカウントパルスの有無を判断して、１カ
ウントパルス増減することにより、誤差を自動的
に補正するように成してなるものである。 以下図面により本発明の実施例を説明する。 第２図は、本発明の一実施例を示すブロツク図
で、テーブル或いは工具等の位置制御対象の機械
位置を電気的に検出する位置検出手段と、当該位
置情報を管理するマイクロコンピユータシステム
と、機械の電源断の情報をコンピユータシステム
に供給する検出回路を有する。 位置検出手段は、インクリメンタル・エンコー
ダ１０と波形整形回路１２と方向弁別回路１４と
カウンタ１６を有する。エンコーダ１０は前述し
たように機械的位置情報を互いにπ／２の位相差
をもつ電気信号Ａ，Ｂとして取り出し、波形整形
回路１２に与える。該回路１２は高周波成分を除
去し波形整形すると共に、信号Ａ及びＢを内部ロ
ジツクレベルに変換する。波形整形回路１２の出
力は、方向弁別回路１４において、第１図に関連
して述べた信号処理プルセスに従いカウントアツ
プパルスＦとカウントダウンパルスＧをつくり、
これによりカウンタ１６が駆動される。 マイクロコンピユータシステムはCPU２０と、
該CPUに対し内部バスで結合されるプログラム
メモリ２２とデータメモリ２３と第１及び第２の
入力ポート２４，２６と出力ポート２８を有し、
第１の入力ポート２４を介して波形整形回路１２
の出力に結合されると共に、第２の入力ポート２
６を介してカウンタ１６の出力に結合され、更に
出力ポート２８を介して機械アクチユエータ４０
に処理情報を与えるようになつている。 なお参照番号３０は電源断検出回路で、電源断
の情報をCPU２０に与えると共に、電源バツク
アツプ回路３２を駆動しデータメモリ２３内のデ
ータの揮発を防止する。 上記構成で、電源が供給されている場合には、
制御対象の位置情報がカウンタ１６から第２の入
力ポート２６を介してCPU２０に取込まれるの
で、現在位置を知ることができる。この状態から
電源遮断が生ずると、CPU２０は電源断検出回
路３０により電源断を知り、第１の入力ポート２
４を開いて電源遮断時のエンコーダの二相出力
Ａ，Ｂのレベル状態を取込むと共に第２のポート
２６から同時点の位置情報を導入し、これらをデ
ータメモリ２３内に格納する。 このデータは電源バツクアツプ回路３２により
電源遮断時の間、保持される。電源が再投入され
ると、当該再投入時におけるエンコーダ１０の二
相出力A′，B′のレベル状態を第１の入力ポート
２４を介して取込み、メモリ２３内の電源遮断時
の二相出力Ａ，Ｂのレベル状態との比較が、
CPU２０に具備される比較手段にて行なわれる。 第３図はエンコーダの二相出力Ａ−Ｂ間のレベ
ル状態を示すもので、ポイントａで電源が遮断さ
れたとすれば、電源遮断時の信号ＡとＢのレベル
状態は“０”“０”である。電源再投入時の信号
A′とB′のレベル状態が一致していれば問題はな
い。しかし、再投入時にポイントｂの二相出力
A′，B′が与えられれば、電源遮断時ａと再投入
時ｂとのレベル状態が相違し、しかもこのポイン
トａとｂで限定される時間幅にカウントパルス
Ｆ，Ｇが存在すれば、前述したように誤差が発生
する。 そのため、電源遮断時と再投入時において二相
出力Ａ，ＢとA′，B′との間にレベル相違がある
場合には、両時点で限定されるエンコーダ出力の
時間幅内にカウントパルスが存在するか否かを
CPU２０に具備する判別手段により判別し、カ
ウントパルスが存在する場合に、当該カウントパ
ルスに対するカウントミスの補正を、CPU２０
に具備する補正手段により与える。 電源遮断時と再投入時とにおけるレベル相違に
よりカウントパルスに補正を与える必要があるの
は、第３図との関係で示される表の通りであ
る。
等の位置検出に関し、特に、電源再投入時に以前
の電源遮断時における位置制御対象（テーブル或
いは工具等）の位置情報を正確に検出する位置決
め制御装置に関する。 従来のこの種工作機械における位置検出は、位
置制御対象の移動に関連するインクリメンタルタ
イプのパルスエンコーダ（増分方式のエンコー
ダ）を用い、該エンコーダの出力に基づいて作ら
れるカウントパルスで可逆カウンタの内容を増減
制御することにより行なうのが一般的である。 第１図はインクリメンタル、エンコーダによる
位置検出の説明図で、当該エンコーダの出力信号
の処理プロセスをタイムチヤートで示すものであ
