JPS6021161Y2 - 工具貯蔵マガジンの割出制御装置 - Google Patents

工具貯蔵マガジンの割出制御装置

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JPS6021161Y2
JPS6021161Y2 JP9399780U JP9399780U JPS6021161Y2 JP S6021161 Y2 JPS6021161 Y2 JP S6021161Y2 JP 9399780 U JP9399780 U JP 9399780U JP 9399780 U JP9399780 U JP 9399780U JP S6021161 Y2 JPS6021161 Y2 JP S6021161Y2
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宏明 田中
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遠州製作株式会社
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案はゼネバ機構を割出駆動装置に導入した工具貯蔵
マガジンに係わり、工具交換時間の短縮化に貢献できる
割出駆動装置の割出制御装置に関するものである。
従来、工具貯蔵マガジンの割出駆動機構には、例えば特
公昭49−45547号で見るようなマガジンないしド
ラムの割出機構にゼネバ機構を採用しているものの、割
出クランプピンを取付けた割出位置決め板が完全に1回
転するまで割出終了信号が発信されないので、工具交換
時間を短くできないほか、その割出制御回路が複雑で作
動シーケンスも煩雑であるという欠点がある。
そこで、割出停止位置の手前にモータ減速及び外部への
指令信号発信用のリミットスイッチを配置する手段が考
えられるが、この手段によるときは割出回転方向が一方
向に限定されるほか、任意の割出しに必要な任意回転時
にのみ信号を発信することができない。
即ち、工具貯蔵マガジン用の割出駆動装置に求められる
諸条件は、■割出回転方向が自由であること。
■正逆両方向の回転時において、モータ停止時期よりも
早く外部への指令信号が発信すること。
■予め定めた任意の割出回転時においてのみ、上記指令
信号が発信されること。
■正逆両方向の割出回転時において、時間短縮を図るた
めに駆動車のピンが従動車の溝にたS゛ちに係合できる
ような適正位置に駆動車がとめられることなどである。
本考案の工具貯蔵マガジンにおける割出駆動装置の割出
制御装置は、上記欠点を一掃させると共に上記諸条件を
満足させるべく、割出駆動用モータにブレーキ付減速機
モータを採用し、これがマガジンのチェノホイール又は
ドラム間と一組のゼネバ機構を介して連結させ、上記ゼ
ネバ機構の駆動車の駆動ピンをと従動車(ゼネバギヤ)
の放射状溝との噛合外れの割出を検出するスイッチ部材
を左右両方向回転による割出終了位置に配置する一方、
この噛合中にON作動する回転方向判別用の検出スイッ
チを設け、これらのスイッチ部材をブレーキ付減速機モ
ータGMの正逆転停止機能並びに駆動車の回転方向判別
機能や割出終了信号等を発信する機能をもつ割出制御装
置に結ぶことで、次回の始動に備えてたS゛ちに従動車
が回転される位置に駆動車を停止させ、工具貯蔵マガジ
ンの割出時間の短縮化できると共にブレーキ付減速機モ
ータの停止よりも早い時期に発信される割出終了信号に
より工具交換アームを作動して、工具交換時間を飛躍的
に向上させることに威勢したものである。
次に、本考案に係る工具貯蔵マガジンを図面の簡単な説
明する。
先ず、第1図において、1は数値制御装置NCによって
運転制御される工作機械(竪形フライス盤)で、主要弊
をベース2、テーブル3、コラム4、主軸頭5によって
構成し、コラムの左壁面には本考案工具貯蔵マガジンT
Mとこの前官りに工具交換アームTAとを付設した工具
自動交換装置を装備している。
上記工具貯蔵マガジンTM (詳細は後記)は、水平姿
勢のもとに前後位置に配置したチェノホイール(スプロ
ケット)10.11間に巻掛けたチェノ12に保持孔1
