CN112327755B - 一种模架的框被自动识别的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模架的框被自动识别的方法，包括以下步骤：步骤一：获取加工模型，以及获取数据库中的加工刀具库信息和加工工艺库信息；步骤二：分析加工模型结构，逐一获取加工模型上的每一凹腔结构，获取每一凹腔结构的深度数据，根据凹腔结构的深度数据，从加工刀具库中选取与之匹配的刀具；步骤三：对凹腔结构进行工艺分析，从加工工艺库中匹配相应的加工工艺，由对应的加工工艺及选出的刀具，获取相应的刀路程序，并存储至存储端。通过采用上述步骤，具有能够自动识别模架加工模型的凹腔类型，并且对应凹腔类型自动识别获取相应程序方法，达到提高工作效率的优点。

Description

一种模架的框被自动识别的方法

技术领域

本发明涉及软件识别方法的技术领域，具体涉及一种模架的框被自动识别的方法。

背景技术

模架也称为模胚或模座，由上固定板、母模板、公模板、顶板、模脚板和下固定板配合导柱、回针和顶针结构组成。在利用数控机床对模架的每一板块进行加工时，加工程序通常是编程人员根据绘制完成的模架中每一板块的结构事先进行编程的，然后将模架每一板块对应的毛料固定在机床上，并且向机床导入对应的事先编程好的程序进行加工。根据模架的形状特点，模架中的零部件除导柱、回针和顶针外，其外形均呈方体状设置，其中，上固定板、下固定板、顶板、模脚板通常会在其平面贯通螺纹沉孔和通孔，用于配合安装导柱、回针或顶针，另外的母模板和公模板通常会在其平面开设框型凹腔以及贯通通孔和螺纹沉孔，框型凹腔用以安装配合模芯。

在此加工过程中，通过事先设定编程的方式中，对于模架相应板块的框型凹腔的识别，都需要人工的方式在对应软件上进行识别测量判断，从而选出对应的加工刀具，然后通过该刀具编程得到相应的加工程序。此过程虽然能够得到模架对应板块的加工程序，但是在识别模架对应板块的整体结构时，往往需要人工识别的方式来判断，然后进行相对应的编程，对于此过程中通过人工逐一识别编程导入的方式往往会消耗较多时间，同时人工编程的时间还需要配合机床进行实际加工的速度，否则容易出现等待停机的情况。而现有技术中，数控机床尚未存在自动识别模架加工模型的框型凹腔，并且对应识别的框型凹腔自动获取相应的程序的方法。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种模架的框被自动识别的方法，能够自动识别模架加工模型的凹腔类型，并且对应凹腔类型自动获取相应程序方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种模架的框被自动识别的方法，包括以下步骤：

步骤一：获取加工模型，以及获取数据库中的加工刀具库信息和加工工艺库信息；

步骤二：分析加工模型结构，逐一获取加工模型上的每一凹腔结构，获取每一凹腔结构的深度数据，根据凹腔结构的深度数据，从加工刀具库中选取与之匹配的刀具；

步骤三：对凹腔结构进行工艺分析，从加工工艺库中匹配相应的加工工艺，由对应的加工工艺及选出的刀具，获取相应的刀路程序，并存储至存储端。

进一步得，加工工艺库信息包括粗加工程序和精加工程序，所述粗加工程序包括孔打点工艺组、孔加工工艺组、粗光底平面工艺组、续粗加工工艺组、清R底工艺组、等高粗清角工艺组、孔内加工工艺组等，且每一工艺组对应每一粗加工程序编码；

所述精加工程序包括光精边工艺组、斜面等高精加工工艺组、接底加工工艺组、开粗胶圈工艺组、开精胶圈工艺组等，且每一工艺组对应每一精加工程序编码。

进一步得，在步骤二中，将加工模型的加工面中沿Z轴方向相对独立的加工面为层面，且定义加工模型顶面的层面为层面0，即层面0=（x0，y0，z0），获取所有层面的坐标数据，并存储至存储端，将任一层面的Z轴坐标数值与其相邻层面的Z轴坐标数值比较：