る。 図において、信号Ａ及びＢはインクリメンタ
ル・エンコーダのＡ相及びＢ相の各々の出力波形
で、両者の間にはπ／２の位相差が与えられてい
る。従つて信号Ａ−Ｂ間の進相、遅相関係の判別
により、テーブル或いは工具等の制御対象の正転
又は逆転方向への移動を検出することが可能とな
る。信号Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇは上記検出のための
処理信号を示すもので、先ず、信号Ａを微分する
ことにより信号Ｃに示す、信号Ａの立上りにおけ
る短時間幅の正パルスと立下がりにおける同幅の
負パルスとによる微分パルス列がつくられる。こ
の微分パルス列Ｃは正パルス列Ｄと負パルス列Ｅ
とに個別抽出され、エンコーダの二相出力Ａ，Ｂ
の位相関係判別のために信号Ｂの反転値との間
で夫々ANDがとられる。この結果、正パルス列
Ｄと反転値により制御対象の正回転方向の移動
量を表わすカウントアツプパルスＦと、負パルス
列Ｅと反転値により負回転方向の移動量を表わ
すカウントダウンパルスＧが得られるので、これ
ら信号Ｆ，Ｇで可逆カウンタを駆動することによ
り、制御対象の位置情報を検出している。 上記検出システムは技術的容易性及び経済性等
で利があることから今日広く用いられているが、
電源を一旦断した後再投入し以前の電源遮断時に
おける位置情報に従つて再動作させる場合に当該
情報に誤差を生ずるという欠点がある。即ち、第
１図のタイムチヤートでおいて、信号Ａのポイン
トイで電源が断されたとすれば、機械的変化又
は／及びエンコーダの特性などによりポイントイ
が電源再投入時にズレるおそれがある。この状態
が生じ電源再投入時にポイントロが検出される
と、図から明らかなようにカウントアツプパルス
ｘは未カウントとなり、位置情報に（−）１パル
スに誤差を生ずることとなる。逆に、電源断の際
にポイントロであり再投入時にイであれば、（＋）
１パルスの誤差を生ずることは明らかである。
又、ポイントハ及びニについてもカウントダウン
パルスｙに対し同様のことがいえる。 このような欠点があるため、インクリメンタ
ル・エンコーダを用いるシステムにおいては機械
始動時に常に原点復帰を行なわねばならないとい
う煩わしさがあつた。このような煩わしさは、位
置決め範囲の全領域のわたつてアブソリユート・
エンコーダ（絶対値検出用のスケール）を用いれ
ば解決されるが、アブソリユート・エンコーダは
システムを高コスト化するばかりでなく、長い距
離の検出には不向きであるなどの欠点がある。 従つて本発明は従来の技術の上記欠点を改善す
るもので、その目的は、従来広く用いられている
インクリメンタル・エンコーダを使用し、電源遮
断時に対する電源再投入時の位置情報の誤差を自
動的に補正することが可能な位置決め制御システ
ムを提供することにある。 上記目的を達成するために、本発明は、概略的
には電源遮断時におけるパルスエンコーダの二相
出力レベル状態と再投入時におけるパルスエンコ
ーダの二相出力レベル状態とを比較し、上記比較
が不一致の場合に、電源遮断時と再投入時との時
間幅内のカウントパルスの有無を判断して、１カ
ウントパルス増減することにより、誤差を自動的
に補正するように成してなるものである。 以下図面により本発明の実施例を説明する。 第２図は、本発明の一実施例を示すブロツク図
で、テーブル或いは工具等の位置制御対象の機械
位置を電気的に検出する位置検出手段と、当該位
置情報を管理するマイクロコンピユータシステム
と、機械の電源断の情報をコンピユータシステム
に供給する検出回路を有する。 位置検出手段は、インクリメンタル・エンコー
ダ１０と波形整形回路１２と方向弁別回路１４と
カウンタ１６を有する。エンコーダ１０は前述し
たように機械的位置情報を互いにπ／２の位相差
をもつ電気信号Ａ，Ｂとして取り出し、波形整形
回路１２に与える。該回路１２は高周波成分を除
去し波形整形すると共に、信号Ａ及びＢを内部ロ
ジツクレベルに変換する。波形整形回路１２の出
力は、方向弁別回路１４において、第１図に関連
して述べた信号処理プルセスに従いカウントアツ
プパルスＦとカウントダウンパルスＧをつくり、
これによりカウンタ１６が駆動される。 マイクロコンピユータシステムはCPU２０と、
該CPUに対し内部バスで結合されるプログラム
メモリ２２とデータメモリ２３と第１及び第２の
