JPH02232141A - 同期制御装置 - Google Patents

同期制御装置

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JPH02232141A
JPH02232141A JP1049473A JP4947389A JPH02232141A JP H02232141 A JPH02232141 A JP H02232141A JP 1049473 A JP1049473 A JP 1049473A JP 4947389 A JP4947389 A JP 4947389A JP H02232141 A JPH02232141 A JP H02232141A
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米田 孝夫
Hiroshi Nakano
博 中野
Hisahiro Yonezu
寿宏 米津
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Toyoda Koki KK
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    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical 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 programme data in numerical form
    • G05B19/416Numerical 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 programme data in numerical form characterised by control of velocity, acceleration or deceleration
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/50Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
    • G05B2219/50234Synchronize two spindles, axis, electronic transmission, line shafting

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
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  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は、マスタ軸とスレーブ軸の2つの工作主軸に工
作物を固定して同期制御する同期制御装置に関する。
【従来技術】
従来、マスタ軸とスレーブ軸の2つの工作主軸を有し、
その2軸を同期制御する同期制御装置においては、運転
準備時にマスタ軸とスレーブ軸の共通の目標位置に合わ
せるための作業が必要てある。 !発明が解決しようとする1K81 上述のマスタ軸とスレーブ軸の2つの工作主軸はサーボ
モータと主軸台のギヤボックスを介して連結されている
ので、ギヤ系のパックラツシ一があり、正確に同一でな
いため逆転するとそのパックラッシェにより正確な位置
決めができない.又、一方の主軸が正転方向に先行した
現在位置を共通の目標位置とすると、他方の主軸が例え
ば180゜以上回転する場合があり、運転準備時の作業
としては安全性に問題がある。 本発明は、上記の課題を解決するために成されたもので
あり、その目的とするところは、マスタ軸とスレーブ軸
の2つの工作主軸を有する同期制御装置の運転準備時に
おいて、一方の主軸位置を他方の主軸位置に正転により
合わせると共にその時、安全な角度としての所定角度《
例えば180゜》を越えて回転することがない同期制御
装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
上記tIieを解決するための発明の構成は、工作物を
その両端面で軸支し、その工作物に回転力を付与するマ
スタ軸とスレーブ軸の2つの工作主軸を有し、マスタ軸
とスレーブ軸の回転位置を同期制御する同期制御装置で
あって、前記マスタ軸の現在位置を検出するjl11位
置検出器と、前記スレーブ軸の現在位置を検出する第2
位置検出器と、前記第1位置検出器と前記第2位置検出
器とにより検出された現在位置の偏差を算出する偏差演
算手段と、前記偏差演算手段により算出された偏差が所
定値以内の場合には、繭記第1位置検出器或いは前記第
2位置検出器により検出された現在位置のうち正転方向
で大きい方の位置を前記マスタ軸と前記スレーブ軸の共
通の目標位置として算出する第1目標位置演算手段と、
前記所定値を記憶する所定値記憶手段と、前記偏差演算
