JP2553384B2 - 複合工作機械の周速一定同期制御方法とその装置 - Google Patents
複合工作機械の周速一定同期制御方法とその装置Info
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- JP2553384B2 JP2553384B2 JP63232275A JP23227588A JP2553384B2 JP 2553384 B2 JP2553384 B2 JP 2553384B2 JP 63232275 A JP63232275 A JP 63232275A JP 23227588 A JP23227588 A JP 23227588A JP 2553384 B2 JP2553384 B2 JP 2553384B2
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、複合工作機械における周速一定同期制御
方法とその装置に関する。更に詳しくは、同時に同一工
作物を2位置以上の複数箇所で旋削加工を行うとき、複
数加工位置の旋削加工速度を一定速度に保つ複合加工機
械の周速一定同期制御方法とその装置とに関する。
方法とその装置に関する。更に詳しくは、同時に同一工
作物を2位置以上の複数箇所で旋削加工を行うとき、複
数加工位置の旋削加工速度を一定速度に保つ複合加工機
械の周速一定同期制御方法とその装置とに関する。
[従来技術] 第3図に示すものは、ドリル加工と端面加工を同時に
行う加工例である。主軸に固定したチャック1には、工
作物Wが把持固定されている。回転駆動される工作物W
は、バイト2により工作物Wの外周から中心に向かっ
て、すなわちX軸線方向に移動しながら端面が加工され
る。この端面加工と同時に、刃物台、心押台などに固定
されたドリル3がW軸線方向(Z軸と平行な軸線)にW
軸サーボモータ(後述する)で送りがかけられ工作物W
に穴明け加工される。ドリル3は、固定ではなく工作物
Wの回転と反対方向に回転工具モータ(後述する)で回
転させても良い。
行う加工例である。主軸に固定したチャック1には、工
作物Wが把持固定されている。回転駆動される工作物W
は、バイト2により工作物Wの外周から中心に向かっ
て、すなわちX軸線方向に移動しながら端面が加工され
る。この端面加工と同時に、刃物台、心押台などに固定
されたドリル3がW軸線方向(Z軸と平行な軸線)にW
軸サーボモータ(後述する)で送りがかけられ工作物W
に穴明け加工される。ドリル3は、固定ではなく工作物
Wの回転と反対方向に回転工具モータ(後述する)で回
転させても良い。
このバイト2による端面加工とドリル3による穴加工
の同時加工は、加工能率が良く従来から良く用いられて
いる加工方法である。前記バイト2は、工作物Wの大径
D1を旋削するときと、小径D2を旋削するときでは主軸の
回転数を一定回転数とすれば、切削速度が異なる。切削
速度が異なるため、小径D2の近傍では必ずしも加工能率
上最適な切削速度になってはいない。
の同時加工は、加工能率が良く従来から良く用いられて
いる加工方法である。前記バイト2は、工作物Wの大径
D1を旋削するときと、小径D2を旋削するときでは主軸の
回転数を一定回転数とすれば、切削速度が異なる。切削
速度が異なるため、小径D2の近傍では必ずしも加工能率
上最適な切削速度になってはいない。
工作物Wの良好な仕上面が要求されるような場合に
は、この切削速度の変化による面粗さの変動、加工変質
層の違いなどが問題となる。このため、従来からバイト
2の工作物Wの半径方向の加工位置に応じて、主軸の回
転数を増加させて切削速度を一定にする切削加工速度一
定装置が提案され使用されている。
は、この切削速度の変化による面粗さの変動、加工変質
層の違いなどが問題となる。このため、従来からバイト
2の工作物Wの半径方向の加工位置に応じて、主軸の回
転数を増加させて切削速度を一定にする切削加工速度一
定装置が提案され使用されている。
[発明が解決しようとする課題] 前記した切削加工速度一定装置を前記したような同時
に2位置で旋削加工を行う加工法に適用すると、ドリル
3の外周の切削速度が変化し、必ずしもドリル3の最適
な切削速度にはならない。この発明は、これらの問題点
