CN112276031B - 一种汽车关键零部件自动化压铸岛及在线监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车关键零部件自动化压铸岛及在线监测装置，包括压铸台和红外线检测探头，红外线检测探头正对于压铸台，压铸台上设置有分段升降式成型池，压铸台上方设置有分段下压式压铸部件和联动环绕式余边切除部件，分段下压式压铸部件位于分段升降式成型池正上方，且分段下压式压铸部件的输出端下压至最底端时，其与分段升降式成型池的池底之间形成型腔，联动环绕式余边切除部件的输出端环绕设置于分段升降式成型池上方，联动环绕式余边切除部件包括切刀组件和下切组件，下切组件与切刀组件相连，并可驱动切刀组件下移，以将成型后工件的余边和浇冒口切除，并通过红外线检测探头实现对工件表面光滑度的在线监测。

Description

一种汽车关键零部件自动化压铸岛及在线监测装置

技术领域

本发明涉及压铸岛技术领域，具体涉及一种汽车关键零部件自动化压铸岛及在线监测装置。

背景技术

新能源汽车是汽车产业发展的方向，市场需求量日益剧增；新能源汽车需求市场充沛；新能源核心零部件智能制造是企业发展的必然趋势，高强度、高精度、智能控制检测等的需求；而新能源汽车铝合金关键结构部件在强度、精度、延伸率、致密性、耐腐蚀性、导热性等方面提出了更高的要求，压铸岛应运而生。

在内现有的压铸岛压铸工艺中，工件压铸完成后需要对去除其余边和浇冒口，一般而言需要两道工序，先取出，再去除，两道工序相对独立，因此在去除时还需要对工件进行定位，确定工件上有用的部分和无用的余边及浇冒口，定位完成后还需对其进行固定，使之在去除过程保持稳定，也即是需要对工件进行二次定位和固定，需要定位和固定结构，导致装置的结构和操作步骤较多。

发明内容

本发明的目的在于提供一种汽车关键零部件自动化压铸岛及在线监测装置，以解决现有技术中工件的压铸和余边去除过程相对独立，对工件的余边进行去除时还需要对其进行二次的定位和固定，导致装置的结构和操作步骤较多的问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

一种汽车关键零部件自动化压铸岛，包括压铸台，所述压铸台上设置有分段升降式成型池，所述压铸台上方设置有分段下压式压铸部件和联动环绕式余边切除部件，所述分段下压式压铸部件位于所述分段升降式成型池正上方，且所述分段下压式压铸部件的输出端下压至最底端时，其与所述分段升降式成型池的池底之间形成型腔，所述联动环绕式余边切除部件的输出端环绕设置于所述分段升降式成型池上方；

作为本发明的一种优选方案，所述联动环绕式余边切除部件包括切刀组件和下切组件，所述下切组件与所述切刀组件相连，并可驱动所述切刀组件下移，以将成型后工件的余边和浇冒口切除，所述切刀组件包括两个相对设置的圆弧状切刀座和驱动所述圆弧状切刀座平移的切刀平移气缸，所述下切组件包括两个相对设置的切刀升降气缸，两个所述的圆弧状切刀座分别设置于所述分段升降式成型池上方两侧，所述切刀平移气缸驱动两个所述圆弧状切刀座相互靠近并形成完整的圆环结构，该圆环结构位于工件的正上方，所述圆弧状切刀座的下端安装有切刀片。

作为本发明的一种优选方案，所述分段升降式成型池包括池芯、池边和下边部，所述下边部的中心处设置有用于容纳所述池边的第一贯穿孔，所述池边的中心处设置有用于容纳所述池芯的第二贯穿孔，在压铸工件时，所述池边镶嵌在所述第一贯穿孔内，所述池芯镶嵌在所述第二贯穿孔内，所述池芯、所述池边和所述下边部的上表面处于同一平面上，且所述池芯和所述池边的上表面共同构成型腔的下半部。

作为本发明的一种优选方案，所述分段升降式成型池还包括若干升降液压缸，所述升降液压缸固定在所述压铸台上，且所述升降液压缸的输出端竖直向上，且所述池芯和所述池边均通过所述升降液压缸固定在所述压铸台上，所述下边部与所述压铸台固定相连。

