FR2906797A1 - Gripper for carrying door of motor vehicle, has mobile part including screw jacks for positioning mobile part with respect to support, and integrated to support by double articulation so as to be movable in rotation around distinct axes - Google Patents
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Abstract
Description
1 "Préhenseur de porte pour ligne d'assemblage de véhicules automobiles".1 "Door gripper for automotive assembly line".
L'invention concerne un préhenseur destiné à porter une porte pour la positionner par rapport à une caisse de véhicule automobile en vue de la solidariser à cette caisse. L'invention est destinée à une ligne de montage de portes de véhicules automobiles, sur laquelle des véhicules de différents types ou de différents modèles se succèdent. Le montage d'une porte sur une telle ligne consiste à transférer la porte depuis un portoir sur lequel elle est acheminée, sur un préhenseur pour la positionner par rapport au véhicule. Après mise en position, des opérations de montage sont réalisées pour solidariser cette porte au véhicule. Avant de monter la porte, l'opérateur doit en ajuster l'orientation, ce qu'il fait en la déplaçant sur le préhenseur de manière notamment à mettre en vis-à-vis les charnières de la porte avec celles de la caisse du véhicule. Du fait qu'une porte pèse généralement entre 20 et 55 kg, l'ajustement de l'orientation est fastidieux et peu ergonomique. Dans le cas d'une ligne où sont montées des portes de différents types, ce défaut est accentué par le fait que chaque porte est placée sur le préhenseur dans une position moyenne qui est un compromis ne pouvant pas satisfaire à la précision d'orientation requise. The invention relates to a gripper for carrying a door for positioning relative to a motor vehicle body to secure it to this fund. The invention is intended for a door assembly line for motor vehicles, on which vehicles of different types or different models succeed one another. The mounting of a door on such a line is to transfer the door from a rack on which it is routed on a gripper to position it relative to the vehicle. After positioning, mounting operations are performed to secure this door to the vehicle. Before mounting the door, the operator must adjust its orientation, which he does by moving it on the gripper so as to put the door hinges against those of the vehicle body. . Because a door typically weighs between 20 and 55 kg, the adjustment of the orientation is tedious and not very ergonomic. In the case of a line where doors of different types are mounted, this defect is accentuated by the fact that each door is placed on the gripper in an average position which is a compromise that can not satisfy the required orientation accuracy. .
Le but de l'invention est de proposer une solution pour faciliter le positionnement précis de différents types de portes à monter sur une même ligne de production. Le but de l'invention est de remédier à ces 35 inconvénients. The object of the invention is to propose a solution to facilitate the precise positioning of different types of doors to be mounted on the same production line. The object of the invention is to overcome these disadvantages.
2906797 2 A cet effet, l'invention a pour objet un préhenseur destiné à porter une porte en vue de la monter sur une caisse de véhicule automobile, comprenant un support destiné à être maintenu par un équilibreur d'effort, et 5 une partie mobile par rapport à ce support, cette partie mobile étant destinée à recevoir et maintenir la porte, et comprenant au moins un actionneur pour positionner la partie mobile par rapport au support. L'invention concerne également un préhenseur tel 10 que défini ci-dessus, comprenant une double articulation par laquelle la partie mobile est solidarisée au support, pour être mobile en rotation par rapport au support autour d'un premier axes et d'un second axe distincts, et comprenant un premier et un second actionneur pour 15 orienter la partie mobile respectivement autour du premier et du second axe. L'invention concerne également un préhenseur tel que défini ci-dessus, dans lequel les axes de l'articulation sont perpendiculaires l'un à l'autre.To this end, the invention relates to a gripper for carrying a door for mounting on a motor vehicle body, comprising a support intended to be maintained by a force balancer, and a movable part. relative to this support, this mobile part being intended to receive and hold the door, and comprising at least one actuator for positioning the movable portion relative to the support. The invention also relates to a gripper as defined above, comprising a double articulation by which the movable portion is secured to the support, to be movable in rotation relative to the support around a first axis and a second axis. separate, and comprising first and second actuators for orienting the movable portion respectively about the first and second axes. The invention also relates to a gripper as defined above, wherein the axes of the joint are perpendicular to one another.
