CN103171143A - 一种多工位数控热成型机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多工位数控热成型机，通过将其上模台升降机构和下模台升降机构均设置为包括升降电机、减速器、驱动轴、换向轴、第一转轴、第二转轴、小齿轮、换向齿轮、第一大齿轮、第二大齿轮、至少一个第一连杆机构和至少一个第二连杆机构这样的结构，升降电机启动时，通过减速器带动驱动轴转动，从而带动小齿轮转动，通过相互啮合，使得第一转轴、第二转轴相向转动，从而带动第一连杆机构、第二连杆机构同时动作，实现了上模台、下模台的升降，实现了上模具、下模具的合模。由于升降电机输出的动力在转化为上模具、下模具的锁模力时，经过了三级放大作用，使得合模时的锁模力达到75吨以上，比现有热成型机的锁模力提高了两倍。

Description

一种多工位数控热成型机

技术领域

本发明涉及一种热成型机，尤其涉及一种多工位数控热成型机。

背景技术

目前的热成型机，一般包括机架、设置在机架上的输送链，以及沿输送链的输送方向设置在机架上的放卷装置、加热装置、热成型装置、冲剪装置和收集装置。上述的热成型装置一般包括上模台、下模台、上模具、下模具、上模台升降机构和下模台升降机构，机架的两侧分别设有两条导柱；上模台、下模台安装在导柱上并能够沿导柱上下滑动，上模台升降机构、下模台升降机构均安装在机架上，上模台升降机构的动力输出端与上模台连接，下模台升降机构的动力输出端与下模台连接；上模具安装在上模台上，下模具安装在下模台上。

为了缩短合模时间、降低制造成本，并达到控制容易的目的，上述上模台升降机构、下模台升降机构一般均采用电机、转轴、连杆机构相配合的结构，电机的输出轴与转轴传动连接，连杆机构通常包括两条上连杆和一条下连杆，两条上连杆的一端与下连杆的一端铰接在一起构成Y字型结构，两条上连杆的另一端分别与相应的模台（上模台或下模台）连接，下连杆的另一端则与转轴连接。电机启动，驱动转轴转动，带动下连杆摆动，使模台（上模台或下模台）与转轴之间的距离发生变化，从而实现模台（上模台或下模台）的升降，由于电机直接驱动下连杆摆动，电机输出的动力直接转化为合模的锁模力。这样的锁模力较小，一般只有25吨左右，片材在正、负压成型，或热压成型时，如果片材的拉伸力较大，则会影响合模的稳定性，影响产品的成型质量；另外，由于由于锁模力较小，一些无法加热到较高温度达到软化要求的片材是无法热成型的，因此，大幅度减少了片材种类的选择范围。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种多工位数控热成型机，这种多工位数控热成型机具有更高的锁模力，使得成型产品质量更好，适用片材种类更加广泛。采用的技术方案如下：

一种多工位数控热成型机，包括机架、设置在机架上的输送链，以及沿输送链的输送方向设置在机架上的放卷装置、加热装置、热成型装置、冲剪装置和收集装置，其特征是：所述热成型装置包括上模台、下模台、上模具、下模具、上模台升降机构和下模台升降机构，所述机架的两侧分别设有两条导柱；上模台、下模台安装在导柱上并能够沿导柱上下滑动，上模台升降机构、下模台升降机构均安装在机架上，上模台升降机构的动力输出端与上模台连接，下模台升降机构的动力输出端与下模台连接；上模具安装在上模台上，下模具安装在下模台上；上模台升降机构和下模台升降机构均包括升降电机、减速器、驱动轴、换向轴、第一转轴、第二转轴、小齿轮、换向齿轮、第一大齿轮、第二大齿轮、至少一个第一连杆机构和至少一个第二连杆机构，升降电机、驱动轴、换向轴、第一转轴和第二转轴均安装在机架上，第一转轴、第二转轴分别处于驱动轴、换向转轴的外侧，小齿轮、换向齿轮、第一大齿轮、第二大齿轮分别安装在驱动轴、换向转轴、第一转轴、第二转轴上，升降电机通过减速器与驱动轴传动连接，小齿轮分别与第一大齿轮、换向齿轮相啮合，第二大齿轮与换向齿轮相啮合，第一连杆机构的一端与第一转轴连接，第一连杆机构的另一端为动力输出端，第二连杆机构的一端与第二转轴连接，第二连杆机构的另一端为动力输出端。

