JPS59155642A - 研削砥石の動的バランサ - Google Patents
研削砥石の動的バランサInfo
- Publication number
- JPS59155642A JPS59155642A JP2620783A JP2620783A JPS59155642A JP S59155642 A JPS59155642 A JP S59155642A JP 2620783 A JP2620783 A JP 2620783A JP 2620783 A JP2620783 A JP 2620783A JP S59155642 A JPS59155642 A JP S59155642A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- grinding wheel
- balance
- grinding
- flange
- balance weights
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/32—Correcting- or balancing-weights or equivalent means for balancing rotating bodies, e.g. vehicle wheels
- F16F15/36—Correcting- or balancing-weights or equivalent means for balancing rotating bodies, e.g. vehicle wheels operating automatically, i.e. where, for a given amount of unbalance, there is movement of masses until balance is achieved
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
- Testing Of Balance (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は研削砥石の動的バランサに関する。
研削作業の高精密化に伴い、研削砥石のバランスをいか
に精密にかつ能率良く修正するかといった問題が次第に
重要になりつつある。
に精密にかつ能率良く修正するかといった問題が次第に
重要になりつつある。
本発明者は従来の静的バランス装置を改良して新しいバ
ランス台及び7ランジ部のバランスウェイト移動機構(
特願昭57−73355号)について提案した。
ランス台及び7ランジ部のバランスウェイト移動機構(
特願昭57−73355号)について提案した。
しかし、静的バランス方式によるものは、バランシング
バーの精度、バランス台の測定感度及び研削盤の主軸の
回転精度等の因子が相互に影響するため、回転周期の振
動をゼロにすることは困難な作業である。熟練者の勘に
頼らざるをえない。
バーの精度、バランス台の測定感度及び研削盤の主軸の
回転精度等の因子が相互に影響するため、回転周期の振
動をゼロにすることは困難な作業である。熟練者の勘に
頼らざるをえない。
近年においては脆性材料の研削加工が増加する背景もあ
り、バランスによる影響を最i」+限にくい止めるため
に動的なバランス方式でいかに精密にバランスを修正す
るかといった課題の解決が急がれている。
り、バランスによる影響を最i」+限にくい止めるため
に動的なバランス方式でいかに精密にバランスを修正す
るかといった課題の解決が急がれている。
本発明の目的は、比較的小型の研削盤にも適用できる動
的バランサを提供することである。
的バランサを提供することである。
本発明の要旨とするところは、研削砥石の7ランジに2
つのバランスウェイトをそれぞれ異なる半径方向に移動
可能に設け、前記フランジに設置したステッピングモー
タによりリードスクリュウを介して前゛記バランスウェ
イトを移動させる構成にしたことを特徴とする研削砥石
の動的バランサにある。
つのバランスウェイトをそれぞれ異なる半径方向に移動
可能に設け、前記フランジに設置したステッピングモー
タによりリードスクリュウを介して前゛記バランスウェ
イトを移動させる構成にしたことを特徴とする研削砥石
の動的バランサにある。