入力ポート２４，２６と出力ポート２８を有し、
第１の入力ポート２４を介して波形整形回路１２
の出力に結合されると共に、第２の入力ポート２
６を介してカウンタ１６の出力に結合され、更に
出力ポート２８を介して機械アクチユエータ４０
に処理情報を与えるようになつている。 なお参照番号３０は電源断検出回路で、電源断
の情報をCPU２０に与えると共に、電源バツク
アツプ回路３２を駆動しデータメモリ２３内のデ
ータの揮発を防止する。 上記構成で、電源が供給されている場合には、
制御対象の位置情報がカウンタ１６から第２の入
力ポート２６を介してCPU２０に取込まれるの
で、現在位置を知ることができる。この状態から
電源遮断が生ずると、CPU２０は電源断検出回
路３０により電源断を知り、第１の入力ポート２
４を開いて電源遮断時のエンコーダの二相出力
Ａ，Ｂのレベル状態を取込むと共に第２のポート
２６から同時点の位置情報を導入し、これらをデ
ータメモリ２３内に格納する。 このデータは電源バツクアツプ回路３２により
電源遮断時の間、保持される。電源が再投入され
ると、当該再投入時におけるエンコーダ１０の二
相出力A′，B′のレベル状態を第１の入力ポート
２４を介して取込み、メモリ２３内の電源遮断時
の二相出力Ａ，Ｂのレベル状態との比較が、
CPU２０に具備される比較手段にて行なわれる。 第３図はエンコーダの二相出力Ａ−Ｂ間のレベ
ル状態を示すもので、ポイントａで電源が遮断さ
れたとすれば、電源遮断時の信号ＡとＢのレベル
状態は“０”“０”である。電源再投入時の信号
A′とB′のレベル状態が一致していれば問題はな
い。しかし、再投入時にポイントｂの二相出力
A′，B′が与えられれば、電源遮断時ａと再投入
時ｂとのレベル状態が相違し、しかもこのポイン
トａとｂで限定される時間幅にカウントパルス
Ｆ，Ｇが存在すれば、前述したように誤差が発生
する。 そのため、電源遮断時と再投入時において二相
出力Ａ，ＢとA′，B′との間にレベル相違がある
場合には、両時点で限定されるエンコーダ出力の
時間幅内にカウントパルスが存在するか否かを
CPU２０に具備する判別手段により判別し、カ
ウントパルスが存在する場合に、当該カウントパ
ルスに対するカウントミスの補正を、CPU２０
に具備する補正手段により与える。 電源遮断時と再投入時とにおけるレベル相違に
よりカウントパルスに補正を与える必要があるの
は、第３図との関係で示される表の通りであ
る。
【表】
即ち、遮断時の信号Ａ，Ｂがレベル１，０の場
合に再投入時のA′，B′が０，０をとれば、問題
のカウントパルスをダブルカウントするので−１
パルスの補正が与えられ、遮断時の信号Ａ，Ｂが
０，０の場合に再投入時に１，０をとれば問題の
カウントパルスはノーカウントとなつているので
＋１パルスの補正が与えられる。 以上説明した制御装置は、誤差が1/4サイクル
以内の場合に限定されるが、機械は一般に電源遮
断と共にブレーキングされるので、本発明の有用
性に問題はない。 上記実施例においては、エンコーダの出力パル
スの１周期毎に１カウントするものについて述べ
たが、これ以上のカウントを行なう場合にももと
より適用可能であり、またレゾルバに対しても適
用することが可能である。 以上説明したように本発明によれば、電源再投
入時に、以前の電源遮断時におけるエンコーダの
二相出力のレベル状態と再投入時のレベル状態と
に基づいてカウントパルスのミスが自動的に補正
されるので、インクリメンタル・エンコーダを用
いるにもかかわらず原点復帰を行なう必要がな
く、従つて操作性が向上するばかりでなく、経済
的にも安価な制御装置を提供することができる。
合に再投入時のA′，B′が０，０をとれば、問題
のカウントパルスをダブルカウントするので−１
パルスの補正が与えられ、遮断時の信号Ａ，Ｂが
０，０の場合に再投入時に１，０をとれば問題の
カウントパルスはノーカウントとなつているので
＋１パルスの補正が与えられる。 以上説明した制御装置は、誤差が1/4サイクル
以内の場合に限定されるが、機械は一般に電源遮
断と共にブレーキングされるので、本発明の有用
性に問題はない。 上記実施例においては、エンコーダの出力パル
スの１周期毎に１カウントするものについて述べ
たが、これ以上のカウントを行なう場合にももと
より適用可能であり、またレゾルバに対しても適