手段により算出された偏差が前記所定値を超える場合に
は、前記第1位置検出器或いは前記第2位置検出器によ
り検出された現在位置のうち正転方向で大きい方の現在
位置に対して小さい方の現在位置に前記第1位置検出器
或いは前記第2位置検出器の最大検出値の整数倍を加算
して偏差の絶対値が前記所定値未満となる位置をオフセ
ット位置として算出するオフセット位置演算手段と、前
記オフセット位置演算手段により算出されたオフセット
位置と該オフセット位置の算出に関与しない現在位置と
のうち正転方向で大きい方の位置を前記マスタ軸と前記
スレーブ軸の共通の目標位置として算出する第2目標位
置演算手段と、運転準備時である場合には、前記第1目
標位置演算手段或いは前記第2目標位置演算手段により
算出された共通の目標位置に前記マスタ軸或いは前記ス
レーブ軸の現在位置或いはオフセット位置を移動させる
移動慣号を出力する償号出力手段とを有することを特徴
とする。
【作用】
偏差演算手段により、第1位置検出器と第2位隨検出器
とにより検出された現在位置の偏差を算出する。その偏
差が所定値記憶手段に記憶された所定値以内であると、
第1目標位置演算手段は、上記検出された現在位置のう
ち正転方向で大きい方の位置をマスタ軸とスレーブ軸の
共通の目標位置として算出する。一方、上記偏差が所定
値を超えていると、オフセット位置演算手段は、上記検
出された現在位置のうち正転方向で大きい方の現在位置
に対して小さい方の現在位置に第1位置検出器或いは第
2位置検出器の最大検出値の整数倍を加算し偏差の絶対
値が所定値未満となる位置をオフセット位置として算出
する。そして、第2目標位置演算手段は、オフセット位
置算出手段により算出されたオフセット位置とその算出
に関与しない現在位置とのうち正転方向で大きい方の位
置をマスタ軸とスレーブ軸の共通の目標位置として算出
する。そして、運転準備時であると、信号出力手段は第
1目標位置演算手段或いは第2目標位置演算手段により
算出された共通の目標位置にマスタ軸或いはスレーブ軸
の現在位置或いはオフセット位置を移動させる移動信号
を出力する。従って、マスタ軸或いはスレーブ軸の運転
準備の同期位置合わせは、必ず正転方向で行われると共
に所定値以内の回転角度にて完了する。 !実施例】 以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。 第1図は本発明の間期制御装置を備えたCNC研削盤の
機械的構成及び電気的構成を示した構成図である。 10はCNC研削盤のベッドで、このベッド10上には
送り螺子17を介してサーボそ一夕16により駆勤され
るテーブル11が主軸軸線に平行なZ軸方向に摺動可能
に配設されている。テーブルll上にはマスタ軸13を
軸架した主軸台12及びスレーブ軸l9を軸架した主軸
台15が配設され、そのマスタ軸13及びスレーブ軸l
9はそれぞれマスタサーボモータ14及びスレーブサー
ボモータ24により回転される。そして、マスタ軸13
とスレーブ軸19とのチャック機構(図示略)によりク
ランクシャフトから成る工作物Wが固定されている。 ベッド10の後方には工作物W側に向かって進退可能な
工具台20が案内され、工具台20にはモータ21によ
って回転駆動される砥石車Gが支承されている。この工
具台20は、送り螺子22を介してサーポモータ23に
連結され、サーボモータ23の正逆転により前進後退さ
れる。 マスタ駆動回路及びスレーブ駆動回路を構成するドライ
ブユニット51.54、その他の軸のサーポモータを駆
動するドライブユニット52.53は、制御装置を構成
する数値制御装置30から制mtg号である速度指令を
入力し、それぞれサーボモータ14,24.16.23
を駆動する回路である。そして、マスタサーボモータ1
4、スレーブサーボモータ24にはその回転位置を絶対
位置として検出するアブソリコートエンコーダ(A/E
)55.56が接続されてあり、それらの出力信号は数
値制御装置30のインタフェース38を介してドライブ
CPυ36に入力している。 数値制御袋置30は主として制御軸の回転を数値制御し
て、工作物Wの研削加工と砥石車Gの修正を制御する装
置である。数値制御装置30は、CNC研削盤を制御す
るためのCPU3 1と制御プログラムを記憶したRO
M33と入力データ等を記憶するRAM32とで主とし
て構成されている。RAM32にはNGデータを記憶す
る加工用NCデータ領域321が形成されている。 数値制御装1130には、その他サーボモータl4.1
6.23.24の駆動系として、ドライブCPU36と
RAM35が設けられている。RAM35はCPU3 
1から砥石車G1テーブルl1、マスタ軸l3、スレー
ブ軸l9の位置決めデータを入力する記憶装置である。 ドライブCPU3 6は加工に関する制御軸の送りに関
しスローアップ、スローダウン、マスタ軸の角度とそれ
に対するスレーブ軸の位置決めデータ等により演算され
た速度措令を定周期で各ドライブユニy}51.52.