に着目したものであり、次の目的を達成するものであ
る。
に2位置で旋削加工を行う加工法に適用すると、ドリル
3の外周の切削速度が変化し、必ずしもドリル3の最適
な切削速度にはならない。この発明は、これらの問題点
に着目したものであり、次の目的を達成するものであ
る。
この発明の目的は、同時に複数箇所の旋削加工を行う
複合加工装置において、どの加工位置でも切削速度を一
定にする複合工作機械の周速一定同期制御方法を提供す
ることにある。
複合加工装置において、どの加工位置でも切削速度を一
定にする複合工作機械の周速一定同期制御方法を提供す
ることにある。
この発明の他の目的は、同時に複数箇所の旋削加工を
行う複合工作機械において、どの加工位置でも主軸また
は回転工具の回転数に合わせて切削速度を一定にする複
合工作機械の周速一定同期制御方法を提供するものであ
る。
行う複合工作機械において、どの加工位置でも主軸また
は回転工具の回転数に合わせて切削速度を一定にする複
合工作機械の周速一定同期制御方法を提供するものであ
る。
[前記課題を達成するための手段] この発明は、前記課題を達成するため次の手段を採用
する。
する。
第1の手段は、工作物を保持するチャックと、 該チャックが取り付けられた主軸と、 該主軸を回転駆動する主軸サーボモータと、 前記工作物を旋削加工する工具と、 該工具と同時に前記工作物を加工する回転工具と、 該回転工具を回転駆動する回転工具サーボモータとを
有する複合工作機械において、 前記工作物と工具との間の切削速度を一定にかつ同時
に前記回転工具と工作物との間の切削速度を一定にする
ために、 前記工作物と前記工具との間の切削速度が周速一定に
なるように前記主軸サーボモータの回転数を制御し、か
つ 前記周速一定に合致させて前記工作物と前記回転工具
との間の切削速度が一定になるように前記回転工具サー
ボモータの回転数を制御する ことを特徴とする複合工作機械の周速一定同期制御方
法である。
有する複合工作機械において、 前記工作物と工具との間の切削速度を一定にかつ同時
に前記回転工具と工作物との間の切削速度を一定にする
ために、 前記工作物と前記工具との間の切削速度が周速一定に
なるように前記主軸サーボモータの回転数を制御し、か
つ 前記周速一定に合致させて前記工作物と前記回転工具
との間の切削速度が一定になるように前記回転工具サー
ボモータの回転数を制御する ことを特徴とする複合工作機械の周速一定同期制御方
法である。
第2の手段は、工作物を保持するチャックと、 該チャックが取り付けられた主軸と、 該主軸を回転駆動する主軸サーボモータと、 前記工作物を旋削加工する工具と、 該工具と同時に前記工作物を加工する回転工具と、 該回転工具を駆動する回転工具サーボモータとを有す
る複合工作機械において、 前記工具と前記工作物との間の指令された切削速度と
同一にするために前記主軸サーボモータの回転数を演算
する主軸周速演算回路と、 前記回転工具と前記工作物との間の指令された切削速
度と同一にするために前記回転工具サーボモータの回転
数を演算する工具周速演算回路と、 前記主軸周速演算回路の出力信号と前記工具周速演算
回路の出力信号の差を検出して前記回転工具サーボモー
タの回転数を制御する差回路と を有することを特徴とする複合工作機械の周速一定同
期制御装置である。
る複合工作機械において、 前記工具と前記工作物との間の指令された切削速度と
同一にするために前記主軸サーボモータの回転数を演算
する主軸周速演算回路と、 前記回転工具と前記工作物との間の指令された切削速
度と同一にするために前記回転工具サーボモータの回転
数を演算する工具周速演算回路と、 前記主軸周速演算回路の出力信号と前記工具周速演算
回路の出力信号の差を検出して前記回転工具サーボモー
タの回転数を制御する差回路と を有することを特徴とする複合工作機械の周速一定同
期制御装置である。
[作用] 同時に、2箇所以上で加工する複合工作機械におい
て、工作物と工具との間の切削速度を一定にかつ同時に
回転工具と工作物との間の切削速度を一定にするため
に、主軸の回転の変化に合わせて回転工具サーボモータ
の回転を制御して変化させたものである。
て、工作物と工具との間の切削速度を一定にかつ同時に
回転工具と工作物との間の切削速度を一定にするため