上述第一连杆机构、第二连杆机构一般都包括上连杆、中连杆和下连杆，中连杆的两端分别与上连杆、下连杆的一端连接。

上述冲剪装置的升降机构采用上述上模台升降机构和下模台升降机构相同的结构。

本发明通过将上模台升降机构和下模台升降机构均设置为包括升降电机、减速器、驱动轴、换向轴、第一转轴、第二转轴、小齿轮、换向齿轮、第一大齿轮、第二大齿轮、至少一个第一连杆机构和至少一个第二连杆机构这样的结构，升降电机启动时，通过减速器带动驱动轴转动，从而带动小齿轮转动，通过各个齿轮之间的相互啮合，使得第一转轴、第二转轴相向转动，从而带动第一连杆机构、第二连杆机构同时动作，实现了上模台、下模台的升降，实现了上模具、下模具的合模。从上述动作过程可以看出，升降电机输出的动力在转化为上模具、下模具的锁模力时，经过了三级放大作用，使得合模时的锁模力达到75吨以上，比现有热成型机的锁模力提高了两倍，使得片材在经受更大拉伸力的情况下仍使上模具、下模具保持较好的合模稳定性，使得产品成型质量更好、更加美观；另外，对于一些无法加热到较高温度、无法达到软化要求的柔性片材，按现有技术是无法进行热成型的，由于本发明大幅度提高了锁模力，因此，能够在较低的温度下，通过提高正、负压的方法来进行热成型，从而使得按现有技术无法热成型的柔性片材也能够热成型，对片材的适用范围更加广泛。

在机架上进行整体布局，上述放卷装置、加热装置、热成型装置、冲剪装置和收集装置，以及放卷装置、加热装置、热成型装置、冲剪装置和收集装置的具体结构均采用模块化设计，整机制造分工明确，可以并列进行，在安装、检修、部件的更换上都更加简单方便，省时省力，节约整机维护成本，避免延误生产；并且采用运动控制器代替目前的PLC控制器，各部分可独立运行，完成各种复杂的运动控制功能，动作更加迅捷，控制更加精确。

在上述放卷装置、加热装置、热成型装置、冲剪装置和收集装置，以及放卷装置、加热装置、热成型装置、冲剪装置和收集装置的具体结构均采用模块化设计的基础上，引入模块化的柔性制造概念，通过输送链将各台装置连结起来，将现有技术中需要在多台机器上完成的加热、成型、冲剪、收集等工序全部集中在一台机器上完成，由一台计算机进行统一控制，自动地完成不同要求的全部加工过程，生产效率大幅度提高，而且结构更加紧凑，占用面积更小，在当今寸土寸金的现代社会，节约资源的优势更加明显。

作为本发明的优选方案，所述第一连杆机构和第二连杆机构的数量均为两个。通过在第一转轴上设置两个第一连杆机构，第二转轴上设置两个第二连杆机构，使得上模台、下模台的升降动作更加平稳。

作为本发明的优选方案，所述所述导柱分为导柱上段、导柱下段和连接座，导柱上段与导柱下段之间通过连接座相接合。导柱分为导柱上段和导柱下段的两段式结构，在上模具、下模具安装完成之后，能够通过连接座对导柱上段和导柱下段的位置关系（例如倾斜度）进行微调，使上模具与下模具之间的平行度更高，使上模具、下模具准确对位，合模的吻合度更高，避免漏气、花纹错位等，提高成型产品的质量。

为了避免发生碰撞而导致上模具、下模具损坏的情况，并且达到安装方便的目的，作为本发明的优选方案，所述机架上同一侧两条导柱之间的距离大于所述上模具、下模具的宽度。对机架上同一侧的两导柱进行加宽设计，使机架上同一侧两条导柱之间的距离大于上模具、下模具的宽度，从而使得能够在上模台、下模台安装完成之后，将上模具、下模具能够从机架的一侧通过两条导柱之间送入到上模台、下模台的相应位置进行安装，使得上模具、下模具的安装更加方便快捷，避免上模具、下模具的损坏，更方便上模具、下模具的更换。