20 L'invention concerne également un préhenseur tel que défini ci-dessus, dans lequel les actionneurs sont un premier et un second vérin à vis. L'invention concerne également un préhenseur tel que défini ci-dessus, dans lequel la double articulation 25 comprend un balancier articulé sur le support pour pivoter autour du premier axe, dans lequel la partie mobile est montée rotative sur le balancier de manière à pivoter autour du second axe, et dans lequel le premier vérin comprend un corps fixé au support et une tête 30 mobile fixée à une extrémité du balancier, et dans lequel le second vérin comprend un corps fixé à la partie mobile et une tête mobile fixée au balancier. L'invention concerne également un préhenseur tel que défini ci-dessus, dans lequel le corps du premier vérin est apte à pivoter par rapport au support et sa 2906797 3 tête est apte à pivoter par rapport au balancier, et dans lequel le corps du second vérin est apte à pivoter par rapport à la partie mobile et sa tête est apte à pivoter par rapport au balancier.The invention also relates to a gripper as defined above, wherein the actuators are a first and a second screw jack. The invention also relates to a gripper as defined above, wherein the double articulation comprises a rocker articulated on the support for pivoting about the first axis, wherein the movable portion is rotatably mounted on the balance so as to pivot around the second axis, and wherein the first cylinder comprises a body fixed to the support and a movable head 30 fixed to one end of the beam, and wherein the second cylinder comprises a body fixed to the movable part and a movable head attached to the balance. The invention also relates to a gripper as defined above, wherein the body of the first jack is pivotable relative to the support and its head is pivotable relative to the balance, and wherein the body of the second cylinder is pivotable relative to the movable part and its head is pivotable relative to the balance.
5 L'invention concerne également un préhenseur tel que défini ci-dessus, comprenant une unité de commande incluant des moyens de mémoire pour piloter le ou les actionneurs, de façon à positionner la partie mobile par rapport au support selon une orientation mémorisée.The invention also relates to a gripper as defined above, comprising a control unit including memory means for controlling the actuator or actuators, so as to position the movable portion relative to the support in a stored orientation.
10 L'invention sera maintenant décrite plus en détail, et en référence aux figures annexées. La figure 1 est une vue d'ensemble en perspective d'un préhenseur selon l'invention ; La figure 2 est une vue de face du préhenseur selon 15 l'invention ; La figure 3 est une vue latérale du préhenseur selon l'invention ; La figure 4 est une vue de dessus du préhenseur selon l'invention ; 20 La figure 5 est une vue du préhenseur selon l'invention selon un plan de coupe horizontal. Le préhenseur selon l'invention qui est représenté en figure 1 comprend un support 1 destiné à être porté 25 par un équilibreur d'effort, et une partie mobile 2 apte à être orientée par rapport à ce support. L'équilibreur d'effort est par exemple une structure à pantographe permettant à l'utilisateur de déplacer le préhenseur dans l'espace sans avoir à 30 supporter son poids. Le support 1 se présente ici sous forme d'un tube s'étendant verticalement, les organes de fixation de ce support à l'équilibreur n'étant pas représentés. La partie mobile 2 comprend un premier bras 3 35 s'étendant verticalement et un second bras 4 s'étendant 2906797 4 horizontalement et prolongeant une extrémité inférieure du premier bras. La partie mobile 2 est pourvue de deux patins 6 et 7 fixés au bras inférieur horizontal 4, sur lesquels un 5 bord inférieur d'une porte de véhicule à monter vient reposer. Elle comprend également deux organes supérieurs d'appui, repérés par 8 et 9, encore appelés diabolos, et contre lesquels une partie supérieure de la porte à monter vient en appui. La partie supérieure de la porte 10 destinée à venir en appui contre les diabolos 8 et 9 est de préférence la partie comprenant les lécheurs de vitre. Les patins comprennent chacun une rigole à section transversale en V de manière à positionner avec précision le bord inférieur de la porte, les diabolos 8 et 9 sont 15 par exemple des pièces en caoutchouc qui sont portées par une patte 11 rigidement fixée à une partie supérieure du bras vertical 3. La patte 11 est susceptible de coulisser le long du bras vertical 3 avant d'être rigidement fixée sur ce dernier. Il est ainsi rendu possible de