用することが可能である。 以上説明したように本発明によれば、電源再投
入時に、以前の電源遮断時におけるエンコーダの
二相出力のレベル状態と再投入時のレベル状態と
に基づいてカウントパルスのミスが自動的に補正
されるので、インクリメンタル・エンコーダを用
いるにもかかわらず原点復帰を行なう必要がな
く、従つて操作性が向上するばかりでなく、経済
的にも安価な制御装置を提供することができる。
第１図はインクリメンタル・エンコーダによる
位置検出の説明図、第２図は本発明の一実施例、
第３図は誤差補正の説明図である。 １０……インクリメンタル・エンコーダ、１２
……波形整形回路、１４……方向弁別回路、１６
……カウンタ、２０……CPU、２２，２３……
メモリ、２４，２６，２８……ポート、３０……
電源断検出回路、３２……電源バツクアツプ回
路。
位置検出の説明図、第２図は本発明の一実施例、
第３図は誤差補正の説明図である。 １０……インクリメンタル・エンコーダ、１２
……波形整形回路、１４……方向弁別回路、１６
……カウンタ、２０……CPU、２２，２３……
メモリ、２４，２６，２８……ポート、３０……
電源断検出回路、３２……電源バツクアツプ回
路。
Claims (1)
- １ 増分式パルスエンコーダを有し、該エンコー
ダの二相出力に基づくカウントパルスに従つてカ
ウンタの内容を増減制御することにより工作機械
の位置制御対象の位置情報を検出する工作機械の
位置決め制御装置において；電源遮断時に前記エ
ンコーダの二相出力レベル状態と位置制御対象の
位置情報とを記憶する記憶手段と；当該記憶され
た二相出力レベル状態とその後の電源再投入時に
おける前記エンコーダの出力レベル状態とを比較
する比較手段と；比較手段による比較の不一致の
場合に前記電源遮断時と再投入時との時間幅内に
おけるカウントパルスの有無を判別する判別手段
と、上記カウントパルスの存在に従つて前記カウ
ンタの内容を１カウントパルス増減することによ
り、電源遮断時に対する再投入時の位置情報の誤
差を自動的に補正する補正手段と；を備えてなる
ことを特徴とする工作機械の位置決め制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP952582A JPS58127208A (ja) | 1982-01-26 | 1982-01-26 | 工作機械の位置決め制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP952582A JPS58127208A (ja) | 1982-01-26 | 1982-01-26 | 工作機械の位置決め制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58127208A JPS58127208A (ja) | 1983-07-29 |
| JPH0413724B2 true JPH0413724B2 (ja) | 1992-03-10 |
Family
ID=11722680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP952582A Granted JPS58127208A (ja) | 1982-01-26 | 1982-01-26 | 工作機械の位置決め制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58127208A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2667150B2 (ja) * | 1986-04-21 | 1997-10-27 | ファナック 株式会社 | 電源切断前の指令上の機械位置復元方法 |
| JP2605768B2 (ja) * | 1987-12-28 | 1997-04-30 | 松下電器産業株式会社 | 安全装置 |
-
1982
- 1982-01-26 JP JP952582A patent/JPS58127208A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58127208A (ja) | 1983-07-29 |
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