作为本发明进一步的优选方案，所述上模台和下模台上均设有导向槽，所述上模具和下模具上均设有定位块。在进行上模具、下模具安装时，只要将上模具、下模具上的定位块对准上模台、下模台上的导向槽，从机架的侧面沿导向槽推入到上模台、下模台的相应位置，然后进行锁紧操作即可，上模具、下模具的安装更加方便、快捷。导向槽和定位块相配合的结构也可以采用导轨的结构代替。

各种类型片材的成型温度要求并不一致，一些片材需要较高的温度，而一些片材需要较低的温度，由加热装置加热后输送过来的片材并不一定准确达到成型的温度要求，影响成型产品的质量。为了解决该问题，作为本发明的优选方案，还包括温度调节装置，温度调节装置设置在上模具或下模具中。通过在上模具或下模具中设置温度调节装置，在上模具、下模具之间形成加温或降温的保温区，使得片材各部分的温度均匀一致，并且准确达到成型的温度要求，从而提高了成型产品的质量。温度调节装置一般包括设置在上模具或下模具中的S形金属管路，通过在S形金属管路中通入导热油或冷却液，达到升温或降温的目的。

作为本发明的优选方案，还包括冷气供给装置，所述下模具上设有冷气入口，冷气供给装置与冷气入口连接。在上模具、下模具合模进行热成型之后，冷气供给装置从冷气入口吹送冷气，进行冷却降温，使产品快速定型，缩短成型时间，提高生产效率，同时避免未完全定型的产品经输送而发生变形，提高产品的质量。

作为本发明的优选方案，还包括输送链调节机构，输送链调节机构包括底座、高度调节装置、升降座、宽度调节装置和两个连接件；高度调节装置安装在底座上；升降座与高度调节装置的动力输出端连接；宽度调节装置安装在升降座上；两个连接件分别与宽度调节装置的两个动力输出端连接。在多工位数控热成型机的整机装配时，应沿输送链的延伸方向布置至少两个输送链调节机构，两侧的链轨分别与一个连接件连接（最好通过螺钉锁紧固定）。在输送链的宽度和高度调节时，通过高度调节装置调节两个连接件的高度，从而调节了链轨及链轨上输送链的高度；通过宽度调节装置调节两个连接件之间的距离，从而调节了链轨及链轨上输送链的宽度。由此可见，本输送链调节机构实现了对输送链的高度和宽度的自动调节，使得输送链的高度和宽度调节简单方便，适用于各种厚度、宽度的片材的输送、成型。在一种具体方案中，所述升降座处于底座的上方，所述连接件处于升降座的上方。安装时整个输送链调节机构安装在链轨的下方，由于升降座设于底座上方，连接件设于升降座上方，这样连接件自下而上托住链轨，承力较大，稳定性更好，适用于设置在输送链的起始端。在另一种具体方案中，所述升降座处于底座的下方，所述连接件处于升降座的下方。安装时整个输送链调节机构安装在链轨的上方，由于升降座设于底座下方，连接件设于升降座下方，这样连接件自上而下吊住链轨，使得链轨的下方空出大量空间，用于安装热成型机的其它部件，布局合理，充分利用空间，使得整机的整体性能更加优化，适用于设置在输送链的中间部分及末端。

作为本发明进一步的优选方案，所述高度调节装置包括高度调节电机和至少一个蜗轮蜗杆升降器，高度调节电机和蜗轮蜗杆升降器均安装在所述底座上，高度调节电机的输出轴与蜗轮蜗杆升降器的蜗轮连接，蜗轮蜗杆升降器的蜗杆与所述升降座连接。通过高度调节电机带动蜗轮蜗杆升降器的蜗轮转动，使其蜗杆作上下运动，从而带动升降座上下运动，从而实现了安装在宽度调节装置上的连接件的升降运动，实现输送链的高度调节。通过高度调节电机驱动蜗轮蜗杆升降器来实现连接件的升降，稳定性好，控制简单，并且高度调节更加精确。