に、主軸の回転の変化に合わせて回転工具サーボモータ
の回転を制御して変化させたものである。
[実施例] 以下、この発明の実施例を図面にしたがって説明す
る。第1図は、この発明の実施例を示す機能ブロック図
である。X軸送りサーボモータ8は、バイト2をX軸線
方向にねじ送りするための駆動モータである。X軸サー
ボモータ8は、公知の直流サーボモータでありアンプ7
で増幅された電力で運転制御される。アンプ7には、パ
ルス列のディジタル信号をアナログ信号に変換するD/A
変換器6から入力される。
る。第1図は、この発明の実施例を示す機能ブロック図
である。X軸送りサーボモータ8は、バイト2をX軸線
方向にねじ送りするための駆動モータである。X軸サー
ボモータ8は、公知の直流サーボモータでありアンプ7
で増幅された電力で運転制御される。アンプ7には、パ
ルス列のディジタル信号をアナログ信号に変換するD/A
変換器6から入力される。
X軸サーボモータ8の出力軸には、この回転を検出す
るパルスジェネレータ9が設けてあり、この回転数に比
例したアナログの出力信号はD/A変換器6にフィードバ
ックされて入力されている。このため、X軸送りサーボ
モータ8は、指令パルス列に応じた回転速度、回転数だ
け回転させられる。D/A変換器6に入力するパルス列を
発生する補間演算回路5は、プログラムで与えられた経
路を始点から終点まで計算しパルスを分配する回路であ
る。
るパルスジェネレータ9が設けてあり、この回転数に比
例したアナログの出力信号はD/A変換器6にフィードバ
ックされて入力されている。このため、X軸送りサーボ
モータ8は、指令パルス列に応じた回転速度、回転数だ
け回転させられる。D/A変換器6に入力するパルス列を
発生する補間演算回路5は、プログラムで与えられた経
路を始点から終点まで計算しパルスを分配する回路であ
る。
この補間演算回路5はX軸送りサーボモータ8、Z軸
送りサーボモータ(図示せず)と協同して直線補間、円
弧補間、放物線補間などを行う公知の回路である。この
補間演算回路5には、送りパルス発生回路4から送りパ
ルスが入力されている。送りパルスは、プログラムで指
令された送り指令速度をクロックパルスから合成して作
り出すパルス列である。一方、工作物Wを把持したチャ
ック1を駆動する主軸は、主軸サーボモータ13により駆
動される。
送りサーボモータ(図示せず)と協同して直線補間、円
弧補間、放物線補間などを行う公知の回路である。この
補間演算回路5には、送りパルス発生回路4から送りパ
ルスが入力されている。送りパルスは、プログラムで指
令された送り指令速度をクロックパルスから合成して作
り出すパルス列である。一方、工作物Wを把持したチャ
ック1を駆動する主軸は、主軸サーボモータ13により駆
動される。
主軸サーボモータ13は、アンプ12を介してD/A変換器1
1のアナログの出力値で制御される。主軸サーボモータ1
3の出力軸は、パルスジェネレータ14が設けられ、回転
数に比例したアナログ信号を出力する。このアナログ信
号は、アンプ12に入力されフィードバックされている。
更に、主軸サーボモータ13の出力軸には、パルスエンコ
ーダ15が連結しており、回転数をディジタル信号として
検出する。
1のアナログの出力値で制御される。主軸サーボモータ1
3の出力軸は、パルスジェネレータ14が設けられ、回転
数に比例したアナログ信号を出力する。このアナログ信
号は、アンプ12に入力されフィードバックされている。
更に、主軸サーボモータ13の出力軸には、パルスエンコ
ーダ15が連結しており、回転数をディジタル信号として
検出する。
パルスエンコーダ15のディジタル出力信号は、送りパ
ルス発生回路4へ入力される。送りパルス発生回路4
は、このディジタル出力信号を受けて主軸サーボモータ
13の回転数とプログラムされた送り指令値に基づいた送
りパルスを発生する。アンプ12への入力は、D/A変換器1
1から入力される。D/A変換器11は、主軸サーボモータ13
を駆動できるようにディジタル信号をアナログ信号に変
換するためのものである。D/A変換器11には、主軸周速
演算回路10から主軸サーボモータ13へ所定速度の回転数
になるようにディジタル値で指令がかけられる。
ルス発生回路4へ入力される。送りパルス発生回路4