3a・・・・・・・・・を上面に穿ったソケット13・
・・・・・・・・が複数個等間隔に付設されており、こ
の保持孔13a・・・・・・・・・に工具T工〜Tnを
もって工具ホルダH1〜Hnが逆立ち姿勢(工具T1〜
Tnを上向きにして)で上方から嵌入保持される簡潔な
構成となっている。
即ち、ソケット13・・・・・・・・・の保持孔13a
・・・・・・・・・への工具ホルダ(ドローイングボル
ト方式)H1〜Hnの着脱は、逆立ちにした工具ホルダ
の下方テーパ部t1〜tnを保持孔13a・・・・・・
に対して単に抜き差しするだけの操作によって行われる
。
14はハウジングで、工具貯蔵マガジンTMをこの内部
に納め前部に窓14aが設けられている。
工具交換アームTAは、L字状の外観を呈してその自由
端に開閉式の把持爪15,16を備え、該アームはこの
昇降運動と主軸5a、マガジンTM間を往復する旅回運
動と工具ホルダを上下入れ替える把持爪の180°反転
運動及び工具ホルダの着脱を司どる把持爪の開閉運動を
行う。
然るに、上記工具交換アームTAは、各運動の合理的な
組合せ制御によって、工具貯蔵マガジンTMの工具交換
位置口にある工具ホルダを掴み上げて、これを上下反転
しつつ施回して主軸5aの位置イへ搬送し、主軸5aを
差し込み嵌着する働きと、主軸の工具ホルダを引き抜い
て、この上下を反転しつつ施回してマガジン側へ搬送し
、待機している保持孔に嵌入保持する働きを威すのであ
る。
ここで、本考案に係わる工具貯蔵マガジンTMの内部構
成を第2〜4図によって説明する。
前後方向に長い直方体状のハウジング14の床壁14b
における前後位置には、2つのチェノホイール(スプロ
ケット)10.11がその支軸10a。
11aを数組の軸受17,18,19によって回転自在
に承持されている。
上記チェノホイール10.11間にはチェノ12が巻掛
けられ、3つおき間隔にチェノのリンクプレート12a
・・・・・・・・・にL字板20a〜20nが付設され
、これに上記ソケット13・・・・・・・・・が載着さ
れている。
これでソケット13・・・・・・・・・はチェノホイー
ル10.11に対して第2図に見るように90°の角度
間隔に配置され、工具交換時アームTA側に面した前端
のソケット位置を工具交換位置口とし、ソケットの総数
を偶数個(寄数個でもよい)に定めチェノホイール10
.11の右又は左方向へ90°回動毎に次席のソケット
が工具交換位置口に順次位置決めされるようゼネバの割
出駆動機構によって割出される。
即ち、その構成は第3,4図に示す如く、歯車箱Gの底
壁14c外には割出駆動装用モータとなるブレーキ付減
速機モ;りGMが付設され、箱内へ突入させた回転軸2
1に駆動歯車22が嵌着している。
26は上下2つの軸受27,28に承持された中間軸で
、この下方寄りに従動歯車29が嵌着し、これが上記駆
動歯車22と噛合されている。
そして中間軸26の中腹上方には駆動車30が嵌着し、
この上面には切欠部23aをもつロック円環23がフラ
ンジ状に隆起されている。
そして、切欠部23aの中央部における駆動車の外縁近
くには駆動ピン24が植立されている。
上記駆動車30に対する従動車(ゼネバギヤ)25が支
軸10aの中腹に嵌着され、この従動軸25には4本の
放射状溝25a・・・・・・・・・が十字形に刻設され
ていると共に各放射状溝間にロック円環23の曲率半径
に等しい凹状の円弧面25b・・・・・・・・・が刺殺
されている。
これで、第4図又は第6図のように駆動ピン24が放射
状溝25aから外れて位置にあるとき、ロック円環23
に円弧面25bが係合対面として従動軸25の回転を拘
束し、2つの放射状125a、25aを駆動ピン24の
公転軌跡1上に対面させている。
従って、駆動車30の右又は左回転で駆動ピン24が放
射状溝25aに嵌入し、第5図に見るよう駆動ピン24
が放射状溝25との嵌入を深めるにつれて放射溝の先端
を切欠部23aに挿入しつつ従動車25を駆動車30と
逆方向に1/4回転させ、再び第4図又は第6図のよう
な状態となって駆動ピンが放射溝25aから外れる構成
となっている。