作为本发明更进一步的优选方案，所述蜗轮蜗杆升降器的数量为两个，两个蜗轮蜗杆升降器的蜗轮之间通过连接轴连接。高度调节电机驱动其中一个蜗轮蜗杆升降器的蜗轮转动，再通过连接轴带动另一个蜗轮蜗杆升降器的蜗轮同步转动，使两个蜗轮蜗杆升降器的蜗杆同步升降，从而使升降座的各部分同步升降，稳定性更好，承力更大。

作为本发明更进一步的优选方案，所述高度调节装置还包括至少一条导向杆，导向杆安装在所述底座上，所述升降座安装在导向杆上并能够沿导向杆上下滑动。通过设置导向杆对升降座进行定位、导向，使得升降座上下运动的稳定性更好。

作为本发明进一步的优选方案，所述宽度调节装置包括宽度调节电机、丝杆、导向轨、两个滑动座和两个螺母；宽度调节电机、丝杆、导向轨均安装在升降座上，丝杆与导向轨平行设置，宽度调节电机的输出轴与丝杆传动连接；滑动座安装在导向轨上，螺母套在丝杆上并与滑动座连接；所述连接件安装在滑动座上。滑动座作为宽度调节装置的动力输出端，宽度调节电机带动丝杆转动，通过螺母带动相应的滑动座沿导向杆滑动，从而调节了两个滑动座之间的距离，从而调节了两个连接件之间的距离，实现了输送链宽度的调节。通过宽度调节电机、丝杆、螺母相配合的结构来调节输送链的宽度，稳定性好，控制简单，并且宽度调节更加精确。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

由于上述上模台升降机构和下模台升降机构的具体结构，使得升降电机输出的动力在转化为上模具、下模具的锁模力时，经过了三级放大作用，使得合模时的锁模力达到75吨以上，比现有热成型机的锁模力提高了两倍，使得片材在经受更大拉伸力的情况下仍使上模具、下模具保持较好的合模稳定性，使得产品成型质量更好、更加美观；另外，对于一些无法加热到较高温度、无法达到软化要求的柔性片材，按现有技术是无法进行热成型的，由于本发明大幅度提高了锁模力，因此，能够在较低的温度下，通过提高正、负压的方法来进行热成型，从而使得按现有技术无法热成型的柔性片材也能够热成型，对片材的适用范围更加广泛。

附图说明

图1是本发明优选实施方式的结构示意图；

图2是图1中A部分的局部放大图；

图3是上模具、下模具的结构示意图；

图4是图1沿B-B的剖视图；

图5是图1沿C-C的剖视图；

图6是输送链调节机构的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和本发明的优选实施方式做进一步的说明。

如图1、图2和图3所示，这种多工位数控热成型机，包括机架1、设置在机架1上的输送链2，以及沿输送链2的输送方向设置在机架1上的放卷装置3、加热装置4、热成型装置5、冲剪装置6和收集装置7。

热成型装置5上模台502、下模台503、上模具504、下模具505、上模台升降机构506、下模台升降机构507、S形金属管路508、冷气供给装置510、正压供给装置511和负压供给装置512；机架1的两侧分别设有两条导柱513，上模台502、下模台503安装在导柱513上并能够沿导柱513上下滑动，上模台升降机构506、下模台升降机构507均安装在机架1上，上模台升降机构506的动力输出端与上模台502连接，下模台升降机构507的动力输出端与下模台503连接；上模具504安装在上模台502上，下模具505安装在下模台503上；S形金属管路508设置在下模具505中；下模具5上设有冷气入口514、正压入口515、负压入口516，冷气供给装置510与冷气入口514连接，正压供给装置511与正压入口515连接，负压供给装置512与负压入口516连接；导柱513分为导柱上段51301、导柱下段51302和连接座51303，导柱上段51301与导柱下段51302之间通过连接座51303相接合；机架1上同一侧两条导柱513之间的距离大于上模具504、下模具505的宽度；上模台502和下模台503上均设有导向槽517，上模具504和下模具505上均设有定位块509，定位块509与导向槽517相配合。