作为本发明的一种优选方案，所述分段下压式压铸部件包括模芯和上边部，所述上边部的中心处设置有用于容纳所述模芯的第三贯穿孔；

所述分段下压式压铸部件还包括通过支架设置于所述压铸台上方的压铸固定板，所述压铸固定板上设置有压铸驱动组件，所述压铸驱动组件的输出端竖直向下穿过所述压铸固定板且连接有压铸推板，所述模芯和所述上边部设置于所述压铸推板的下方，所述模芯与所述压铸推板之间通过若干竖直的拉伸弹簧相连，所述上边部固定连接在所述压铸推板的下端面。

作为本发明的一种优选方案，所述压铸推板的下端面设置有限位座，所述限位座位于所述第三贯穿孔内，在压铸工件时，所述模芯上移至与所述限位座接触，所述模芯镶嵌在所述第三贯穿孔内，此时所述模芯和所述上边部的下表面处于同一平面上，且所述模芯的下表面为型腔的上半部。

作为本发明的一种优选方案，所述压铸驱动组件为液压缸，所述模芯的上端连接有若干插接杆，所述插接杆与所述拉伸弹簧一一对应，且所述插接杆穿过对应所述的拉伸弹簧，所述插接杆的上端穿过所述压铸推板，且所述插接杆的顶部设置防脱帽。

作为本发明的一种优选方案，两个所述的切刀升降气缸相对设置于所述分段升降式成型池的两侧，所述切刀升降气缸的输出端竖直向上与所述切刀平移气缸水平相连，所述切刀平移气缸的输出端连接有推进杆，所述推进杆的末端连接有水平的横杆，所述推进杆垂直连接于所述横杆的中点，所述横杆的两端分别设置有定位杆和定位筒，且其中一个所述横杆上的定位杆与另一个所述横杆上的定位筒相对，两个所述的圆弧状切刀座分别固定在两个所述横杆的中部。

本发明还提供了一种汽车关键零部件自动化压铸的在线监测装置，包括所述的汽车关键零部件自动化压铸岛，以及设置于所述自动化压铸岛一侧的红外线检测探头，且所述红外线检测探头正对于所述压铸台，所述红外线检测探头在工件压铸成型后对工件表面进行扫描，以记录工件各处距红外线检测探头的距离，并将上述距离信息传递给处理器，所述处理器对所述距离信息进行处理，分析距离变化规律，按照预设的规律变化，则表面光滑，否则表面不光滑，从而实现对工件表面光滑度的在线监测。

作为本发明的一种优选方案，所述红外线检测探头包括红外传感器、机械臂和控制系统，所述红外传感器安装在所述机械臂的末端，所述控制系统与所述机械臂相连，并通过所述机械臂改变所述红外传感器的位置，所述红外传感器的输出端正对于工件，并通过红外光线检测与工件的距离；

所述控制系统包括信号处理模块和中央控制模块，所述红外传感器、所述信号处理模块以及所述机械臂均与所述中央控制模块相连。

本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

本发明通过分段升降式成型池和分段下压式压铸部件的变形设计，在保证对工件的压紧的同时，露出切除工件余边的空间，以便于余边切除，使工件的压铸过程和余边切除过程融合为一体，在工件的余边切除过程无需对其进行二次定位和压紧固定，简化了结构和操作步骤。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明实施例提供一种汽车关键零部件自动化压铸岛及在线监测装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供一种汽车关键零部件自动化压铸岛的结构示意图；