本発明による動的バランサにあっては、研削砥石用のフ
ランジにバランスウェイト、リードスクリュウ、ステッ
ピングモータを設け、研削砥石の回転中において外部か
らの電気信号により微細なアンバランス(例えば2.4
Q fmlll )の修正を可能としたものである。
ランジにバランスウェイト、リードスクリュウ、ステッ
ピングモータを設け、研削砥石の回転中において外部か
らの電気信号により微細なアンバランス(例えば2.4
Q fmlll )の修正を可能としたものである。
動的バランサの開発にあたり、その有効性を知る上でア
ンバランスによる研削盤の振動及び研削抵抗、研削面へ
の影響を調べた。使用した研削盤は平面研削盤(岡本P
SG−6P)である。実験方法は、第1図に示すとおり
であり、図中、1はテーブル、2は動力計、3はワーク
、4は研削砥石であり、振動変位は主軸頭から加速度ピ
ックアップ5により検出した。研削方法はプランジカッ
トであり、2μm切り込み、数回スパークアウトする方
法をとった。研削抵抗はテーブル上に取り付けた動力計
2(実験では佐原マシナリAST−ZGS1を使った)
で垂直分力を検出した。
ンバランスによる研削盤の振動及び研削抵抗、研削面へ
の影響を調べた。使用した研削盤は平面研削盤(岡本P
SG−6P)である。実験方法は、第1図に示すとおり
であり、図中、1はテーブル、2は動力計、3はワーク
、4は研削砥石であり、振動変位は主軸頭から加速度ピ
ックアップ5により検出した。研削方法はプランジカッ
トであり、2μm切り込み、数回スパークアウトする方
法をとった。研削抵抗はテーブル上に取り付けた動力計
2(実験では佐原マシナリAST−ZGS1を使った)
で垂直分力を検出した。
また、ワーク3の研削面の測定はアンバランスによる影
響があられれやすいテーブル移動方向について表面検査
機(サーフコム30B)で行った。
響があられれやすいテーブル移動方向について表面検査
機(サーフコム30B)で行った。
第2図にアンバランスによる振動変位の測定結果を示す
。第2図より主軸頭の振動変位はアンバランスモーメン
トによりほぼ直線的に増加することが認められる。主軸
の振れが0.7μmあり2、砥石を取り付けないで主軸
のみ空転すると主軸頭の振動変位は0.3μmあった。
。第2図より主軸頭の振動変位はアンバランスモーメン
トによりほぼ直線的に増加することが認められる。主軸
の振れが0.7μmあり2、砥石を取り付けないで主軸
のみ空転すると主軸頭の振動変位は0.3μmあった。
その軸に対し従来の静的バランサ(天ビン形式バランス
台)でほぼゼロにバランス修正した砥石を取り付けると
、第2図に示すように取り付は位置により振動変位は約
0.4μmのバラツキが生じることが認められた。これ
は、研削砥石のわずかなアンバランスと主軸の振れとが
相乗、相殺する効果によるものと考えられる。
台)でほぼゼロにバランス修正した砥石を取り付けると
、第2図に示すように取り付は位置により振動変位は約
0.4μmのバラツキが生じることが認められた。これ
は、研削砥石のわずかなアンバランスと主軸の振れとが
相乗、相殺する効果によるものと考えられる。
以上の実験結果より研削盤はわずかなアンバランスによ
り非常に敏感に振舞うため、振動変位をゼロ近傍にする
には砥石を軸に取り付けた状態でバランスを定量的かつ
精密に修正しなければならないことが認められる。
り非常に敏感に振舞うため、振動変位をゼロ近傍にする
には砥石を軸に取り付けた状態でバランスを定量的かつ
精密に修正しなければならないことが認められる。
つぎに、主軸頭の振動変位による研削抵抗および研削面
の測定結果を第3図に示す。
の測定結果を第3図に示す。
第3図は各振動変位時、ドレッシングした後に切り込み
を与え、No、1〜N o、 4の4回研削(スパーク
アウト3回〉した時の振動変位(上側の波形)、研削抵
抗(下側の波形)の直流成分と交流成分、そしてスパー
クアウト後の研削面Aの形状をあられしてぃ−る。Bは
参考のためにブロックゲージの表面形状を示したもので
ある。
を与え、No、1〜N o、 4の4回研削(スパーク
アウト3回〉した時の振動変位(上側の波形)、研削抵
抗(下側の波形)の直流成分と交流成分、そしてスパー
クアウト後の研削面Aの形状をあられしてぃ−る。Bは
参考のためにブロックゲージの表面形状を示したもので