即ち、駆動ピン24が第4図の状態から第5図を経由し
て第6図の状態へ約160°前後回転すると、従動車2
5を回転角90° (1/4回転)だけ回動させるので
あり、駆動ピン24が放射状溝25aから外れて回転す
る約200°の回転角の間は駆動ピン24の空転区間と
なる。
尚、本考案においては工具交換位置口がアームTA側に
面した45°前方であることから、第4図に見るよう放
射状溝25a・・・・・・・・・の延長線上にソケット
13が配置される関係となっている。
LS1〜LS3は3組のスイッチ部材(以下リミットス
イッチという)で、歯車箱Gの底面14cに取付けられ
、この底面14cから外部へ突出させた中間軸26の下
端には3枚のカム円板31.32.33が嵌着され、こ
の各凸部31a〜33aが各リミットスイッチLS1〜
LS3を独自にON作動する関係になっている。
そして各カム円板31〜33が各スイッチI、S1〜L
S3をON作動するタイミングは第4〜6図に示すよう
になっている。
即ち、第4図のように駆動ピン24が放射状125aか
ら外れた直後の接近位置(右回りの割出終了位置:a)
にあるときカム円板31の凸部31aがリミットスイッ
チ仏□をON作動し、第5図のように駆動ピン24が放
射状溝25aに最も深く挿入する中間位置すのときカム
円板32の凸部32aがリミットスイッチLS2をON
作動し、更に第6図のように駆動ピン24が放射状溝2
5aから外れた直後の接近位置(左回りの割出終了位置
:c)にあるときカム円板33の凸部33aがリミット
スイッチLS3をON作動する関係に構成されている。
上記3組のリミットスイッチLS1〜LS3は第7.8
図に示す割出制御装置IEに介入して回路構成され、ブ
レーキ付減速機モータGMの正逆転・停止機能並びに駆
動車の回転方向判別機能や割出終了信号等を発製信する
機能をもっている。
ここで電気回路の詳細を説明する。
駆動車30を反時計方向へ回転させるためのモータGM
の右転駆動は、逆転リレーCCWによって行うようM1
7の1ステップ接点で励磁されて自己保持させ、正転リ
レーCW及びM17の停止リレー517Pの各す接点を
直列に介入してモータGMの停止を司どる。
また駆動車30を時計方向へ回転させるためのモータG
Mの主転駆動は、正転リレーCWによって行うようM1
8の1ステップ接点で励磁されて自己保持させ、逆転リ
レーCCW及びM18の停止リレー518Pの各す接点
を直列に介入してモータGMの停止を司どる。
次にリレーNAはリミットスイッチLS2によって励磁
されて自己保持し、各停止リレー517P、518Pの
付勢で消磁するよう各す接点517P、518Pが直列
に介入している。
リレーFINAは接点FINの閉じで付勢されて自己保
持し、またリレーFINBはリレーFINAの付勢時に
おいてFINのb接点の開きで消勢し、また各す接点5
17P、518Pに直列に介している。
リレーM18Eは各a接点NA、M18が閉じていると
きリミットスイッチI、S1の閉じ動作時に付勢し、ホ
ームポジション接点M20のb接点m2Gの開き、また
はリミットスイッチLS1の開きで消勢される。
タイマリレーT1はa接点Ml ?Aの開閉じで付勢さ
れてリレー517Pを付勢しM17の停止パルスを発信
する一方、所定時間後に517 A IJリレー付勢す
る。
リレーM17Eは各a接点M1?、NAが閉じていると
きリミットスイッチLS3の閉じ作動時に付勢される。
またタイマリレーT2は接点M18Aが閉じているとき
リミットスイッチI、s3の閉じ動作時に付勢し、リレ
ー318Pを付勢して停止パルスを発信する一方、所定
時間後に518Aリレーを付勢する。
リレーMl 7Aはb接点17Aとa接点Ml 7Eと
を直列に結線した回路に介入され、接点M17Eの閉じ
動作で自己保持される。
リレーMl 8Aは、b接点518Aとa接点Ml 8
Aとを直列に結線した回路に介入され、接点M18Eの
閉じ動作で自己保持される。
割出終了信号(FINmファンクション)は、M17E
又はMl 8Eリレーのa接点の閉じ動作で発信される
。
また、ブレーキ付減速機モータGMは第8図の駆動回路