图3为本发明实施例中切刀组件的结构示意图。

图中的标号分别表示如下：

1、压铸台；2、分段升降式成型池；3、分段下压式压铸部件；4、联动环绕式余边切除部件；5、红外线检测探头；

21、池芯；22、池边；23、下边部；24、第一贯穿孔；25、第二贯穿孔； 26、升降液压缸；

31、模芯；32、上边部；33、第三贯穿孔；34、压铸固定板；35、压铸驱动组件；36、压铸推板；37、拉伸弹簧；38、限位座；39、插接杆；

41、切刀组件；42、下切组件；

411、圆弧状切刀座；412、切刀平移气缸；414、切刀片；415、推进杆； 416、横杆；417、定位杆；418、定位筒；

421、切刀升降气缸。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图3所示，本发明提供了一种汽车关键零部件自动化压铸岛及在线监测装置，包括压铸台1，压铸台1上设置有分段升降式成型池2，压铸台1 上方设置有分段下压式压铸部件3和联动环绕式余边切除部件4，分段下压式压铸部件3位于分段升降式成型池2正上方，且分段下压式压铸部件3的输出端下压至最底端时，其与分段升降式成型池2的池底之间形成型腔，联动环绕式余边切除部件4的输出端环绕设置于分段升降式成型池2上方，在压铸汽车零部件时，将铝液倒在分段升降式成型池2上，然后分段下压式压铸部件3的输出端下压，使铝液在型腔内压铸成型，分段下压式压铸部件3可对工件进行分段压铸，在压铸成型后，分段升降式成型池2和分段下压式压铸部件3将工件的芯体部分夹住，使工件的残边和浇冒口露出，然后通过联动环绕式余边切除部件4对残边和浇冒口进行切除。

在上述过程中，工件的压铸过程和余边切除过程融合为一体，工件在压铸至余边切除的所有过程均未产生移动，且能够始终保持在固定状态，从而在余边切除过程无需对工件进行定位和压紧固定，简化了结构和操作步骤。

具体地，本实施方式中分段升降式成型池2包括池芯21、池边22和下边部 23，下边部23的中心处设置有用于容纳池边22的第一贯穿孔24，池边22的中心处设置有用于容纳池芯21的第二贯穿孔25，在压铸工件时，池边22镶嵌在第一贯穿孔24内，池芯21镶嵌在第二贯穿孔25内，池芯21、池边22和下边部 23的上表面处于同一平面上，且池芯21和池边22的上表面共同构成型腔的下半部，分段升降式成型池2还包括若干升降液压缸26，升降液压缸26固定在压铸台1上，且升降液压缸26的输出端竖直向上，且池芯21和池边22均通过升降液压缸26固定在压铸台1上，下边部23则直接与压铸台1固定相连。

具体地，本实施方式中分段下压式压铸部件3包括模芯31和上边部32，上边部32的中心处设置有用于容纳模芯31的第三贯穿孔33，分段下压式压铸部件3还包括通过支架设置于压铸台1上方的压铸固定板34，压铸固定板34上设置有压铸驱动组件35，压铸驱动组件35的输出端竖直向下穿过压铸固定板34 且连接有压铸推板36，模芯31和上边部32设置于压铸推板36的下方，模芯31 与压铸推板36之间通过若干竖直的拉伸弹簧37相连，上边部32固定连接在压铸推板36的下端面，压铸推板36的下端面设置有限位座38，限位座38位于第三贯穿孔33内，在压铸工件时，模芯31上移至与限位座38接触，模芯31镶嵌在第三贯穿孔33内，此时模芯31和上边部32的下表面处于同一平面上，且模芯31的下表面为型腔的上半部，压铸驱动组件35为液压缸，模芯31的上端连接有若干插接杆39，插接杆39与拉伸弹簧37一一对应，且插接杆39穿过对应拉伸弹簧37，插接杆39的上端穿过压铸推板36，且插接杆39的顶部设置防脱帽。

在整个压铸过程中，池芯21、池边22和下边部23的上表面处于同一高度，外在表现为带有下型腔的平面板，压铸时，分段下压式压铸部件3的输出端向分段升降式成型池2靠近，压铸驱动组件35的输出端伸出，带动压铸推板36、模芯31和上边部32下移，模芯31的下表面即是与上述下型腔相对应的上型腔，二者共同组成型腔，在模芯31移动至与下型腔接触后，型腔成型，此时压铸驱动组件35的输出端继续伸出，压铸推板36和上边部32持续下移，并压缩拉伸弹簧37，在模芯31和上边部32的下表面处于同一平面上，也即上边部32与下边部23对应接触后，压铸驱动组件35停止，此时模芯31和上边部32共同组成一个带有上型腔的平面板，从而完成压铸。