régler la 20 position relative verticale des diabolos par rapport au support 1 selon le profil de la porte qu'il est destiné à supporter. Une extrémité de la patte 11, montée solidaire du bras vertical 3 est apte à pivoter par rapport à la patte 25 11. Pour cela, un actionneur non représenté est disposé entre le bras vertical 3 et la patte 11 afin de régler la position angulaire des diabolos par rapport à un axe de rotation parallèle à un premier axe X du repère, et de brider la porte sur la partie mobile 2 du préhenseur.The invention will now be described in more detail and with reference to the accompanying figures. Figure 1 is an overall perspective view of a gripper according to the invention; Figure 2 is a front view of the gripper according to the invention; Figure 3 is a side view of the gripper according to the invention; Figure 4 is a top view of the gripper according to the invention; Figure 5 is a view of the gripper according to the invention in a horizontal sectional plane. The gripper according to the invention which is represented in FIG. 1 comprises a support 1 intended to be carried by a force balancer, and a movable part 2 adapted to be oriented relative to this support. The force balancer is for example a pantograph structure allowing the user to move the gripper into space without having to bear his weight. The support 1 is here in the form of a tube extending vertically, the fasteners of this support to the balancer not being shown. The movable portion 2 comprises a first arm 35 extending vertically and a second arm 4 extending horizontally and extending a lower end of the first arm. The movable portion 2 is provided with two pads 6 and 7 fixed to the horizontal lower arm 4, on which a lower edge of a vehicle door to be mounted comes to rest. It also comprises two upper support members, identified by 8 and 9, also called diabolos, and against which an upper portion of the door to be mounted bears. The upper part of the door 10 intended to bear against the diabolos 8 and 9 is preferably the part comprising the window lickers. The pads each comprise a V-shaped cross-sectional groove so as to accurately position the lower edge of the door, the diabolos 8 and 9 are, for example, rubber parts which are carried by a lug 11 rigidly attached to an upper part. vertical arm 3. The lug 11 is slidable along the vertical arm 3 before being rigidly fixed thereto. It is thus possible to adjust the relative vertical position of the diabolos relative to the support 1 according to the profile of the door that it is intended to support. One end of the lug 11, mounted integral with the vertical arm 3 is pivotable relative to the lug 25. For this, a not shown actuator is disposed between the vertical arm 3 and the lug 11 to adjust the angular position of the diabolos relative to an axis of rotation parallel to a first axis X of the marker, and to clamp the door on the movable portion 2 of the gripper.
30 La partie mobile comprend d'autre part une structure tubulaire de préhension, repérée par 12, rigidement fixée au bras horizontal 4 par une attache 13, cette structure tubulaire comprenant deux poignées repérées par 14 et 16, permettant à un opérateur de 35 manoeuvrer l'ensemble du préhenseur.The movable part further comprises a tubular gripping structure, identified by 12, rigidly fixed to the horizontal arm 4 by a fastener 13, this tubular structure comprising two handles indicated by 14 and 16, allowing an operator to maneuver the machine. whole gripper.
2906797 5 Le bras inférieur 4 porte encore un indexeur 17 sous forme d'un tube de faible longueur porté par une béquille 18 de manière à être situé sous ce bras inférieur en étant orienté perpendiculairement à celui- 5 ci. La partie mobile 2 est solidarisée au support 1 par une double articulation, repérée par 19, pour être orientable angulairement autour d'un premier axe X et autour d'un second axe Y. A cet effet, le préhenseur est 10 pourvu d'un premier et d'un second vérin, repérés par 21 et 22 qui sont pilotés pour ajuster l'orientation de la partie mobile 2 par rapport au support 1, respectivement autour du premier axe X, et autour du second axe Y. Cette double articulation 19 apparaît plus 15 clairement dans les vues des figures 2 à 5. Elle comprend un balancier 23 fixé à une extrémité inférieure du support 1 tout en pouvant pivoter autour de l'axe Y par rapport à ce support. Ce balancier 23 constitue une pièce intermédiaire 20 par laquelle la partie mobile 2 est fixée au support. Cette partie mobile 2 comprend une attache 24 rigidement fixée au tube supérieur 3, cette attache 24 étant montée pivotante