如若该层面的Z轴坐标值均小于相邻层面的Z轴坐标值时，则判定该层面的边界与周围相邻层面形成框型结构；

如若该层面的Z轴坐标值均大于相邻层面的Z轴坐标值时，则判定该层面边界与周围相邻层面形成凸型结构；

如若部分相邻层面的Z轴坐标值大于该层面的Z轴坐标值，而其余相邻层面的Z轴坐标值小于该层面的Z轴坐标值时，则判定该层面与周围相邻层面形成类框型的槽型结构。

进一步得，定义凸型结构相对应的层面的Z轴坐标为zt，判断凸型结构对应的层面与层面0之间是否会形成框型结构或槽型结构：

当z0-zt=0时，则该凸型结构对应的层面即为加工模型的顶面，则该凸型结构对应层面与加工模型顶面的层面0之间不会形成框型或槽型结构；

当z0>zt时，则该凸型结构对应的层面与层面0之间有间距，即该凸型结构对应的层面与层面0之间会形成相应的框型或槽型结构。

进一步得，获取加工模型外轮廓内在XY平面上的坐标数据，定义为坐标库，并存储至存储端，然后将坐标库的坐标数据与存储端内存储的所有层面的坐标数据进行比对，获取坐标库中与存储端存储的所有层面坐标数据不存在交叠的所有坐标数据，将坐标数据中可形成同一连续的平面的坐标数据定义为一个单元，每一分别为：U1，U2，…，Un，则每一单元形成加工模型的通孔或通槽结构，获取每一单元的边界数据，得到该通孔或通槽的轮廓外形，且每一单元形成的通孔或通槽的加工深度为加工模型的整体厚度。

进一步得，定义框型结构对应的层面的Z轴坐标为zk，定义槽型结构对应的层面的Z轴坐标为zc，然后获取相应凹腔结构的深度数据：

当在步骤二中获取的凸型结构对应的层面与加工模型顶面的层面0之间不重合时，通过将加工模型顶面位置的Z轴坐标值z0减去该层面的对应的凸型结构对应层面的Z轴坐标值zt，即z0-zt，获取凸型结构对应层面的加工深度的最大值，并存储至存储端；

通过将加工模型顶面位置的Z轴坐标值z0减去加工框型结构对应层面的Z轴坐标zk，从而获取框型结构对应层面的加工深度的最大值，并存储至存储端；

通过将加工模型顶面位置的Z轴坐标值z0减去槽型结构对应层面的Z轴左边，从而获取槽型结构对应层面的加工深度的最大值，并存储至存储端。

进一步得，将加工刀具库信息中的若干刀具按照长度优先级顺序排列成刀具库表，定义刀具库表为Tlist1={T1，T2，T3，T4，…，Tn}；根据每一获取的最大加工深度，选取加工刀具库信息中若干长度大于最大加工深度的刀具作为机床的加工刀具，将与层面加工深度对应的若干加工刀具列成加工刀表Tlist2={…，Tn-2，Tn-1，Tn}，获取加工刀表中每一加工刀具参考对应层面的加工工艺库信息形成对应的的加工刀具路径。

进一步得，将加工刀表中每一加工刀具根据相应的层面的凹腔结构，匹配其相应的加工刀具路径，进行模拟加工，选取加工时间最短的刀具作为该层面实际使用时的加工刀具。

本发明具有如下有益效果：

一种模架的框被自动识别的方法，主要在操作系统，及POWERMILL软件中进行，通过在软件系统中获取数据库的加工刀具信息和加工工艺信息，以供后续对加工模型结构进行具体分析后，便于根据加工模型具体位置的成型工艺，调取与其相对应的加工工艺程序和用于加工的刀具，此为在分析加工模型结构，分析其具体结构之前的准备操作；

进一步的，通过分析加工模型的具体结构，用以获取加工模型中的多个凹腔结构，同时获取每一凹腔结构的整体轮廓外形和大小，然后根据凹腔结构获取其具体深度，通过将凹腔结构的具体深度与数据库中加工刀具库信息中若干刀具的具体有效加工长度进行比较，从而选出能够触及凹腔结构对应底面的刀具作为该凹腔结构的加工刀具；