53.54に出力する回路である。 又、CPU3 1にはインタフェース34を介してデー
タ等を入力するテープリーダ41とデータの入力を行う
キーボード42とデータの表示を行うCRT表示器43
とが接続され、更に、CPU31にはインタフェース3
9を介して加工開始指令等の信号を出力する操作盤45
が接続されている。 次に、その作用について説明する。 第2図(a)及び第2図(ハ)は同実施例装置を構成す
る数値制御装置30の図示略のリアルタイムクロック(
RTC)により2m毎に起動されるCPU31の処理手
順を示したフローチャートである。 そして、第3図(a)及び第3図(ロ),第4図(a)
及び第4図(ハ)は目標位置の設定における説明図であ
り、これらの説明図を参照しながら、第2図(a)及び
第2図(ロ)のフローチャートを説明する。 先ず、ステップ100で、第1位置検出器であるマスタ
軸のアブソリエートエンコーダ(A/E)55及び第2
位置検出器であるスレーブ軸のアブソリュートエンコー
ダ(A/E)56からのデータを読み出し《第3図(ハ
).第4図(ハ)》、マスタ軸現在位置及びスレーブ軸
現在位置を演算する(第3図《8》.第4図(a)》。 次にステップ102に移行して、運転準備がOPP→O
NLた時、つまり、運転準備のための起動を行った時点
であるか否かが判定される。ステップ102で運転準備
がOFF一ONシた時のみ、判定はYESとなり、偏差
演算手段を達戊するステップ104に移行し、マスタ軸
現在位置とスレーブ軸現在位置との偏差を算出する。 次にステップ106に移行して、ステップ104で算出
された偏差による移動量が所定値記憶手段に記憶された
所定値として例えば180゜を超えているか否かが判定
される。ステップ104で算出された偏差による移動量
が180°を超えていない《第3図《a》.第3図(ロ
)》と判定はNOであり、ステップ108に移行する。 ステップ108ではマスタ軸現在位置とスレーブ軸現在
位置との大きさを各々の主軸の正転方向にて比較し、 マスタ軸現在位置≧スレーブ軸現在位置の不等式が成り
立つか否かが判定される。ステップ108の不等式が成
り立つと判定はYESであり、ステップ110に移行し
、マスタ軸現在位電を目標位置とした後、ステップ11
2に移行する。ステップ122で、運転準備がON一と
なっているか否かが判定され、運転準備がONとなって
いればYIISとなり、ステップ114に移行する。信
号出力手段を達成するステップ114では、目標位置と
した一方の主軸位置であるマスタ軸現在位置と他方の主
軸位置であるスレーブ軸現在位置との偏差に基づいたD
/A変換量を算出し、他方の主軸であるスレーブ軸にそ
のD/A変換量を出力し、本プログラムを終了する。 このプログラムは上述のように2mmに起動され、運転
準備OFF−ONLた時以外においては、ステップ10
2の判定がNOであるので、上述のステップ104〜1
10処理は行われず、ステップ112に移行し、引続き
運転準備ONとなっていれば判定はTBSであるので、
上述のステップ114の処理が実行され、スレーブ軸現
在位置がマスタ軸現在位置と等しくなる。 ここで、ステップ108の不等式が成り立たないと判定
はNOであり(9J3図(a).第3図■)、ステップ
116に移行し、スレーブ軸現在位置を目標位置とした
後、ステップ112に移行し、上述と同様に、運転準備
がONとなっていれば、ステップ114の処理として、
目標位置とした一方の主軸位置であるスレーブ軸現在位
置と他方の主軸位置であるマスタ軸現在位置との偏差に
基づいたD/A変検量を算出し、他方の主軸であるマス
タ軸にそのD/^変換量を出力する。 次にステップ106で、ステップ104で算出された偏
差による移動量が所定値である180′″を超えている
《第4図《a》.第4因(ハ)》と判定はYBSとなり