ある。
研削砥石はWA 80 V、主軸回転数は2975RP
M、’;7−1材料は5KH5、切込量は2μm1テ一
ブル速度は5.5m/minであった。
M、’;7−1材料は5KH5、切込量は2μm1テ一
ブル速度は5.5m/minであった。
第3図(イ)より、0.5μmの場合、研削抵抗は主軸
頭が下に下がった時に大きくなつでおり、スパークアウ
ト回数によりその直流、交流成分は減少している。また
研削面Aには砥石回転周期のうねりが生じていることが
認められる。
頭が下に下がった時に大きくなつでおり、スパークアウ
ト回数によりその直流、交流成分は減少している。また
研削面Aには砥石回転周期のうねりが生じていることが
認められる。
第3図(ロ)より、0.2μmの場合は、交流成分は小
さいが同様なことが認められる。
さいが同様なことが認められる。
第3図(ハ)より、0μmの場合は、回転周期の成分は
消え、研削面Aは改良される。
消え、研削面Aは改良される。
振動変位が存在する場合、スパークアウトした後にうね
りが生じる原因は、スパークアウト時の研削抵抗の波形
(本実験条件では3回目)から推察すると、抵抗はゼロ
レベルからの変動になっており、前の研削時に砥石のア
ンバランス方向の部分が切り込み以上に加工面を削り取
ったからと考えられる。
りが生じる原因は、スパークアウト時の研削抵抗の波形
(本実験条件では3回目)から推察すると、抵抗はゼロ
レベルからの変動になっており、前の研削時に砥石のア
ンバランス方向の部分が切り込み以上に加工面を削り取
ったからと考えられる。
以上の結果より、研削面Aを改善するには砥石の回転中
に研削盤の振動を正確に計測し、振動変位をゼロにする
ようバランスの修正を行うのが好ましいことが判った。
に研削盤の振動を正確に計測し、振動変位をゼロにする
ようバランスの修正を行うのが好ましいことが判った。
本発明による動的バランサの好適な態様にあっては、研
削砥石が回転中、アンバランス(モーメント及び方向)
を測定して、そのアンバランスを修正するためにバラン
スウェイトを移動させる。アンバランスの測定は研削盤
の振動変位を測定することから求めることができる。
削砥石が回転中、アンバランス(モーメント及び方向)
を測定して、そのアンバランスを修正するためにバラン
スウェイトを移動させる。アンバランスの測定は研削盤
の振動変位を測定することから求めることができる。
アンバランスの修正原理は、第4図に示すとおりである
。研削砥石のフランジ10に2つのバランスウェイト1
1.12を移動可能に設け、バランスウェイト11.1
2の移動はリードスクリュウ13.14に接続されたス
テッピングモータ15.16の回転により行う。ステッ
ピングモータ15.16への電気信号の入力は外部より
ブラシ17とスリップリング18で行う。図中、19は
タイミング用光電管、7はシンクロスコープ、8は振動
計、9はタイミング用の鏡、6はスイッチである。
。研削砥石のフランジ10に2つのバランスウェイト1
1.12を移動可能に設け、バランスウェイト11.1
2の移動はリードスクリュウ13.14に接続されたス
テッピングモータ15.16の回転により行う。ステッ
ピングモータ15.16への電気信号の入力は外部より
ブラシ17とスリップリング18で行う。図中、19は
タイミング用光電管、7はシンクロスコープ、8は振動
計、9はタイミング用の鏡、6はスイッチである。
動的バランサのフランジ10及びその関連部材の具体的
構造について第5図及び第6図を参照して説明する。
構造について第5図及び第6図を参照して説明する。
第5図はバランスウェイト移動機構の内部構造を示し、
第6図はバランスウェイトの駆動源である電気−機械式
ステッピングモータを示している。
第6図はバランスウェイトの駆動源である電気−機械式
ステッピングモータを示している。
第5図において、バランスウェイト移動機構はフランジ
10、矩形の貫通孔を有する円盤状の2つのバランスウ
ェイト11.12、リードスクリュウ13.14及びス
テッピングモータ15.16、スリップリング18など
により構成されている。各バランスウェイト11.12
はフランジ10の中心部にバランスウェイト11.12
の貫通孔に対応して矩形状に設けられた摺動面10a、
10bを互いに90°離れた半径方向に移動する。