进一步的，在对每一个凹腔结构的加工工艺进行工艺分析的过程中，可以根据凹腔结构的整体结构外形从加工工艺库文件中匹配与凹腔结构加工过程的加工工艺程序，最后再由获取的加工刀具的具体参数，结合获取的对应该凹腔结构的加工工艺程序，形成最终的刀路程序，然后存储在系统的存储端中。

附图说明

图1为本发明的整体流程图。

图2为本发明的加工工艺库对应工艺编码的展开图。

图3为本发明的加工模型结构分析，及选取刀具的方法流程图。

图4为本发明的加工模型结构示意图。

图5为本发明的另一加工模型结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。本说明书中所引用的如“上”、“内”、“中”、“左”、“右”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

参照图1至图3所示，一种模架的框被自动识别的方法，包括以下步骤：

步骤一：获取加工模型，以及获取数据库中的加工刀具库信息和加工工艺库信息；

步骤二：分析加工模型结构，逐一获取加工模型上的每一凹腔结构，获取每一凹腔结构的深度数据，根据凹腔结构的深度数据，从加工刀具库中选取与之匹配的刀具；

步骤三：对凹腔结构进行工艺分析，从加工工艺库中匹配相应的加工工艺，由对应的加工工艺及选出的刀具，获取相应的刀路程序，并存储至存储端。

具体的，本发明方法主要在操作系统，及POWERMILL软件中进行，通过在软件系统中获取数据库的加工刀具信息和加工工艺信息，以供后续对加工模型结构进行具体分析后，便于根据加工模型具体位置的成型工艺，调取与其相对应的加工工艺程序和用于加工的刀具，此为在分析加工模型结构，分析其具体结构之前的准备操作；

进一步的，通过分析加工模型的具体结构，用以获取加工模型中的多个凹腔结构，同时获取每一凹腔结构的整体轮廓外形和大小，然后根据凹腔结构获取其具体深度，通过将凹腔结构的具体深度与数据库中加工刀具库信息中若干刀具的具体有效加工长度进行比较，从而选出能够触及凹腔结构对应底面的刀具作为该凹腔结构的加工刀具；

进一步的，在对每一个凹腔结构的加工工艺进行工艺分析的过程中，可以根据凹腔结构的整体结构外形从加工工艺库文件中匹配与凹腔结构加工过程的加工工艺程序，最后再由获取的加工刀具的具体参数，结合获取的对应该凹腔结构的加工工艺程序，形成最终的刀路程序，然后存储在系统的存储端中。

参照图1至图3所示，加工工艺库信息的具体加工工艺内容：加工工艺库信息包括粗加工程序和精加工程序，粗加工程序包括孔打点工艺组、孔加工工艺组、粗光底平面工艺组、续粗加工工艺组、清R底工艺组、等高粗清角工艺组、孔内加工工艺组等，且每一工艺组对应每一粗加工程序编码；

其中，孔打点工艺组包括顶部孔打点程序编码和插角孔打点程序编码；孔加工工艺组包括顶部孔喷钻打孔程序编码、顶部孔钻头打孔程序编码和插角孔钻头打孔程序编码；粗光底平面工艺组包括粗光底平面程序编码；续粗加工工艺组包括续粗加工程序编码和倒角程序编码，且续粗加工工艺组可多次进行，且每次的切削量均可通过程序变化调整；清R底工艺组包括清R底程序编码；等高粗清角工艺组包括等高粗清角程序编码，利用该程序进行清角之前可以通过编译程序改变清角的大小；孔内加工工艺组包括低孔打点程序编码、低孔钻头打孔程序编码和直运水打孔程序编码。

精加工程序包括光精边工艺组、斜面等高精加工工艺组、接底加工工艺组、闭环式加工工艺组等，且每一工艺组对应每一精加工程序编码。

其中，光精边工艺组包括A级光精边程序编码、B级光精边程序编码、C级光精边程序编码和D级光精边程序编码，其中A级的光精边程序对应的切削量最大；斜面等高精加工工艺组包括斜面最佳等高精加工试加工程序编码和斜面最佳等高精加工程序编码；接底加工工艺组包括接底加工程序编码；其中按照加工流程排序，每次在进行接底加工之前，均需要进行斜面最佳等高精加工试加工和斜面最佳等高精加工后，以此提高加工精度；闭环式加工工艺组包括开粗胶圈加工程序编码、精胶圈加工程序编码和轮廓外形等高程序编码。