、ステップ11gに移行する。 ステップ11gでは、ステップ108と同様に、マスタ
軸現在位置とスレーブ軸現在位置との大きさを各々の主
軸の正転方向にて比較し、 マスタ軸現在位置≧スレーブ軸現在位置の不等式が成り
立つか否かが判定される。ステップ118の不等式が成
り立つと判定はTBSであり、ステップ12Gに移行す
る。 ステップ120″t’は次の不等式、 l《マスタ軸現在位置》−《(スレーブ軸現在位置)+
360゜xn)l<180゜が成り立つ整数nを算出し
、 《{スレーブ軸現在位置) +360゜xn}をスレー
ブ軸オフセット位置とし、ステップ122に移行する。 尚、上記式における360゜の値は第2位置検出器であ
るスレーブ軸のアブソリュートエンコーダ(A/E)5
6の最大検出値である。 ステップ122ではマスタ軸現在位置とスレーブ軸オフ
セット位置との大きさを各々の主軸の正転方向にて比較
し、 マスタ軸現在位置≧スレーブ軸オフセット位置であるか
否かが判定される。ステップ122の不等式が成り立つ
と判定はYESであり、ステップ124に移行し、マス
タ軸現在位置を目標位置とした後、ステップ112に移
行する。上述と同様に、ステップ112で運転準備ON
となっていれば、ステップ114に移行し、その処理と
して、目標位置とした一方の主軸位置であるマスタ軸現
在位置と他方の主軸位置であるスレーブ軸オフセット位
置との偏差に基づいたD/A変換量を算出し、他方の主
軸であるスレーブ軸にそのD/A変換量を出力する。 ここで、ステップ122の不等式が成り立たないと判定
はNOであり(第4図(a).第4図(ハ)》、ステッ
プ126に移行し、スレーブ軸オフセット位置を目標位
置とした後、ステップ112に移行する。上述と同様に
、ステップ112で運転準備ONとなっていれば、ステ
ップ114に移行し、その処理として、目標位置とした
一方の主軸位置であるスレーブ軸オフセット位置と他方
の主軸位置であるマスタ軸現在位置との偏差に基づいた
D/A変検量を算出し、他方の主軸であるマスタ軸にそ
のD/A変換量を出力する。 ここで、ステップ118の不等式が成り立たないと判定
はNOであり、ステップ128に移行する。 ステップ128では次の不等式、 1 {(マスタ軸現在位置)+360゜xyl)−(ス
レーブ軸現在位置) + < 180゜が成り立つ整数
nを算出し、 {(マスタ軸現在位置)+360゜Xn}をマスタ軸オ
フセット位置とし、ステップ130に移行する。尚、上
記式における360゜の値は第1位置検出器であるマス
タ軸のアブソリ二一トエンコーダ(A/E)55の最大
検出値である。 ステップ130ではマスタ軸オフセット位置とスレーブ
軸現在位置との大きさを各々の主軸の正転方向にて比較
し、 マスタ軸オフセット位置≧スレーブ軸現在位置であるか
否かが判定される。ステップ130の不等式が成り立つ
と判定はYBSであり、ステップ132に移行し、マス
タ軸オフセット位置を目標位置とした後、ステップ11
2に移行する。上述と同様に、ステップ112で運転準
備ONとなっていれば、ステップ114に移行し、その
処理として、目標位置とした一方の主軸位置であるマス
タ軸オフセット位置と他方の主軸位置であるスレーブ軸
現在位置との偏差に基づいたD/A変換量を算出し、他
方の主軸であるスレーブ軸にそのD/A変換量を出力す
る。 ここで、ステップ130の不等式が成り立たないと判定
はNOであり、ステップ134に移行し、スレーブ軸現
在位置を目標位置とした後、ステップ112に移行する
。上述と同様に、ステップ112で運転準備ロNとなっ
ていれば、ステップ114に移行し、その処理として、
目標位置とした一方の主軸位置であるスレーブ軸現在位
置と他方の主軸位置であるマスタ軸オフセット位置との
偏差に基づいたD/A変検量を算出し、他方の主軸であ
るマスタ軸にそのD/A変換量を出力する。 ここで、ステップ102において、運転準備OFF−.