工件压铸完成后，通过分段升降式成型池2和分段下压式压铸部件3的变形，在保证对工件的压紧的同时，露出切除工件余边的空间，以便于余边切除，使工件的压铸过程和余边切除过程融合为一体，在工件的余边切除过程无需对其进行定位和压紧固定，简化了结构和操作步骤。

分段升降式成型池2和和分段下压式压铸部件3的变形过程为：压铸完成后，升降液压缸26推动池芯21、池边22同步上升，向上顶起成型后的工件，型腔外的工件(即余边和浇冒口)的下表面与下边部23脱离接触，同时压铸驱动组件35的输出端回缩，带动模芯31和上边部32上移，由于模芯31与压铸推板36之间设置有拉伸弹簧37，在压铸驱动组件35的输出端回缩的前半过程，模芯31始终压在工件上，直至拉伸弹簧37回复至起始状态后，模芯31和上边部32才共同上移，而在本变形过程中，模芯31始终压在工件上，型腔外的工件(即余边和浇冒口)的上表面与上边部32脱离接触，从而使整个工件余边和浇冒口露出。

具体地，本实施方式中联动环绕式余边切除部件4包括切刀组件41和下切组件42，下切组件42与切刀组件41相连，并可驱动切刀组件41下移，以将成型后工件的余边和浇冒口切除，切刀组件41包括两个相对设置的圆弧状切刀座411和驱动圆弧状切刀座411平移的切刀平移气缸412，所述下切组件42包括两个相对设置的切刀升降气缸421，两个圆弧状切刀座411分别设置于分段升降式成型池2上方两侧，切刀平移气缸412驱动两个圆弧状切刀座411相互靠近并形成完整的圆环结构，该圆环结构位于工件的正上方，圆弧状切刀座411的下端安装有切刀片414，两个切刀升降气缸421相对设置于分段升降式成型池2 的两侧，切刀升降气缸421的输出端竖直向上与切刀平移气缸412水平相连，切刀平移气缸412的输出端连接有推进杆415，推进杆415的末端连接有水平的横杆416，推进杆415垂直连接于横杆416的中点，横杆416的两端分别设置有定位杆417和定位筒418，且其中一个横杆416上的定位杆417与另一个横杆416 上的定位筒418相对，两个圆弧状切刀座411分别固定在两个横杆416的中部。

在工件余边和浇冒口露出后，通过联动环绕式余边切除部件4对余边和浇冒口进行切除。切刀升降气缸421的输出端先向上伸出，使圆弧状切刀座411 和切刀片414移动至较高处，位于工件的上方，然后切刀平移气缸412的输出端伸出，推动两个圆弧状切刀座411相互靠近直至二者接触形成一体的圆环结构，此时该圆环结构位于工件的正上方，切刀升降气缸421的输出端向下回缩，拉动圆弧状切刀座411和切刀片414下移，以切割工件多余的部分，由于型腔的位置是固定的，也即工件的位置固定，所以在切割时，可以十分准确地将工件多余的部分切除。

在余边切除的过程中，模芯31、下型腔和工件始终保持连接固定的状态，工件未发生移动，也始终处于型腔中，所以在余边切除过程，需要对工件进行定位和固定，也即不需要工件定位结构和工件固定结构，简化了结构和操作。

在压铸台1上，还设置有用于取出工件的机械手，在机械手取出工件的过程中，分段升降式成型池2和分段下压式压铸部件3通过自身的形变操作还可时工件的取出更加轻松。在工件的余边切除过程，分段升降式成型池2和分段下压式压铸部件3的形变已经使工件的余边与上下两个平板脱离，型腔范围内的部分始终保持在紧贴状态，然后，压铸驱动组件35的输出端回缩至上边部 32与工件接触但压力，升降液压缸26先驱动池芯21下降，使池芯21部分与工件脱离，然后池芯21复位同时使池边22下降。使池边22部分与工件脱离接触，然后压铸驱动组件35的输出端回缩使上边部32与工件脱离接触，工件在重力作用下留在池芯21上，然后机械手通过夹住工件对应池边22的部分，将工件取出。