sur le balancier 23, de sorte que l'ensemble de la partie mobile 2 peut pivoter par rapport au balancier 25 23, autour de l'axe X. Le premier vérin 21 comprend un corps 26 qui a son extrémité inférieure fixée à la partie mobile 1 par l'intermédiaire d'une embase 27 rigidement fixée à une partie supérieure du bras vertical 3, et il comprend une 30 tête mobile 28 solidarisée au balancier 23. Le balancier 23 a une forme générale de L, visible dans la figure 5, définissant une première portion 29 s'étendant parallèlement à l'axe X et une seconde portion 31 s'étendant parallèlement à l'axe Y.The lower arm 4 still carries an indexer 17 in the form of a short tube carried by a stand 18 so as to be located under this lower arm being oriented perpendicular thereto. The movable portion 2 is secured to the support 1 by a double articulation, marked by 19, to be angularly orientable about a first axis X and about a second axis Y. For this purpose, the gripper is provided with a first and a second cylinder, marked 21 and 22 which are controlled to adjust the orientation of the movable portion 2 relative to the support 1, respectively about the first axis X, and about the second axis Y. This double joint 19 is more clearly shown in the views of FIGS. 2 to 5. It comprises a rocker 23 fixed to a lower end of the support 1 while being able to pivot about the Y axis relative to this support. This rocker 23 constitutes an intermediate part 20 by which the mobile part 2 is fixed to the support. This movable part 2 comprises a fastener 24 rigidly fixed to the upper tube 3, this fastener 24 being pivotally mounted on the rocker 23, so that the whole of the movable part 2 can pivot relative to the rocker 23, around the X axis. The first jack 21 comprises a body 26 which has its lower end fixed to the movable part 1 by means of a base 27 rigidly fixed to an upper part of the vertical arm 3, and it comprises a movable head 28 The balance 23 has a general shape of L, visible in FIG. 5, defining a first portion 29 extending parallel to the axis X and a second portion 31 extending parallel to the axis Y.
2906797 6 Ce balancier 23 est fixé à l'extrémité inférieure du support 1, au niveau du centre de la première portion 29, et la tête mobile 27 du premier vérin 21 est fixée à l'extrémité libre de la seconde portion 31.2906797 6 This rocker 23 is fixed to the lower end of the support 1, at the center of the first portion 29, and the movable head 27 of the first jack 21 is fixed to the free end of the second portion 31.
5 L'attache 24 est plus particulièrement fixée au balancier 23 au niveau de la jonction des première et deuxième portions 29 et 31, dans une zone repérée par A dans la figure 5. Le corps du premier vérin 21 est apte à pivoter 10 sensiblement autour de l'axe X par rapport à l'embase 27, et de même, la tête mobile 27 est apte à pivoter par rapport au balancier 23 autour de l'axe X. Lorsque le vérin 21 est actionné, la tête mobile 28 s'éloigne ou se rapproche du corps 26, ce qui a pour 15 effet de faire pivoter l'ensemble de la partie mobile 2 autour de l'axe X. Le deuxième vérin 22 est agencé pour orienter la partie mobile 2 autour de l'axe Y. Il comprend un corps 32 qui est fixé au support 1 par une embase 33 rigidement 20 solidaire de ce support, et il comprend une tête mobile 34 qui est fixée à une extrémité libre du balancier 23. Comme pour le cas du premier vérin 21, le second vérin 22 a son corps 32 qui est apte à pivoter par rapport au support 1 autour de l'axe Y, et sa tête mobile 25 34 qui est apte à pivoter par rapport au balancier 23 autour de l'axe Y. Lorsque le second vérin 22 est actionné, sa tête mobile 34 s'éloigne ou se rapproche de son corps 32, ce qui a pour effet de faire pivoter l'ensemble de la partie 30 mobile 2 autour de l'axe Y. Les vérins sont pilotés par une unité de commande non représentée, dans laquelle sont mémorisées, pour chaque type de porte, l'orientation angulaire autour de l'axe X et l'orientation angulaire autour de l'axe Y, ces 2906797 7 orientations étant par exemple définies et mémorisées à l'issue d'une phase d'apprentissage. Les vérins 21 et 22 sont avantageusement des vérins à vis, offrant ainsi une précision de positionnement 5 optimale, tout en pouvant être pilotés électriquement. Dans les figures 2 à 5, on a représenté en traits pointillés une porte 36, comprenant un bord inférieur 37 en appui sur les patins 6 et 7, et un bord arrière 38, sensiblement vertical. Cette porte est rigidement 10 solidarisée à la partie mobile du préhenseur par un dispositif de bridage comprenant les patins et les diabolos qui fournissent un effort