ONシた峙てなければ判定はNOであり、ステップ11
2に移行する。そして、ステップ112で運転準備ON
となっていなければ運転準備時でないので判定はNOで
あり、本プログラムを終了する。 上述の実施例に用いた第1位置検出器及び第2位置検出
器であるアブソリコートエンコーダ(A/E)55.5
6は、第3図(ロ)及び第4図ら)に示したように、3
6G”設定である。このため、A/Eデータは0゜〜3
60゜で出力され、第4図(b)に示したように、目標
位置となるオフセット位置は《(スレーブ軸現在位置)
+ 360″Xi)で表すことができ、第2図(ヘ)の
フローチャートにおけるステップ120或いはステップ
12Bの式における整数nはlとなる。この時には、目
標位置としてマスタ軸或いはスレーブ軸現在位置がオフ
セットされたオフセット位置は正転方向でスレーブ軸或
いはマスタ軸現在位置より必ず大きくなるので、第2図
(b)のフローチャートにおけるステップ122, 1
24.及びステップ130. 134は必要ないことと
なる。しかし、アブソリ二一トエンコーダ(A/E) 
が、例えば720゜設定のものであると、上記整数nは
1であるとは限らず、又、オフセット位置がマスタ軸現
在位置或いはスレーブ軸現在位置より必ずしも大きいと
は限らないので、第2図(6)のフローチャートにおけ
るステップ122或いはステップl30の判定が必要と
なる。 尚、上述のプログラムにおいて、第1目標位置演算手段
はステップ108, 110, 114にて達成され、
オフセット位置演算手段はステップ120. 128に
て達成される。又、第2目標位置演算手段はステップ1
22, 124, 126, 130, 132. 1
34にて達成される。 上述のように、マスタ軸或いはスレーブ軸の運転準備時
の同期位置合わせは、マスタ軸或いはスレーブ軸の位置
合わせのための回転角が所定値以内である場合には、゛
正転方向で現在位置の大きい方を目標位置とした偏差に
基づいたD/A変挟量が算出され、マスタ軸或いはスレ
ーブ軸に出力される。更に、マスタ軸或いはスレーブ軸
の位置合わせのための回転角が所定値を超える場合には
、その現在位置が第1位置検a器或いは第2位置検出器
の最大検出値の整数燈だけオフセットされ偏差が所定値
未満となるオフ’t −/ }位置にてD/A変換量が
算出され、マスタ軸或いはスレーブ軸に出力される。こ
のように、運転準備時におけるマスタ軸或いはスレーブ
軸C回転はそれら主軸位置の小さい方を必ず正転さ予て
行われるのでギヤ系のバックラッシュを考慮する必要は
ない。又、回転時における実際のマスター或いはスレー
ブ軸の回転角は所定値以内に抑えられるので安全性が高
い。
【発明の効果】
本発明は、第1位置検と器と第2位置検出器とにより検
出された現在位置の偏差を偏差演算手段により算出し、
その偏gk!所定値記憶手段に記憶された所定値以内で
ある場合と所定値を超える場合とに分け、前者の場合に
は、検出された現在位置のうち正転方向で大きい方の位
置をマスタ軸とスレーブ軸の共通の目at置として算出
する第1目標位冒演算手段と、後者の場合には、検出さ
れた現在位置のうち正転方向で大きい方の現在位置に対
して小さい方の現在位置に第1位置検出器或いは第2位
冒検出器の最大検出値の贅数倍を加算して偏差の絶対値
が所定値未満となる位置をオフセット位置慣算手段によ
りオフセット位置として算出し、そのオフセット位置と
オフセット位冒の算出に関与しない現在位置とのうち正
転方向で大きい方の位置をマスタ軸とスレーブ軸の共通
の目標位置として算出する第2目標位置演算手段と、運
転準備時である場合には、第1目榎位置演算手段或いは
jlE2目標位置演算手段により算出された共通の目標
位置にマスタ軸或いはスレーブ軸の現在位置或いはオフ