によって逆転リレーCCWが付勢されてその接点CCW
が閉じると時計方向へ回転し、正転リレーCWが付勢さ
れその接点CWが閉じると反時計方向へ回転される。
本考案に係わる工具貯蔵マガジンTMの割出制御装置正
は上述のように構成され、以下その作用を説明する。
工作機械の運転中に工具交換指令が発信せられると、第
1図の鎖線のように主軸クイル5aを上昇させて待機位
置イにある工具交換アームTAの把持爪15,16で工
具ホルダH1を握持する。
これに続いて、アームTAの降下で工具ホルダH1を主
軸クイル5aから引き抜き、第2図に見るよう工具ホル
ダH1を上下反転しつつ工具交換位置口に空席で待機し
ているソケット13ヘアームTAを旅回させる。
そして、第1図の実線のように工具ホルダH□をソケッ
トの保持孔13aへ嵌入させて把持爪15,16が開口
すると、右回り割出指令信号のm17により、その接点
M17を閉じ逆転リレーCCWが自己保持されて第9図
の如くブレーキ付減速機モータGMが時計方向へ回転さ
れる。
これにより、第4図に示すように中間軸26が反時計方
向へ駆動され、リミットスイッチLS1を押していたカ
ム円板31の凸部31aが外れてOFF状態となる。
そして駆動ピン24が放射状R25aに嵌入すると、従
動車25を時計方向へ回動させてチェンン12も右回り
に巡回し、第5図に見るよう駆動ピン24が放射状12
5aの最深部へ挿入するときカム円板32の凸部32a
がリミットスイッチI、S2をON作動させる。
これで、第7,9図に見るようNAリレーが自己保持さ
れて回転方向判別がなされ、この直後に再び凸部32a
の通過でリミットスイッチ6□がOFF状態となる。
この後駆動ピン24が放射状溝25aから外れ、第6図
のようにロック円環23が円弧面25bに対面係合する
ときカム円板33の凸部33aで、リミットスイッチL
S3をON作動する。
このとき、NAリレーが自己保持されてこの接点NA並
びにM17接点が閉じているから、リレーM17Eとリ
レーMl ?Aが付勢されて割出終了信号(FINmフ
ァンクション完了)を発言し、新たな工具交換位置口に
到来した工具ホルダHnを工具交換時間アームの作動に
よって主軸5a側へ搬送をはじめる。
この後もブレーキ付減速機GMは回転を続けて駆動車3
0を反時計方向へ駆動させており、第4図の如く駆動ピ
ン24が再びリミットスイッチLs1をON作動すると
逆転リレーCCWが消勢してモータGMの回転を止める
。
以上でゼネバ割出機構におけるブレーキ付減速機モータ
GMの作動が停止するも、駆動車30の約160°〜1
70°回転で工具ホルダの割出が終了して工具交換アー
ムを作動しはじめるので、駆動車30が1回転したから
工具交換アームを作動させる従来方式に較べて割出時間
を1/2以下に短縮でき、実質的な工具交換時間が大幅
に短縮される。
次に、第4図のようにカム円板31の凸部31aがリミ
ットスイッチ6□をON作動させた状態から、駆動車3
0を時計方向へ2回転させて1つの飛越しの割出動作(
左回り2ステップ割出)を第9図を中心にして説明する
。
左回り割出指令信号m18により、その接点M18を閉
じ正転リレーCWが自己保持され、第9図の如くブレー
キ付減速機モータGMが逆転して駆動車30を時計方向
へ回転する。
これによりカム円板31の凸部31aがリミットスイッ
チLS1から外れて駆動車30の190°〜200°回
転後にリミットスイッチLS3がカム板33に押されて
ON作動するも、回転方向判別の条件用NAリレーが付
勢されていないためリミットスイッチI、S3のON作
動を無効にする。
この直後、カム円板32が第5図の如く状態となってリ
ミットスイッチLS2をON作動すると、NAリレーを
付勢する。
そして駆動車30が1回転して再びカム円板31がリミ
ットスイッチI、s1をON作動させると、これに伴な
ってNAリレーが消勢して割出終了信号(FINmファ
ンクション完了)を発信する。
この割出終了信号で割出指令信号m18は一時的に消滅
するも、これに件なう割出終了信号の消滅で再び割出指
令信号m1Bが発信され、モータGMの回転を続ける。