如图1和图4所示，上模台升降机构506和下模台升降机构507均包括升降电机50601、减速器50602、驱动轴50603、换向轴50604、第一转轴50605、第二转轴50606、小齿轮50607、换向齿轮50608、第一大齿轮50609、第二大齿轮50610、两个第一连杆机构50611和两个第二连杆机构50612，升降电机50601、驱动轴50603、换向轴50604、第一转轴50605和第二转轴50606均安装在机架1上，第一转轴50605、第二转轴50606分别处于驱动轴50603、换向转轴50604的外侧，小齿轮50607、换向齿轮50608、第一大齿轮50609、第二大齿轮50610分别安装在驱动轴50603、换向转轴50604、第一转轴50605、第二转轴50606上，升降电机50601通过减速器50613与驱动轴50604传动连接，小齿轮50607分别与第一大齿轮50609、换向齿轮50608相啮合，第二大齿轮50610与换向齿轮50608相啮合，第一连杆机构50611的一端与第一转轴50605连接，第一连杆机构50611的另一端为动力输出端，第二连杆机构50612的一端与第二转轴50606连接，第二连杆机构50612的另一端为动力输出端。

上述第一连杆机构50611、第二连杆机构50612均包括上连杆506111、中连杆506112和下连杆506113，中连杆506112的两端分别与上连杆506111、下连杆506113的一端连接。

如图5所示，上述冲剪装置6的升降机构采用上述上模台升降机构506和下模台升降机构507相同的结构。

如图6所示，这种多工位数控热成型机还包括输送链调节机构8，在输送链2的起始端处，输送链调节机构8包括底座801、高度调节装置802、升降座803、宽度调节装置804和两个连接件805；高度调节装置802安装在底座801上；升降座803与高度调节装置802的动力输出端连接；宽度调节装置804安装在升降座803上；两个连接件805分别与宽度调节装置804的两个动力输出端连接；升降座803处于底座801的上方，连接件805处于升降座803的上方。

高度调节装置802包括高度调节电机80201、两个蜗轮蜗杆升降器80202和导向杆80203，高度调节电机80201和蜗轮蜗杆升降器80202均安装在底座801上，导向杆80203安装在底座801上，升降座803安装在导向杆80203上并能够沿导向杆80203上下滑动，高度调节电机80201的输出轴与蜗轮蜗杆升降器80202的蜗轮连接，蜗轮蜗杆升降器80202的蜗杆与升降座803连接；两个蜗轮蜗杆升降器80202的蜗轮之间通过连接轴806连接。

宽度调节装置804包括宽度调节电机80401、丝杆80402、导向轨80403、两个滑动座80404和两个螺母80405；宽度调节电机80401、丝杆80402、导向轨80403均安装在升降座803上，丝杆80402与导向轨80403平行设置，宽度调节电机80401的输出轴与丝杆80402传动连接；滑动座80404安装在导向轨80403上，螺母80405套在丝杆80402上并与滑动座80404连接；连接件805安装在滑动座80404上。

上述连接件805、滑动座80404、螺母80405连结为一整体。

在链输送链2的中间和末端，这种输送链调节机构8与上述设置在输送链2起始端有所区别，其区别在于：升降座8033处于底座8011的下方，连接件8055处于升降座8033的下方。