は、このディジタル出力信号を受けて主軸サーボモータ
13の回転数とプログラムされた送り指令値に基づいた送
りパルスを発生する。アンプ12への入力は、D/A変換器1
1から入力される。D/A変換器11は、主軸サーボモータ13
を駆動できるようにディジタル信号をアナログ信号に変
換するためのものである。D/A変換器11には、主軸周速
演算回路10から主軸サーボモータ13へ所定速度の回転数
になるようにディジタル値で指令がかけられる。
主軸周速演算回路10は、補間演算回路5からX軸方向
のバイト2の位置の信号D1すなわち直径の情報を得て、
周速が一定になるように演算する。すなわち、S1=1000
×V1/π×D1を計算する(ただし、V1:周速m/min.、
D1:工作物直径)。回転工具サーボモータ24は、ドリル
3を回転駆動するモータである。主軸周速演算回路10の
出力は、差回路21に入力される。差回路21へは、工具周
速演算回路20からも入力されている。工具周速演算回路
20は、ドリル3の周速一定の切削速度V2の指令とドリル
3の直径d2が入力されると、これに必要なドリル3の回
転数S2を演算する。
のバイト2の位置の信号D1すなわち直径の情報を得て、
周速が一定になるように演算する。すなわち、S1=1000
×V1/π×D1を計算する(ただし、V1:周速m/min.、
D1:工作物直径)。回転工具サーボモータ24は、ドリル
3を回転駆動するモータである。主軸周速演算回路10の
出力は、差回路21に入力される。差回路21へは、工具周
速演算回路20からも入力されている。工具周速演算回路
20は、ドリル3の周速一定の切削速度V2の指令とドリル
3の直径d2が入力されると、これに必要なドリル3の回
転数S2を演算する。
すなわち、S2=1000×V2/π×d2を計算する(ただ
し、V2:周速m/min.、d2:ドリル直径)。差回路21は、
主軸側の主軸周速演算回路10の出力R1と、回転工具側の
工具周速演算回路20との出力S2が入力される。差回路21
は、回転工具の回転数S2と主軸の回転数の指令値R1の差
の回転数R2を計算する。差回路21の出力は、D/A変換器2
2でアナログ信号に変換されて、アンプ23を通して回転
工具サーボモータ24を駆動する。回転工具サーボモータ
24の回転数は、主軸サーボモータ13の回転数に応じて制
御される。
し、V2:周速m/min.、d2:ドリル直径)。差回路21は、
主軸側の主軸周速演算回路10の出力R1と、回転工具側の
工具周速演算回路20との出力S2が入力される。差回路21
は、回転工具の回転数S2と主軸の回転数の指令値R1の差
の回転数R2を計算する。差回路21の出力は、D/A変換器2
2でアナログ信号に変換されて、アンプ23を通して回転
工具サーボモータ24を駆動する。回転工具サーボモータ
24の回転数は、主軸サーボモータ13の回転数に応じて制
御される。
回転工具サーボモータ24の出力軸には、パルスジェネ
レータ26が設けてあり、このアナログの出力値はアンプ
23にフィードバックされている。また、回転工具サーボ
モータ24の出力軸には、エンコーダ25が設けてあり、こ
のディジタルの出力値は、送りパルス発生回路30に送ら
れる。送りパルス発生回路30には、プログラムされたド
リル3のW軸線方向の送り指令値が入力される。送りパ
ルス発生回路30は、エンコーダ25からの出力値と、回転
工具の送り指令値から送りパルスを発生する。
レータ26が設けてあり、このアナログの出力値はアンプ
23にフィードバックされている。また、回転工具サーボ
モータ24の出力軸には、エンコーダ25が設けてあり、こ
のディジタルの出力値は、送りパルス発生回路30に送ら
れる。送りパルス発生回路30には、プログラムされたド
リル3のW軸線方向の送り指令値が入力される。送りパ
ルス発生回路30は、エンコーダ25からの出力値と、回転
工具の送り指令値から送りパルスを発生する。
この送りパルスは、補間演算回路31に入力される。補
間演算回路31は、前記した補間演算回路31と同様のもの
である。補間演算回路31の出力は、D/A変換器32に出力
される。D/A変換器32は、補間演算回路31の出力である
パルス列をアナログ量に変換するものである。D/A変換