セット位置を移動させる移動信号を出力する信号出力手
段とを有しているので、運転準備時において、一方の主
軸位置を他方の主軸位置に必ず正転により合わせるので
ギヤ系のバックラッシュの誤差が発生することがない。 更に、その時、所定値を越えて回転することがないとい
う安全面の効果も有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の具体杓な一実施例に係る同期制御装置
を備えたCNCiFll1盤の機械的構成及び電気的構
成を示したブロテクダイヤグラム。第2図(a)及び第
2図(b)は同実篇例に係る数値制myi置30のCP
U31の処理手順を示したフローチャート。第3図(a
)及び篤3冨8は同実施例に係るマスタ軸とスレーブ軸
とのfilが所定値180゜以内の場合における現在位
置と目標位置との関係を示した説明図。第4図(a)及
び算4図(ロ)は同実施例に4%ルマスタ軸とスレーブ
−との偏差が180゜を超える場合における現在位董と
オフセット位置及び目榎位置との関係を示し2説明図で
ある。 lO゜ベッド 1l・・・テーブル 13・マスタ軸l
9・・スレーブ軸 14−マスタサーボモータ24 ・
スレーブサーボ干−タ 30 数値制tl!lVi置 51.52.53.54  −−ドライブユニット特許
出願人  豐在工機株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 工作物をその両端面で軸支し、その工作物に回転力を付
    与するマスタ軸とスレーブ軸の2つの工作主軸を有し、
    マスタ軸とスレーブ軸の回転位置を同期制御する同期制
    御装置であって、 前記マスタ軸の現在位置を検出する第1位置検出器と、 前記スレーブ軸の現在位置を検出する第2位置検出器と
    、 前記第1位置検出器と前記第2位置検出器とにより検出
    された現在位置の偏差を算出する偏差演算手段と、 前記偏差演算手段により算出された偏差が所定値以内の
    場合には、前記第1位置検出器或いは前記第2位置検出
    器により検出された現在位置のうち正転方向で大きい方
    の位置を前記マスタ軸と前記スレーブ軸の共通の目標位
    置として算出する第1目標位置演算手段と、 前記所定値を記憶する所定値記憶手段と、 前記偏差演算手段により算出された偏差が前記所定値を
    超える場合には、前記第1位置検出器或いは前記第2位
    置検出器により検出された現在位置のうち正転方向で大
    きい方の現在位置に対して小さい方の現在位置に前記第
    1位置検出器或いは前記第2位置検出器の最大検出値の
    整数倍を加算して偏差の絶対値が前記所定値未満となる
    位置をオフセット位置として算出するオフセット位置演
    算手段と、 前記オフセット位置演算手段により算出されたオフセッ
    ト位置と該オフセット位置の算出に関与しない現在位置
    とのうち正転方向で大きい方の位置を前記マスタ軸と前
    記スレーブ軸の共通の目標位置として算出する第2目標
    位置演算手段と、運転準備時である場合には、前記第1
    目標位置演算手段或いは前記第2目標位置演算手段によ
    り算出された共通の目標位置に前記マスタ軸或いは前記
    スレーブ軸の現在位置或いはオフセット位置を移動させ
    る移動信号を出力する信号出力手段とを有することを特
    徴とする同期制御装置。
JP1049473A 1989-02-28 1989-02-28 同期制御装置 Expired - Fee Related JPH0649260B2 (ja)

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