そして再びカム円板33がリミットスイッチLS3をO
N作動させると短時間の間だけモータ停止パルスを発信
してモータGMの駆動を一時停止し、再度モータGMを
起動する。
然る後に、第5図の如くカム円板32がリミットスイッ
チ6゜をON作動して条件用NAリレーを付勢し、この
後カム円板31がリミットスイッチLS1のON作動さ
せることにより、NAリレーを消勢する一方、割出終了
信号(FINmファンクション)を発信して制御装置(
図示なし)で工具交換アームを作動する。
更に、上記割出終了信号の発信で割出指令信号m18が
停止され、これにより割出終了信号を消滅する。
上記作用中もブレーキ付減速機モータGMは回転を続け
、第6図の如くカム円板33がリミットスイッチLS3
をON作動させたところでモータ停止パルスが発信して
モータGMが停止する。
尚、上記1つの飛越の割出において、駆動車30が完全
な2回転運動をしたところで割出終了信号(FINmフ
ァンクション)が出力されるので、割出時間の短縮化が
図られていないようであるが、次回からの同方向割出に
は割出時間の短縮化が図られる。
そこで、駆動車30の回転方向を正逆転させて割出方向
が変更される初回においても割出時間の短縮化が図られ
るよう、プログラムされている次回の割出方向を予め検
出し、これに基づき駆動ピン24がただちに放射状12
5aに嵌入するような関係位置に制御する。
本考案は上記実施例を限定されることなく考案の要旨内
での設計変更が可能である。
例えば、工具貯蔵マガジンをチェン式からドラム式(割
出円板式)に変更が可能で、この場合多数本の工具ホル
ダの割出ができるようゼネバギヤ25とドラム間に減速
歯車を介在させるのが好ましい。
また、ソケット13にかえて工具ホルダH1〜Hnのフ
ランジを握持する保持器をもったマガジンであってもよ
い。
更に、放射状溝25aの本数やこの延長線上に配置され
たソケット13の取付板20a〜20nも上記実施例の
形態に限定されない。
また、割出制御回路をリレー回路から無接点式の電子回
路に変更することも可能である。
本考案によるときは多数の工具ホルダを装架する工具貯
蔵マガジンの支軸を、駆動車と従動車からなるゼネバの
割出機構を介してブレーキ付減速機モータと連結させ、
駆動車を嵌着する中間軸に割出し検出部材を設けた割出
駆動装置において、上記割出し検出部材は中間軸に3枚
にのカム円板を取付けて、これらに3つのスイッチ部材
を相対させ、2つのスイッチ部材LS1.LS3は時計
又は反時計方向に回転する駆動車の駆動ピンが従動車の
放射状溝から外れた直後の各位置でON作動する関係に
取付けて従動車の確出終りを検出させる一方、他の1つ
のスイッチ部材LS2は駆動ピンが放射状溝に嵌入時に
ON作動する関係となして各リミットスイッチを割出制
御回路に結び、この割出制御回路は右回り割出指令信号
m17によりブレーキ付減速機モータを時計方向へ回転
させる逆転リレーと、左回り割出指令信号m18により
ブレーキ付減速機モータを反時計方向へ回転させる正転
リレーと、駆動車の駆動ピンが放射状溝へ挿入したとき
スイッチ部材6゜の作動で回転方向を判別するNAIJ
レーリレこの後駆動ピンが放射状溝から外れ、スイッチ
部材LS1又はLS3を作動するとき上記NAリレーの
自己保持状態を条件として割出終了信号を発信するリレ
ーと、上記割出終了信号発信後も回転を続けるブレーキ
付減速機モータに対して、駆動ピンが再び始動点となる
スイッチ部材LS1又は63を作動させると停止させる
上記逆転リレー又は正転リレーとから構成したから、ブ
レーキ付減速機モータの正逆転起動・停止機能、駆動車
の回転方向判別機能、割出終了信号発信機能、起動位置
再停止機能を備え、次回の始動時にた丸゛ちに従動車が
回転される位置に駆動車を停止させ、工具貯蔵マガジン
の割出時間の短縮化が図れると共に、モータの回転方向
が自由であるし飛越し割出動作も可能となる。
更に、モータの停止前から割出終了信号を発信して工具
交換アームの作動をはじめることができ、この結果工具
交換時間が大幅に短縮化できるばかりでなく、モータの