10、矩形の貫通孔を有する円盤状の2つのバランスウ
ェイト11.12、リードスクリュウ13.14及びス
テッピングモータ15.16、スリップリング18など
により構成されている。各バランスウェイト11.12
はフランジ10の中心部にバランスウェイト11.12
の貫通孔に対応して矩形状に設けられた摺動面10a、
10bを互いに90°離れた半径方向に移動する。
駆動源であるステッピングモータ15,16は第6図に
示しであるように対になりたソレノイド20,21、爪
22.23、ラチェット24.25及びバネ26.27
で構成されている。2つのラチェット24.25はリー
ドスクリュウ14を正転逆転できるように互いに逆向き
についている。ソレノイド20゜21の一方に電圧をか
けることにより、爪22.23を保持している支持台2
8がソレノイド20.21に引きつけられて、爪22゜
23はリードスクリュウ14に取り付けられたラチェッ
ト24.25を回転させるしくみになっている。ソレノ
イド20.21と支持台28とのすき間は、ラチェット
24.25の1歯に相当する角度を回転させるように調
整する。
示しであるように対になりたソレノイド20,21、爪
22.23、ラチェット24.25及びバネ26.27
で構成されている。2つのラチェット24.25はリー
ドスクリュウ14を正転逆転できるように互いに逆向き
についている。ソレノイド20゜21の一方に電圧をか
けることにより、爪22.23を保持している支持台2
8がソレノイド20.21に引きつけられて、爪22゜
23はリードスクリュウ14に取り付けられたラチェッ
ト24.25を回転させるしくみになっている。ソレノ
イド20.21と支持台28とのすき間は、ラチェット
24.25の1歯に相当する角度を回転させるように調
整する。
その回転原理の詳細は第7図に示すとおりである。第7
図(イ)〜(ハ)は正転の様子を示し、同図(ニ)〜(
へ)は逆転の様子をあられしている。電圧をかけない時
は、爪22.23のついた支持台28は左右のバネ26
.27で中立に保たれ、爪22.23は支持台28上の
2本のバネ30.31でラチェット24..25に押し
つけられており、ラチェット24.25の回転をロック
している。
図(イ)〜(ハ)は正転の様子を示し、同図(ニ)〜(
へ)は逆転の様子をあられしている。電圧をかけない時
は、爪22.23のついた支持台28は左右のバネ26
.27で中立に保たれ、爪22.23は支持台28上の
2本のバネ30.31でラチェット24..25に押し
つけられており、ラチェット24.25の回転をロック
している。
ソレノイド20.21に電圧をかけると、1つの爪22
又は23がラチェット24又は25を回転させる。他方
の爪22又は23はラチェット24又は25に押し込ま
れ、爪はラチェットから離れる。電圧を切ると、元の中
立の位置にバネ30.31の力で戻り、セルフロックさ
れる。連続的にパルス状電圧を入力すると、ステップ的
にリードスクリュウ14は回転する。
又は23がラチェット24又は25を回転させる。他方
の爪22又は23はラチェット24又は25に押し込ま
れ、爪はラチェットから離れる。電圧を切ると、元の中
立の位置にバネ30.31の力で戻り、セルフロックさ
れる。連続的にパルス状電圧を入力すると、ステップ的
にリードスクリュウ14は回転する。
この方式のモータ15.16は駆動時にのみパルス状電
圧を入力するだけで済み、ソレノイド20.21に相当
大きな電圧をかけることができるので、強力なトルクを
得ることが可能である。
圧を入力するだけで済み、ソレノイド20.21に相当
大きな電圧をかけることができるので、強力なトルクを
得ることが可能である。
ソレノイド20.21への入力は第8図に示すようにブ
ラシ17とスリップリング18により電気的に接続して
行い、スイッチ23で0N1OFFを行う方式をとって
いる。
ラシ17とスリップリング18により電気的に接続して
行い、スイッチ23で0N1OFFを行う方式をとって
いる。
第9図はバランスウェイト移動機構の内部構造を示して
おり、と(に駆動源である電気−機械式ステッピングモ
ータ15.16を示している。この図示例においては、
アンバランスの最大修正モーメントは、バランスウェイ
ト1.1.12の重量を200c+fにし、バランスウ
ェイト11.12が中心に位置した時からの最大移動距