de maintien. Le support 1 est porté par un équilibreur d'effort, par exemple du type à pantographe, permettant à 15 l'opérateur de déplacer l'ensemble du préhenseur dans l'espace, sans avoir à exercer d'effort important, de manière à le translater horizontalement et verticalement, et éventuellement à le faire pivoter autour d'un axe vertical coïncidant avec le tube 1.The fastener 24 is more particularly fixed to the rocker 23 at the junction of the first and second portions 29 and 31, in a zone marked by A in FIG. 5. The body of the first jack 21 is able to pivot substantially around of the X axis relative to the base 27, and similarly, the movable head 27 is pivotable relative to the balance 23 about the axis X. When the actuator 21 is actuated, the movable head 28 s' away or near the body 26, which has the effect of pivoting the assembly of the movable portion 2 about the axis X. The second actuator 22 is arranged to orient the movable portion 2 about the Y axis It comprises a body 32 which is fixed to the support 1 by a base 33 rigidly secured to this support, and it comprises a movable head 34 which is fixed to a free end of the rocker 23. As for the case of the first jack 21, the second cylinder 22 has its body 32 which is pivotable relative to the support 1 around of the Y axis, and its movable head 34 which is pivotable relative to the balance 23 about the Y axis. When the second actuator 22 is actuated, its movable head 34 moves away from or approaches its body 32, which has the effect of rotating the entire movable portion 2 about the Y axis. The cylinders are controlled by a control unit not shown, in which are stored, for each type of door, the angular orientation around the X axis and the angular orientation around the Y axis, these orientations being for example defined and stored at the end of a learning phase. The cylinders 21 and 22 are advantageously screw jacks, thus offering an optimal positioning accuracy 5 while being able to be electrically controlled. In Figures 2 to 5, there is shown in dashed lines a door 36, comprising a lower edge 37 resting on the pads 6 and 7, and a rear edge 38, substantially vertical. This door is rigidly secured to the movable portion of the gripper by a clamping device comprising the pads and the diabolos which provide a holding force. The support 1 is carried by a force balancer, for example of the pantograph type, allowing the operator to move the entire gripper in space, without having to exert any significant effort, so as to to translate horizontally and vertically, and possibly to rotate it about a vertical axis coinciding with the tube 1.
20 L'orientation angulaire de la porte, autour des axes X et Y reste quant à elle déterminée uniquement par les vérins 21 et 22. Dans un mode préféré de réalisation, les vérins sont du type à vis, de sorte à rendre plus précis le déplacement des éléments entre-eux. Bien 25 évidemment, sans sortir du cadre de l'invention, il peut être fait recours à des actionneurs du type vérin pneumatique qui sont commandés par des moyens de mémoire électrique ou pneumatique. En fonctionnement, la porte à monter est acheminée 30 vers le poste de montage par un convoyeur en étant maintenue sur un portoir. L'opérateur de montage approche le préhenseur du portoir, en positionnant l'indexeur 17 dans un avaloir correspondant du portoir. A ce stade, la partie mobile 2 a été préalablement 35 orientée autour des axes X et Y pour être dans une 2906797 8 position de prise de porte. L'opérateur lève alors le préhenseur pour l'emmener en contact avec la partie inférieure de la porte, c'est-à-dire son bord 38, pour amener les patins 6 et 7 en appui sur ce bord.The angular orientation of the door around the X and Y axes remains determined solely by the jacks 21 and 22. In a preferred embodiment, the jacks are of the screw type, so as to make more precise the moving elements between them. Of course, without departing from the scope of the invention, it can be resorted to actuators of the pneumatic cylinder type which are controlled by electrical or pneumatic memory means. In operation, the door to be mounted is conveyed to the mounting station by a conveyor while being held in a rack. The mounting operator approaches the gripper of the rack, positioning the indexer 17 in a corresponding rack of the rack. At this point, the movable portion 2 has previously been oriented around the X and Y axes to be in a door-entry position. The operator then lifts the gripper to bring it into contact with the lower part of the door, that is to say its edge 38, to bring the pads 6 and 7 in abutment on this edge.