如图1所示，本发明还提供了一种汽车关键零部件自动化压铸的在线监测装置，包括上述的汽车关键零部件自动化压铸岛，以及设置于自动化压铸岛一侧的红外线检测探头5，且红外线检测探头5正对于压铸台1，红外线检测探头5在工件压铸成型后对工件表面进行扫描，以记录工件各处距红外线检测探头5的距离，并将上述距离信息传递给处理器，处理器对距离信息进行处理，分析距离变化规律，按照预设的规律变化，则表面光滑，否则表面不光滑，从而实现对工件表面光滑度的在线监测。

具体地，红外线检测探头5包括红外传感器51、机械臂52和控制系统53，红外传感器51安装在机械臂52的末端，控制系统53与机械臂52相连，并通过机械臂52改变红外传感器51的位置，红外传感器51的输出端正对于工件，并通过红外光线检测与工件的距离；

控制系统53包括信号处理模块和中央控制模块，红外传感器51、信号处理模块以及机械臂52均与中央控制模块相连，红外传感器51将检测到的信息传递给信号处理模块，由信号处理模块将对应的电压信号传输给中央控制模块，经过中央控制模块的运算得出该处的工件的厚度，然后中央控制模块再通过机械臂52带动红外传感器51移动并采集工件表面下一处的数据，再进行处理，直至红外传感器51采集完工件表面所有区域数据，之后中央控制模块对所采集的数据进行处理，按照预设的方式判断工件的厚度，若按照预设的规律变化，则表面光滑，否则表面不光滑，以实现对工件表面光滑度的在线监测。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (9)

1.一种汽车关键零部件自动化压铸岛，其特征在于：包括压铸台(1)，所述压铸台(1)上设置有分段升降式成型池(2)，所述压铸台(1)上方设置有分段下压式压铸部件(3)和联动环绕式余边切除部件(4)，所述分段下压式压铸部件(3)位于所述分段升降式成型池(2)正上方，且所述分段下压式压铸部件(3)的输出端下压至最底端时，其与所述分段升降式成型池(2)的池底之间形成型腔，所述联动环绕式余边切除部件(4)的输出端环绕设置于所述分段升降式成型池(2)上方；

所述联动环绕式余边切除部件(4)包括切刀组件(41)和下切组件(42)，所述下切组件(42)与所述切刀组件(41)相连，并可驱动所述切刀组件(41)下移，以将成型后工件的余边和浇冒口切除，所述切刀组件(41)包括两个相对设置的圆弧状切刀座(411)和驱动所述圆弧状切刀座(411)平移的切刀平移气缸(412)，所述下切组件(42)包括两个相对设置的切刀升降气缸(421)，两个所述的圆弧状切刀座(411)分别设置于所述分段升降式成型池(2)上方两侧，所述切刀平移气缸(412)驱动两个所述圆弧状切刀座(411)相互靠近并形成完整的圆环结构，该圆环结构位于工件的正上方，所述圆弧状切刀座(411)的下端安装有切刀片(414)。

2.根据权利要求1所述的一种汽车关键零部件自动化压铸岛，其特征在于：所述分段升降式成型池(2)包括池芯(21)、池边(22)和下边部(23)，所述下边部(23)的中心处设置有用于容纳所述池边(22)的第一贯穿孔(24)，所述池边(22)的中心处设置有用于容纳所述池芯(21)的第二贯穿孔(25)，在压铸工件时，所述池边(22)镶嵌在所述第一贯穿孔(24)内，所述池芯(21)镶嵌在所述第二贯穿孔(25)内，所述池芯(21)、所述池边(22)和所述下边部(23)的上表面处于同一平面上，且所述池芯(21)和所述池边(22)的上表面共同构成型腔的下半部。