下面结合附图对本发明最关键的部分：上模台升降机构和下模台升降机构的动作过程作进一步详述，其它部分参照发明内容中所记载的描述。

通过将上模台升降机构506和下模台升降机构507均设置为包括升降电机50601、减速器50602、驱动轴50603、换向轴50604、第一转轴50605、第二转轴50606、小齿轮50607、换向齿轮50608、第一大齿轮50609、第二大齿轮50610、两个第一连杆机构50611和两个第二连杆机构50612这样的结构，升降电机50601启动时，通过减速器50602带动驱动轴50603转动，从而带动小齿轮50607转动，通过各个齿轮之间的相互啮合，使得第一转轴50605、第二转轴50606相向转动，从而带动第一连杆机构50611、第二连杆机构50612同时动作，实现了上模台502、下模台503的升降，实现了上模具504、下模具505的合模。从上述动作过程可以看出，升降电机50601输出的动力在转化为上模具504、下模具505的锁模力时，经过了三级放大作用，使得合模时的锁模力达到75吨以上，比现有热成型机的锁模力提高了两倍，使得片材在经受更大拉伸力的情况下仍使上模具504、下模具505保持较好的合模稳定性，使得产品成型质量更好、更加美观；另外，对于一些无法加热到较高温度、无法达到软化要求的片材，按现有技术是无法进行热成型的，由于本发明大幅度提高了锁模力，因此，能够在较低的温度下，通过提高正、负压的方法来进行热成型，从而使得按现有技术无法热成型的片材也能够热成型，对片材的适用范围更加广泛。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多工位数控热成型机，包括机架、设置在机架上的输送链，以及沿输送链的输送方向设置在机架上的放卷装置、加热装置、热成型装置、冲剪装置和收集装置，其特征是：所述热成型装置包括上模台、下模台、上模具、下模具、上模台升降机构和下模台升降机构，所述机架的两侧分别设有两条导柱；上模台、下模台安装在导柱上并能够沿导柱上下滑动，上模台升降机构、下模台升降机构均安装在机架上，上模台升降机构的动力输出端与上模台连接，下模台升降机构的动力输出端与下模台连接；上模具安装在上模台上，下模具安装在下模台上；上模台升降机构和下模台升降机构均包括升降电机、减速器、驱动轴、换向轴、第一转轴、第二转轴、小齿轮、换向齿轮、第一大齿轮、第二大齿轮、至少一个第一连杆机构和至少一个第二连杆机构，升降电机、驱动轴、换向轴、第一转轴和第二转轴均安装在机架上，第一转轴、第二转轴分别处于驱动轴、换向转轴的外侧，小齿轮、换向齿轮、第一大齿轮、第二大齿轮分别安装在驱动轴、换向转轴、第一转轴、第二转轴上，升降电机通过减速器与驱动轴传动连接，小齿轮分别与第一大齿轮、换向齿轮相啮合，第二大齿轮与换向齿轮相啮合，第一连杆机构的一端与第一转轴连接，第一连杆机构的另一端为动力输出端，第二连杆机构的一端与第二转轴连接，第二连杆机构的另一端为动力输出端。

2.如权利要求1所述的多工位数控热成型机，其特征是：所述第一连杆机构和第二连杆机构的数量均为两个。

3.如权利要求1或2所述的多工位数控热成型机，其特征是：所述所述导柱分为导柱上段、导柱下段和连接座，导柱上段与导柱下段之间通过连接座相接合。

4.如权利要求1或2所述的多工位数控热成型机，其特征是：所述机架上同一侧两条导柱之间的距离大于所述上模具、下模具的宽度。

5.如权利要求4所述的多工位数控热成型机，其特征是：所述上模台和下模台上均设有导向槽，所述上模具和下模具上均设有定位块。

6.如权利要求1或2所述的多工位数控热成型机，其特征是：还包括温度调节装置，温度调节装置设置在上模具或下模具中。

7.如权利要求1或2所述的多工位数控热成型机，其特征是：还包括冷气供给装置，所述下模具上设有冷气入口，冷气供给装置与冷气入口连接。

8.如权利要求1或2所述的多工位数控热成型机，其特征是：还包括输送链调节机构，输送链调节机构包括底座、高度调节装置、升降座、宽度调节装置和两个连接件；高度调节装置安装在底座上；升降座与高度调节装置的动力输出端连接；宽度调节装置安装在升降座上；两个连接件分别与宽度调节装置的两个动力输出端连接。

9.如权利要求8所述的多工位数控热成型机，其特征是：所述高度调节装置包括高度调节电机和至少一个蜗轮蜗杆升降器，高度调节电机和蜗轮蜗杆升降器均安装在所述底座上，高度调节电机的输出轴与蜗轮蜗杆升降器的蜗轮连接，蜗轮蜗杆升降器的蜗杆与所述升降座连接。

10.如权利要求8所述的多工位数控热成型机，其特征是：所述宽度调节装置包括宽度调节电机、丝杆、导向轨、两个滑动座和两个螺母；宽度调节电机、丝杆、导向轨均安装在升降座上，丝杆与导向轨平行设置，宽度调节电机的输出轴与丝杆传动连接；滑动座安装在导向轨上，螺母套在丝杆上并与滑动座连接；所述连接件安装在滑动座上。

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