回転速度を低下しても実質的な工具交換時間の短縮を図
ることが可能であるなどその実用的効果が大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の工具貯蔵マガジンを装備した工作機械
の正面図、第2図は本考案貯蔵マガジンの一部切欠平面
図、第3図は第2図におけるA−A線の断面図、第4図
は本考案要部となるゼネバ割出機構の拡大図、第5図と
第6図は作用図、第7図は割出制御回路図、第8図はブ
レーキ付減速機モータの回路図、第9図は割出制御を示
すタイムチャート図である。 5・・・・・・主軸頭、5a・・・・・・主軸クイル、
10,11・・・・・・チェノホイール、12・・・・
・・チェノ、13・・・・・・ソケット、13a・・・
・・・保持孔、10a・・・・・・支軸、21・・・・
・・回転軸、22・・・・・・駆動歯車、23・・・・
・・ロック円環、23a・・・・・・切欠部、24・・
・・・・駆動ピン、25・・・・・・従動車、25a・
・・・・・放射状溝、26・・・・・・中間軸、30・
・・・・・駆動車、31〜33・・・・・・カム円板1
jE1□〜Ls31+611+1e*リミツトスイツチ
、■・・・・・・割出制御装置、mlLm18・・・・
・・右回り、左回り割出指令信号、GM−・・・・・ブ
レーキ付減速機モータ、CW・・・・・・正転リレー、
CCW・・・・・・逆転リレー、NA・・・・・・回転
方向判別のリレー、517P、518P・・・・・・停
止リレー、T1.T2・・・・・・タイマーリレー。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 多数の工具ホルダを装架する工具貯蔵マガジンの支軸を
    、駆動車と従動車からなるゼネバの割出機構を介してブ
    レーキ付減速機モータと連結させ、駆動車を嵌着する中
    間軸に割出し検出部材を設けた割出駆動装置において、
    上記割出し検出部材は中間軸に3枚のカム円板を取付け
    て、これらに3つのスイッチ部材を相対させ、2つのス
    イッチ#Sx−LS3は時計又は反時計方向に回転する
    駆動車の駆動ピンが従動車の放射状溝から外れた直後の
    各位置でON作動する関係に取付けて従動車の割出路り
    を検出させる一方、他の1つのスイッチ部材LS2は駆
    動ピンが放射状溝に嵌入時にON作動する関係となして
    各リミットスイッチを割出制御回路に結び、この割出制
    御回路は少なくとも右回り割出指令信号m□7によりブ
    レーキ付減速機モータを時計方向へ回転させる逆転リレ
    ーと、左回り割出指令信号m18によりブレーキ付減速
    機モータを反時計方向へ回転させる正転リレーと、駆動
    車の駆動ピンが放射状溝へ挿入したときスイッチ部材L
    S2の作動で回転方向を判別するNAリレーと、この後
    駆動ピンが放射状溝から外れ、スイッチ部材LS1又は
    X83を作動するとき上記NAIJレーの自己保持状態
    を条件として割出終了信号を発信するリレーと、上記割
    出終了信号発信後も回転を続けるブレーキ付減速機モー
    タに対して、駆動ピンが再び始動点となるスイッチ部材
    LS1又はLS3を作動させると停止させる上記逆転リ
    レー又は正転リレーとからなり、ブレーキ付減速機モー
    タの正逆転起動・停止機能、駆動車の回転方向判別機能
    、割出終了信号発信機能、起動位置再停止機能を備えた
    ことを特徴とする工具貯蔵マガジンの割出制御装置。
JP9399780U 1980-07-03 1980-07-03 工具貯蔵マガジンの割出制御装置 Expired JPS6021161Y2 (ja)

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JP9399780U JPS6021161Y2 (ja) 1980-07-03 1980-07-03 工具貯蔵マガジンの割出制御装置

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