将数控机床中对毛坯进行加工过程中，所有存在的加工工艺，通过事先编程成型的方式，与加工毛坯过程中可能存在的加工工艺一一对应，并且以编程的形式对应加工工艺存储至系统数据库内，便于系统工作时的匹配机调取。

参照图1至图5所示，进一步方法，对加工模型结构进行分析：在步骤二中，将加工模型的加工面中沿Z轴方向相对独立的加工面为层面，且定义加工模型顶面的层面为层面0，即层面0=（x0，y0，z0），获取所有层面的坐标数据，并存储至存储端，将任一层面的Z轴坐标数值与其相邻层面的Z轴坐标数值比较：

如若该层面的Z轴坐标值均小于相邻层面的Z轴坐标值时，则判定该层面的边界与周围相邻层面形成框型结构；

如若该层面的Z轴坐标值均大于相邻层面的Z轴坐标值时，则判定该层面边界与周围相邻层面形成凸型结构；

如若部分相邻层面的Z轴坐标值大于该层面的Z轴坐标值，而其余相邻层面的Z轴坐标值小于该层面的Z轴坐标值时，则判定该层面与周围相邻层面形成类框型的槽型结构。

具体的，在操作系统（POWERMILL）中，默认XY平面与水平面相平行，Z轴垂直于水平面，且获取的加工模型的加工面是朝上设置的，整体加工模型的外轮廓呈方体状设置。为了分析加工模型的结构，从而得到加工模型中的凹腔结构，将加工模型沿Z轴方向将若干相对独立的加工面命名为层面，通过判断判断相邻层面的高低情况，从而了解该层面与相邻层面之间的结构关系：凸型、框型、带开口的槽型，从而达到每一层面相对应的结构，以便于后续与加工工艺库中的加工工艺进行匹配，从而获得相应的加工工艺程序。

参照图1至图5所示，进一步的加工模型结构判断方法：定义凸型结构相对应的层面的Z轴坐标为zt，判断凸型结构对应的层面与层面0之间是否会形成框型结构或槽型结构：

当z0-zt=0时，则该凸型结构对应的层面即为加工模型的顶面，则该凸型结构对应层面与加工模型顶面的层面0之间不会形成框型或槽型结构；

当z0>zt时，则该凸型结构对应的层面与层面0之间有间距，即该凸型结构对应的层面与层面0之间会形成相应的框型或槽型结构。

具体的，通过判断凸型结构对应层面的Z轴坐标值与层面0的Z轴坐标值相比较，从而得出凸型结构对应层面与加工模型顶面的层面0之间的高低情况，以便于判断凸型结构对应的层面与层面0之间是否会形成相应的框型或槽型结构。故而，当凸型结构对应的层面与层面0共面时，在加工过程中，则不需要考虑该凸型结构存在框型或槽型结构的加工；当凸型结构对应的层面与层面0之间存在高度差时，则表明凸型结构对应层面与层面0之间存在框型或槽型结构，因此在完成相邻层面对应形状结构的加工后，仍需要靠近该凸型结构顶部的槽型或框型结构的加工，并且对应相应的加工工艺和刀具进行加工。

参照图1至图5所示，进一步的加工模型结构判断方法：获取加工模型外轮廓内在XY平面上的坐标数据，定义为坐标库，并存储至存储端，然后将坐标库的坐标数据与存储端内存储的所有层面的坐标数据进行比对，获取坐标库中与存储端存储的所有层面坐标数据不存在交叠的所有坐标数据，将坐标数据中可形成同一连续的平面的坐标数据定义为一个单元，每一分别为：U1，U2，…，Un，则每一单元形成加工模型的通孔或通槽结构，获取每一单元的边界数据，得到该通孔或通槽的轮廓外形，且每一单元形成的通孔或通槽的加工深度为加工模型的整体厚度。