5 L'opérateur actionne alors le dispositif de bridage comportant le bras 11 articulé en rotation pour bloquer la porte sur le préhenseur, puis il agit sur une commande pour débrider le portoir de manière à libérer la porte. La porte est alors positionnée et maintenue en 10 appui sur les patins 6 et 7 et en appui sur les diabolos 8 et 9 situés sensiblement à hauteur d'un joint de type lécheur de vitre. L'opérateur sélectionne alors, à partir d'un boîtier relié à l'unité de commande du préhenseur, le 15 type de la porte qui est bridée dans le préhenseur. Les vérins 21 et 22 sont alors actionnés par l'unité de commande pour orienter la porte, par exemple lorsque le préhenseur passe un détecteur de position. L'opérateur rapproche ensuite le préhenseur du 20 véhicule, pour positionner la porte. Durant cette phase, l'opérateur doit manipuler le préhenseur principalement pour le positionner verticalement vis-à-vis de la caisse du véhicule : l'orientation angulaire de la porte autour des axe X et Y est déjà optimale.The operator then actuates the clamping device comprising the rotatably articulated arm 11 to lock the door on the gripper, and then acts on a control to unclamp the rack so as to release the door. The door is then positioned and held in abutment on the pads 6 and 7 and resting on the diabolos 8 and 9 situated substantially at a height of a seal of the window liner type. The operator then selects, from a housing connected to the gripper control unit, the type of door that is clamped into the gripper. The cylinders 21 and 22 are then actuated by the control unit to orient the door, for example when the gripper passes a position detector. The operator then moves the gripper closer to the vehicle to position the door. During this phase, the operator must manipulate the gripper mainly to position it vertically vis-à-vis the vehicle body: the angular orientation of the door around the X and Y axis is already optimal.
25 Après montage de la porte, c'est-à-dire fixation des charnières, l'opérateur actionne une commande pour débrider cette porte du préhenseur, puis il se rapproche du poste d'acheminement des portes. La partie mobile est alors à repositionnée en 30 position de prise de porte, ceci pouvant par exemple être déclenché automatiquement par le détecteur de position. L'opérateur peut donc à nouveau placer le préhenseur en position de prise de porte en vue de monter, de la même façon, la porte suivante y compris si 35 elle est de type différent.After mounting the door, that is to say fixing the hinges, the operator actuates a command to unclamp this door of the gripper, then it approaches the gate of the doors. The moving part is then repositioned in the door-setting position, this being able for example to be triggered automatically by the position detector. The operator can therefore again place the gripper in the door position to mount, in the same way, the next door including if it is of different type.
2906797 9 Le préhenseur selon l'invention permet ainsi de positionner précisément, de façon semi-automatisée des portes de différents types sur un même poste de montage, 5 ce qui contribue significativement à améliorer l'ergonomie du poste de montage. En outre, comme visible dans les figures, le préhenseur est conçu de telle manière que les patins 6 et 7 reçoivent une partie arrière du bord inférieur 37 de la 10 porte, et le bord vertical 38 est situé en vis-à-vis du support tubulaire 1. Ainsi, lorsque la porte est portée le préhenseur selon l'invention, et qu'elle est bridée sur celui-ci, la partie avant de cette porte est dégagée puisque le 15 préhenseur maintient la porte avec des points d'appui et de bridage qui sont principalement situés au niveau de la partie arrière de cette porte. L'accès de l'opérateur à la zone de montage est ainsi facilité puisque celle-ci est située au niveau de 20 l'avant de la porte, qui reste dégagé lorsque celle-ci est positionnée avec le préhenseur selon l'invention.The gripper according to the invention thus makes it possible to precisely position, semi-automatically, doors of different types on the same assembly station, which contributes significantly to improving the ergonomics of the mounting station. Furthermore, as shown in the figures, the gripper is designed such that the pads 6 and 7 receive a rear portion of the lower edge 37 of the door, and the vertical edge 38 is located opposite the support Thus, when the door is worn the gripper according to the invention, and it is clamped thereon, the front portion of this door is disengaged since the gripper holds the door with points of support and which are mainly located at the rear of this door. The access of the operator to the mounting area is thus facilitated since it is located at the front of the door, which remains clear when it is positioned with the gripper according to the invention.
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