離を5mmと設定することにより10100Oとしてい
る。最小修正モーメントは、ラチェット24.25を8
0分割し、リードスクリュウ13.14のピッチをi
mm(M6)にすることにより2 、4 gfmm/
1パルスとする。また、リードスクリュウ13゜14の
回転トルクは、フランジ10が高速回転中バランスウェ
イト11.12の遠心力に対し十分リードスクリュウ1
3.14が回転できるように約50 kgfmm (
入力電圧と24V時)とした。
おり、と(に駆動源である電気−機械式ステッピングモ
ータ15.16を示している。この図示例においては、
アンバランスの最大修正モーメントは、バランスウェイ
ト1.1.12の重量を200c+fにし、バランスウ
ェイト11.12が中心に位置した時からの最大移動距
離を5mmと設定することにより10100Oとしてい
る。最小修正モーメントは、ラチェット24.25を8
0分割し、リードスクリュウ13.14のピッチをi
mm(M6)にすることにより2 、4 gfmm/
1パルスとする。また、リードスクリュウ13゜14の
回転トルクは、フランジ10が高速回転中バランスウェ
イト11.12の遠心力に対し十分リードスクリュウ1
3.14が回転できるように約50 kgfmm (
入力電圧と24V時)とした。
前述の動的バランサの性能を吟味するため、アンバラン
スの修正精度を実験的に求めた。
スの修正精度を実験的に求めた。
また修正作業に要する時間を計測して作業能率を考察し
た。
た。
以下、その方法と結果について述べる。試作した7ラン
ジ10にアールを取り付け、動つりあい試験機(明石製
作所AH411)にセットし、人為的にフランジ10の
外周にアンバランス質量を取り付けて160ORPMで
回転させた。アンバランスの測定は、つりあい試験機の
支持台上に加速度ピックアップ5を取り付け、第4図に
示したシステムで行い、第10図に示すようにシンクロ
スコープの振動波形(1/2波長)を観察しながら手動
でパルス電圧を入力して修正を行った。
ジ10にアールを取り付け、動つりあい試験機(明石製
作所AH411)にセットし、人為的にフランジ10の
外周にアンバランス質量を取り付けて160ORPMで
回転させた。アンバランスの測定は、つりあい試験機の
支持台上に加速度ピックアップ5を取り付け、第4図に
示したシステムで行い、第10図に示すようにシンクロ
スコープの振動波形(1/2波長)を観察しながら手動
でパルス電圧を入力して修正を行った。
まず、第10図(イ)〜くハ)でX軸方向の修正を行い
、ついで同図(ニ)(ホ)でY軸方向の修正をした。そ
して修正後に、つりあい試験機の計器を使用してチェッ
クした。
、ついで同図(ニ)(ホ)でY軸方向の修正をした。そ
して修正後に、つりあい試験機の計器を使用してチェッ
クした。
なお付加したアンバランス質量は2.50fであり、モ
ーメントにすると200 gfmmである。
ーメントにすると200 gfmmである。
第11図に修正精度ならびに修正時間の測定結果を示す
。この第11図より、修正精度は平均すると、3.5Ω
fIIII11であり、最小修正モーメント2 、4
qfmm/ 1パルスの修正能力をほぼ満たしているこ
とが認められる。また修正の所要時間は約15秒と短時
間であった。
。この第11図より、修正精度は平均すると、3.5Ω
fIIII11であり、最小修正モーメント2 、4
qfmm/ 1パルスの修正能力をほぼ満たしているこ
とが認められる。また修正の所要時間は約15秒と短時
間であった。
したがって試作した動的バランサはアンバランスの修正
能力及び作業能率の面で実用的に優れていることが判明
した。
能力及び作業能率の面で実用的に優れていることが判明
した。
なお、アンバランスの修正は完全に電気的に自動化でき
ることはいうまでもない。
ることはいうまでもない。
第1図は実験方法を示す概略図、第2図はアンバランス
による振動変位を示すグラフ、第3図(イ)(ロ)(ハ
)はそれぞれ振動変位が0.5!1m 、0.2μm及
びOumの場合の波形を示すグラフ、第4図は本発明に
よる動的バランサの概略説明図、第5図は本発明の動的
バランサの内部構造を示す図、第6図は本発明で使用す
るステッピングモータの一例を示す斜視図、第7図(イ
)〜(へ)は第6図に示したステッピングモータの動作