具体的，在此过程中，通过获取加工模型外轮廓内在XY平面上的所有坐标数据，并且定义为坐标库进行存储，然后与存储端内的所有坐标数据的X轴坐标值和Y轴坐标值相互比较，从而得到坐标库中与层面中任一点在XY平面上的坐标值不重叠的坐标数据，若干的坐标数据在XY平面中可以形成同一连续平面的坐标数据作为一个集合并且命名为单元，则每一单元的边界即为加工模型中对应通孔或通槽结构的形状轮廓，且每一单元形成的通孔或通槽结构的加工深度即为加工模型的整体厚度。

参照图1至图5所示，进一步的获取每一凹腔结构加工深度的方法：定义框型结构对应的层面的Z轴坐标为zk，定义槽型结构对应的层面的Z轴坐标为zc，然后获取相应凹腔结构的深度数据：

当在步骤二中获取的凸型结构对应的层面与加工模型顶面的层面0之间不重合时，通过将加工模型顶面位置的Z轴坐标值z0减去该层面的对应的凸型结构对应层面的Z轴坐标值zt，即z0-zt，获取凸型结构对应层面的加工深度的最大值，并存储至存储端；

通过将加工模型顶面位置的Z轴坐标值z0减去加工框型结构对应层面的Z轴坐标zk，从而获取框型结构对应层面的加工深度的最大值，并存储至存储端；

通过将加工模型顶面位置的Z轴坐标值z0减去槽型结构对应层面的Z轴左边，从而获取槽型结构对应层面的加工深度的最大值，并存储至存储端。

具体的，由于层面有存在是斜面的情况，因此分别将凸型结构对应层面、槽型结构对应层面和框型层面对应层面的Z轴坐标值分别定义为zt、zc和zk，然后与层面0的Z轴坐标值相互比较，从而达到对应加工深度的最大值，以便于有效的选取对应的有效的加工刀具进行加工。

参照图1至图5所示，进一步的根据凹腔结构的加工深度，选出加工刀具的方法：将加工刀具库信息中的若干刀具按照长度优先级顺序排列成刀具库表，定义刀具库表为Tlist1={T1，T2，T3，T4，…，Tn}；根据每一获取的最大加工深度，选取加工刀具库信息中若干长度大于最大加工深度的刀具作为机床的加工刀具，将与层面加工深度对应的若干加工刀具列成加工刀表Tlist2={…，Tn-2，Tn-1，Tn}，获取加工刀表中每一加工刀具参考对应层面的加工工艺库信息形成对应的的加工刀具路径。

具体的，由于加工刀具库中的刀具长度丰富，通过比较的方式可以获取对应层面的大于最大加工深度的若干把加工刀表（集合），以供选择使用，并且形成对应的加工刀具路径。

参照图1至图5所示，进一步的由获取的加工刀表中，对应凹腔结构的加工工艺选取最佳的加工刀具方法：将加工刀表中每一加工刀具根据相应的层面的凹腔结构，匹配其相应的加工刀具路径，进行模拟加工，选取加工时间最短的刀具作为该层面实际使用时的加工刀具。具体的，将获取的加工刀表中的若干把刀具根据相应的层面结构进行模拟加工，以时间为判断依据，选取加工时间最短的刀具作为实际的加工刀具，有利于提高实际加工时的工作效率。

本发明的实施方式不限于此，按照本发明的上述内容，利用本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或组合，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (6)

1.一种模架的框被自动识别的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：获取加工模型，以及获取数据库中的加工刀具库信息和加工工艺库信息；

步骤二：分析加工模型结构，逐一获取加工模型上的每一凹腔结构，获取每一凹腔结构的深度数据，根据凹腔结构的深度数据，从加工刀具库中选取与之匹配的刀具；

步骤三：对凹腔结构进行工艺分析，从加工工艺库中匹配相应的加工工艺，由对应的加工工艺及选出的刀具，获取相应的刀路程序，并存储至存储端；

在步骤一中，所述加工工艺库信息包括粗加工程序和精加工程序，所述粗加工程序包括孔打点工艺组、孔加工工艺组、粗光底平面工艺组、续粗加工工艺组、清R底工艺组、等高粗清角工艺组、孔内加工工艺组，且每一工艺组对应每一粗加工程序编码；