3.根据权利要求2所述的一种汽车关键零部件自动化压铸岛，其特征在于：所述分段升降式成型池(2)还包括若干升降液压缸(26)，所述升降液压缸(26)固定在所述压铸台(1)上，且所述升降液压缸(26)的输出端竖直向上，且所述池芯(21)和所述池边(22)均通过所述升降液压缸(26)固定在所述压铸台(1)上，所述下边部(23)与所述压铸台(1)固定相连。

4.根据权利要求1所述的一种汽车关键零部件自动化压铸岛，其特征在于：所述分段下压式压铸部件(3)包括模芯(31)和上边部(32)，所述上边部(32)的中心处设置有用于容纳所述模芯(31)的第三贯穿孔(33)；

所述分段下压式压铸部件(3)还包括压铸固定板(34)，所述压铸固定板(34)通过支架设置于所述压铸台(1)的上方，所述压铸固定板(34)上设置有压铸驱动组件(35)，所述压铸驱动组件(35)的输出端竖直向下穿过所述压铸固定板(34)且连接有压铸推板(36)，所述模芯(31)和所述上边部(32)设置于所述压铸推板(36)的下方，所述模芯(31)与所述压铸推板(36)之间通过若干竖直的拉伸弹簧(37)相连，所述上边部(32)固定连接在所述压铸推板(36)的下端面。

5.根据权利要求4所述的一种汽车关键零部件自动化压铸岛，其特征在于：所述压铸推板(36)的下端面设置有限位座(38)，所述限位座(38)位于所述第三贯穿孔(33)内，在压铸工件时，所述模芯(31)上移至与所述限位座(38)接触，所述模芯(31)镶嵌在所述第三贯穿孔(33)内，此时所述模芯(31)和所述上边部(32)的下表面处于同一平面上，且所述模芯(31)的下表面为型腔的上半部。

6.根据权利要求5所述的一种汽车关键零部件自动化压铸岛，其特征在于：所述压铸驱动组件(35)为液压缸，所述模芯(31)的上端连接有若干插接杆(39)，所述插接杆(39)与所述拉伸弹簧(37)一一对应，且所述插接杆(39)穿过对应所述的拉伸弹簧(37)，所述插接杆(39)的上端穿过所述压铸推板(36)，且所述插接杆(39)的顶部设置防脱帽。

7.根据权利要求1所述的一种汽车关键零部件自动化压铸岛，其特征在于：两个所述的切刀升降气缸(421)相对设置于所述分段升降式成型池(2)的两侧，所述切刀升降气缸(421)的输出端竖直向上与所述切刀平移气缸(412)水平相连，所述切刀平移气缸(412)的输出端连接有推进杆(415)，所述推进杆(415)的末端连接有水平的横杆(416)，所述推进杆(415)垂直连接于所述横杆(416)的中点，所述横杆(416)的两端分别设置有定位杆(417)和定位筒(418)，且其中一个所述横杆(416)上的定位杆(417)与另一个所述横杆(416)上的定位筒(418)相对，两个所述的圆弧状切刀座(411)分别固定在两个所述横杆(416)的中部。

8.一种汽车关键零部件自动化压铸的在线监测装置，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的自动化压铸岛，以及设置于所述自动化压铸岛一侧的红外线检测探头(5)，且所述红外线检测探头(5)正对于所述压铸台(1)，所述红外线检测探头(5)在工件压铸成型后对工件表面进行扫描，以记录工件各处距红外线检测探头(5)的距离，并将上述距离信息传递给处理器，所述处理器对所述距离信息进行处理，以实现对工件表面光滑度的在线监测。

9.根据权利要求8所述的在线监测装置，其特征在于，所述红外线检测探头(5)包括红外传感器(51)、机械臂(52)和控制系统(53)，所述红外传感器(51)安装在所述机械臂(52)的末端，所述控制系统(53)与所述机械臂(52)相连，所述机械臂(52)用于改变所述红外传感器(51)的位置，所述红外传感器(51)的输出端正对于工件，并通过红外光线检测与工件的距离；

所述控制系统(53)包括信号处理模块和中央控制模块，所述红外传感器(51)、所述信号处理模块以及所述机械臂(52)均与所述中央控制模块相连。

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