説明図、第8図は本発明の動的バランサに採用した電気
回路の一例を示す図、第9図は本発明の動的バランサの
内部構造を示す図、第10図は修正時におけるシンクロ
スコープ上の振動波形の変化を示すグラフ、第11図は
修正精度及び修正時間を示すグラフである。 10・・・7ランジ、11.12・・・バランスウェイ
ト、13.14・・・リードスクリュウ、15.16・
・・ステッピングモータ、17・・・ブラシ、18・・
・スリップリン0グ、19・・・光電管、20.21・
・・ソレノイド、22.23・・・爪、24.25・・
・ラチェットア〕IX′ヲシスモーメニト 9匍m第
5図
による振動変位を示すグラフ、第3図(イ)(ロ)(ハ
)はそれぞれ振動変位が0.5!1m 、0.2μm及
びOumの場合の波形を示すグラフ、第4図は本発明に
よる動的バランサの概略説明図、第5図は本発明の動的
バランサの内部構造を示す図、第6図は本発明で使用す
るステッピングモータの一例を示す斜視図、第7図(イ
)〜(へ)は第6図に示したステッピングモータの動作
説明図、第8図は本発明の動的バランサに採用した電気
回路の一例を示す図、第9図は本発明の動的バランサの
内部構造を示す図、第10図は修正時におけるシンクロ
スコープ上の振動波形の変化を示すグラフ、第11図は
修正精度及び修正時間を示すグラフである。 10・・・7ランジ、11.12・・・バランスウェイ
ト、13.14・・・リードスクリュウ、15.16・
・・ステッピングモータ、17・・・ブラシ、18・・
・スリップリン0グ、19・・・光電管、20.21・
・・ソレノイド、22.23・・・爪、24.25・・
・ラチェットア〕IX′ヲシスモーメニト 9匍m第
5図
Claims (1)
- 研削砥石のフランジに2つのバランスウェイトをそれぞ
れ異なる半径方向に移動可能に設け、前記フランジに設
置したステッピングモータによりリードスクリュウを介
して前記バランスウェイトを移動させる構成にしたこと
を特徴とする研削砥石の動的バランサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2620783A JPS59155642A (ja) | 1983-02-21 | 1983-02-21 | 研削砥石の動的バランサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2620783A JPS59155642A (ja) | 1983-02-21 | 1983-02-21 | 研削砥石の動的バランサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59155642A true JPS59155642A (ja) | 1984-09-04 |
Family
ID=12187003
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2620783A Pending JPS59155642A (ja) | 1983-02-21 | 1983-02-21 | 研削砥石の動的バランサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59155642A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS624567A (ja) * | 1985-06-29 | 1987-01-10 | Nagase Tekkosho:Kk | 回転装置における回転バランス調節機構 |
US5125188A (en) * | 1990-05-30 | 1992-06-30 | Noritake Co., Ltd. | Grinding wheel having grinding monitoring and automatic wheel balance control functions |
-
1983
- 1983-02-21 JP JP2620783A patent/JPS59155642A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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