所述精加工程序包括光精边工艺组、斜面等高精加工工艺组、接底加工工艺组、开粗胶圈工艺组、开精胶圈工艺组，且每一工艺组对应每一精加工程序编码；

在步骤二中，将加工模型的加工面中沿Z轴方向相对独立的加工面为层面，且定义加工模型顶面的层面为层面0，即层面0=（x0，y0，z0），获取所有层面的坐标数据，并存储至存储端，将任一层面的Z轴坐标数值与其相邻层面的Z轴坐标数值比较：

如若该层面的Z轴坐标值均小于相邻层面的Z轴坐标值时，则判定该层面的边界与周围相邻层面形成框型结构；

如若该层面的Z轴坐标值均大于相邻层面的Z轴坐标值时，则判定该层面边界与周围相邻层面形成凸型结构；

如若部分相邻层面的Z轴坐标值大于该层面的Z轴坐标值，而其余相邻层面的Z轴坐标值小于该层面的Z轴坐标值时，则判定该层面与周围相邻层面形成类框型的槽型结构。

2.根据权利要求1所述的一种模架的框被自动识别的方法，其特征在于：定义凸型结构相对应的层面的Z轴坐标为zt，判断凸型结构对应的层面与层面0之间是否会形成框型结构或槽型结构：

当z0-zt=0时，则该凸型结构对应的层面即为加工模型的顶面，则该凸型结构对应层面与加工模型顶面的层面0之间不会形成框型或槽型结构；

当z0>zt时，则该凸型结构对应的层面与层面0之间有间距，即该凸型结构对应的层面与层面0之间会形成相应的框型或槽型结构。

3.根据权利要求2所述的一种模架的框被自动识别的方法，其特征在于：获取加工模型外轮廓内在XY平面上的坐标数据，定义为坐标库，并存储至存储端，然后将坐标库的坐标数据与存储端内存储的所有层面的坐标数据进行比对，获取坐标库中与存储端存储的所有层面坐标数据不存在交叠的所有XY轴坐标数据，将XY轴坐标数据中可形成同一连续的平面的坐标数据定义为一个单元，每一单元分别为：U1，U2，…，Un，则每一单元形成加工模型的通孔或通槽结构，获取每一单元的边界数据，得到该通孔或通槽的轮廓外形，且每一单元形成的通孔或通槽的最大加工深度为加工模型整体的最大厚度。

4.根据权利要求3所述的一种模架的框被自动识别的方法，其特征在于：定义框型结构对应的层面的Z轴坐标为zk，定义槽型结构对应的层面的Z轴坐标为zc，然后获取相应凹腔结构的深度数据：

当在步骤二中获取的凸型结构对应的层面与加工模型顶面的层面0之间不重合时，通过将加工模型顶面位置的Z轴坐标值z0减去该层面的对应的凸型结构对应层面的Z轴坐标值zt，即z0-zt，获取凸型结构对应层面的加工深度的最大值，并存储至存储端；

通过将加工模型顶面位置的Z轴坐标值z0减去加工框型结构对应层面的Z轴坐标zk，从而获取框型结构对应层面的加工深度的最大值，并存储至存储端；

通过将加工模型顶面位置的Z轴坐标值z0减去槽型结构对应层面的Z轴左边，从而获取槽型结构对应层面的加工深度的最大值，并存储至存储端。

5.根据权利要求4所述的一种模架的框被自动识别的方法，其特征在于：将加工刀具库信息中的若干刀具按照长度优先级顺序排列成刀具库表，定义刀具库表为Tlist1={T1，T2，T3，T4，…，Tn}；根据每一获取的最大加工深度，选取加工刀具库信息中若干长度大于最大加工深度的刀具作为机床的加工刀具，将与层面加工深度对应的若干加工刀具列成加工刀表Tlist2={…，Tn-2，Tn-1，Tn}，获取加工刀表中每一加工刀具参考对应层面的加工工艺库信息形成对应的的加工刀具路径。

6.根据权利要求5所述的一种模架的框被自动识别的方法，其特征在于：将加工刀表中每一加工刀具根据相应的层面的凹腔结构，匹配其相应的加工刀具路径，进行模拟加工，选取加工时间最短的刀具作为该层面实际使用时的加工刀具。

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