器32は、アンプ33を介してW軸送りサーボモータ34を回
転駆動する。W軸送りサーボモータ34は、ドリル3をW
軸線方向(通常は、Z軸と平行な方向)に送るためのサ
ーボモータである。W軸送りサーボモータ34の出力軸に
は、パルスジェネレータ35が設けてあり、この値はA/D
変換器32にフィードバックされている。
間演算回路31は、前記した補間演算回路31と同様のもの
である。補間演算回路31の出力は、D/A変換器32に出力
される。D/A変換器32は、補間演算回路31の出力である
パルス列をアナログ量に変換するものである。D/A変換
器32は、アンプ33を介してW軸送りサーボモータ34を回
転駆動する。W軸送りサーボモータ34は、ドリル3をW
軸線方向(通常は、Z軸と平行な方向)に送るためのサ
ーボモータである。W軸送りサーボモータ34の出力軸に
は、パルスジェネレータ35が設けてあり、この値はA/D
変換器32にフィードバックされている。
作動 第2図は、第1図の周速一定同期制御装置の動作の概
要を示すフロー図である。周速一定同期制御装置をスタ
ート(ステップP1)させ、主軸側に周速V1でバイト2で
加工するように周速一定指令を主軸周速演算回路10に指
令する(P2)。この指令で主軸周速演算回路10が作動
し、この周速一定の指令速度V1を受けて主軸周速演算回
路10は演算を開始して、その演算結果である主軸実回転
数の指令信号R1を出力する。この指令信号R1は、D/A変
換器11、アンプ12を介して主軸サーボモータ13に入力さ
れ、主軸サーボモータ13を回転駆動し主軸を回す。
要を示すフロー図である。周速一定同期制御装置をスタ
ート(ステップP1)させ、主軸側に周速V1でバイト2で
加工するように周速一定指令を主軸周速演算回路10に指
令する(P2)。この指令で主軸周速演算回路10が作動
し、この周速一定の指令速度V1を受けて主軸周速演算回
路10は演算を開始して、その演算結果である主軸実回転
数の指令信号R1を出力する。この指令信号R1は、D/A変
換器11、アンプ12を介して主軸サーボモータ13に入力さ
れ、主軸サーボモータ13を回転駆動し主軸を回す。
同時に、主軸周速演算回路10の速度指令R1は、差回路
21に入力される。差回路21へは、工具周速演算回路20か
ら回転工具側の周速度一定の速度指令S2が入力されてい
る(P5)。差回路21は、回転工具側の回転指令S2と、主
軸側の実回転数指令R1の差信号R2をとる(P6)。この差
信号R2は、回転工具側の実回転数に対応しており、この
差信号R2で回転工具サーボモータ24を回転駆動させる
(P7)。この結果、ドリル3の外周の周速度は、主軸サ
ーボモータ13の速度変化に追従し周速一定の指令速度V2
に維持される。
21に入力される。差回路21へは、工具周速演算回路20か
ら回転工具側の周速度一定の速度指令S2が入力されてい
る(P5)。差回路21は、回転工具側の回転指令S2と、主
軸側の実回転数指令R1の差信号R2をとる(P6)。この差
信号R2は、回転工具側の実回転数に対応しており、この
差信号R2で回転工具サーボモータ24を回転駆動させる
(P7)。この結果、ドリル3の外周の周速度は、主軸サ
ーボモータ13の速度変化に追従し周速一定の指令速度V2
に維持される。
この周速一定同期制御は、プログラムされた加工位置
まで続けられ(P8)、終了すると周速一定同期制御装置
はOFFされる(P9〜P11)。X軸送りサーボモータ8は、
送りパルス発生回路4のパルス列に応じた回転を行う。
すなわち、主軸サーボモータ13の回転に応じた定ピッチ
の割合でバイト2をX軸線方向に送られる。ドリル3も
W軸線方向に送りパルス発生回路30の発生パルスに応じ
てW軸送りサーボモータ34で送られる。したがってバイ
ト2、ドリル3は、いずれも一回転あたりの定ピッチの
指令値で送られることになる。これらの送り指令は、い
ずれもプログラムで指令させられる。
まで続けられ(P8)、終了すると周速一定同期制御装置
はOFFされる(P9〜P11)。X軸送りサーボモータ8は、
送りパルス発生回路4のパルス列に応じた回転を行う。
すなわち、主軸サーボモータ13の回転に応じた定ピッチ
の割合でバイト2をX軸線方向に送られる。ドリル3も
W軸線方向に送りパルス発生回路30の発生パルスに応じ
てW軸送りサーボモータ34で送られる。したがってバイ
ト2、ドリル3は、いずれも一回転あたりの定ピッチの
指令値で送られることになる。これらの送り指令は、い
ずれもプログラムで指令させられる。
前記実施例では、ドリル3を用いたが中ぐりバイトで
も同様の考えで実施できる。
も同様の考えで実施できる。
[発明の効果] 以上詳記したように、この発明はバイト加工と回転工
具による同時に2か所以上の複数の切削箇所を周速一定
に制御できるので、加工能率が向上する。
具による同時に2か所以上の複数の切削箇所を周速一定
に制御できるので、加工能率が向上する。
第1図は周速一定同期制御装置の機能ブロック図、第2
図は周速一定同期制御装置の動作フロー図、第3図は加
工例を示す図である。 1……チャック、2……バイト、3……ドリル、5……
補間演算回路、8……X軸送りサーボモータ、10……主
軸周速演算回路、13……主軸サーボモータ、20……工具
周速演算回路、21……差回路、24……回転工具サーボモ
ータ、30……送りパルス発生回路、31……補間演算回
路、34……W軸送りサーボモータ
図は周速一定同期制御装置の動作フロー図、第3図は加
工例を示す図である。 1……チャック、2……バイト、3……ドリル、5……
補間演算回路、8……X軸送りサーボモータ、10……主
軸周速演算回路、13……主軸サーボモータ、20……工具
周速演算回路、21……差回路、24……回転工具サーボモ
ータ、30……送りパルス発生回路、31……補間演算回
路、34……W軸送りサーボモータ
Claims (2)
- 【請求項1】工作物を保持するチャックと、 該チャックが取り付けられた主軸と、 該主軸を回転駆動する主軸サーボモータと、 前記工作物を旋削加工する工具と、 該工具と同時に前記工作物を加工する回転工具と、 該回転工具を回転駆動する回転工具サーボモータとを有
する複合工作機械において、 前記工作物と工具との間の切削速度を一定にかつ同時に
前記回転工具と工作物との間の切削速度を一定にするた
めに、 前記工作物と前記工具との間の切削速度が周速一定にな
るように前記主軸サーボモータの回転数を制御し、かつ 前記周速一定に合致させて前記工作物と前記回転工具と
の間の切削速度が一定になるように前記回転工具サーボ
モータの回転数を制御する ことを特徴とする複合工作機械の周速一定同期制御方
法。 - 【請求項2】工作物を保持するチャックと、 該チャックが取り付けられた主軸と、 該主軸を回転駆動する主軸サーボモータと、 前記工作物を旋削加工する工具と、 該工具と同時に前記工作物を加工する回転工具と、 該回転工具を駆動する回転工具サーボモータとを有する
複合工作機械において、 前記工具と前記工作物との間の指令された切削速度と同
一にするために前記主軸サーボモータの回転数を演算す
る主軸周速演算回路と、 前記回転工具と前記工作物との間の指令された切削速度
と同一にするために前記回転工具サーボモータの回転数
を演算する工具周速演算回路と、 前記主軸周速演算回路の出力信号と前記工具周速演算回
路の出力信号の差を検出して前記回転工具サーボモータ
の回転数を制御する差回路と を有することを特徴とする複合工作機械の周速一定同期
制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63232275A JP2553384B2 (ja) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | 複合工作機械の周速一定同期制御方法とその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63232275A JP2553384B2 (ja) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | 複合工作機械の周速一定同期制御方法とその装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0283142A JPH0283142A (ja) | 1990-03-23 |
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