CN113352339A - 一种换热器板片加工用防错夹持装置及其夹持方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了换热器生产技术领域的一种换热器板片加工用防错夹持装置及其夹持方法,包括多轴机械臂、第一安装板、计量系统、测距系统和自控夹爪,第一安装板固定在多轴机械臂的转动端部,计量系统固定安装在第一安装板的外表面中央,测距系统也固定在第一安装板的外表面且位于计量系统的上方,自控夹爪固定在计量系统的外侧,通过现有的多轴机械臂的驱动器加载多轴机械臂控制系统配合自控夹爪完成板材的正常有序夹取,利用计量系统确定板材的重量,初步防止错夹,再通过测距系统利用现有双摄像头测距方法,判断板材与模具开口尺寸是否一致,进行二次检测,该装置自动化程度高,利用多次检测防止夹错,使用方便。
Description
技术领域
本发明涉及换热器生产技术领域,具体为一种换热器板片加工用防错夹持装置及其夹持方法。
背景技术
板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种高效换热器。各种板片之间形成薄矩形通道,通过板片进行热量交换;板式换热器是液—液、液—汽进行热交换的理想设备。它具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、应用广泛和使用寿命长等特点。在相同压力损失情况下,其传热系数比管式换热器高3-5倍,占地面积为管式换热器的三分之一,热回收率可高达90%以上,板式换热器的型式主要有框架式(可拆卸式)和钎焊式两大类,板片形式主要有人字形波纹板、水平平直波纹板和瘤形板片三种。结构原理具体为:可拆卸板式换热器是由许多冲压有波纹薄板按一定间隔,四周通过垫片密封,并用框架和压紧螺旋重叠压紧而成,板片和垫片的四个角孔形成了流体的分配管和汇集管,同时又合理地将冷热流体分开,使其分别在每块板片两侧的流道中流动,通过板片进行热交换。板式换热器的的主要部件是换热板,换热器需要采用压力成型工艺制造,为了在体积小和面积大之间平衡,必须用压力机和模具使换热板凸凹变形增加面积,小型换热器板可用单点压力机(冲床)成型,大型换热器板需要用双点压力机(有压边功能)成型,换热板需要用无取向不锈钢板(延伸率好,耐腐蚀性高,致密光滑),换热板也可用用冲压专用板材成型后镀镍工艺,一个生产厂家往往会加工多种型号的换热器,进而需要生产多种型号的换热板,由于换热板的板件大小不一,现实生产厂房内容易发生材料堆放混乱的情况,进而尺寸相近的板件被同时搬运到待冲压区,若未通过再次筛选,在冲压时,通过夹具夹持放入模具的板件由于与模具不匹配,会造成材料浪费和损坏设备,故亟需设计一种具有防夹错功能的换热器板片加工用夹具,基于此,本发明设计了一种换热器板片加工用防错夹持装置及其夹持方法,以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种换热器板片加工用防错夹持装置及其夹持方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种换热器板片加工用防错夹持装置,包括多轴机械臂、第一安装板、计量系统、测距系统和自控夹爪,所述第一安装板固定在多轴机械臂的转动端部,所述计量系统固定安装在第一安装板的外表面中央,所述测距系统也固定在第一安装板的外表面且位于计量系统的上方,所述自控夹爪固定在计量系统的外侧;
所述计量系统包括右侧设置方形通槽的矩形盒,所述矩形盒的内壁后侧左上方固定有限位轴,所述限位轴上通过轴承转动安装有贯穿于方形通槽的转杆,所述转杆的外端固定有用于安装自控夹爪的第二安装板,所述矩形盒的内壁顶部右侧设置固定有正对转杆外壁上部的限位块,所述矩形盒的内腔底部右侧固定有正对转杆外壁下部的电插锁,所述矩形盒的内壁后侧左下方倾斜固定有顶部开槽的固定盒,所述固定盒的内腔底部固定有压力传感器,所述压力传感器的顶部受力面与固定盒的内腔上部之间滑动卡接有泡沫板,所述泡沫板的外表面固定有贯穿于开槽并正对转杆外壁下部的伸缩弹簧;
所述测距系统包括L型板,所述L型板的外表面两侧上部均通过通孔固定有倾斜安装机构,所述L型板的外表面中央垂直其平面固定安装有低速正反转电机,所述低速正反转电机的电机轴外壁固定套接有传动齿轮,所述L型板的内壁底部两侧均滑动设置有移动块,两个所述移动块的相对侧壁任意一个倾斜对角处均设置有剪切插槽,所述剪切插槽的内腔水平插接有传动齿条,两个所述传动齿条一上一下分别与传动齿轮啮合,所述剪切插槽的外壁贯穿螺接有第一限位螺栓,所述传动齿条的外壁套接有矩形框,所述矩形框的外侧固定有T型滑块,所述L型板的前表面中部上下倾斜相对分别设置有T型滑槽,所述T型滑块滑动安装在T型滑槽内腔,所述T型滑块的表面贯穿螺接有第二限位螺栓,两个所述移动块的外表面中央均内嵌安装有摄像头;
所述摄像头信号连接有控制器,所述控制器信号连接有手动遥控操作器、定时模块、市电模块、多轴机械臂控制系统、信号转换模块、继电器、无线输入系统、对比单元和低速正反转电机,所述信号转换模块信号连接压力传感器,所述继电器信号连接有整流变压器,所述整流变压器信号连接有电插锁。
进一步的,所述无线输入系统包括手动输入模块,所述手动输入模块信号连接有CPU,所述CPU信号连接有无线发送模块,所述无线发送模块信号连接有接收模块,所述接收模块信号连接有识别模块,所述识别模块信号连接有信号传输模块。
进一步的,所述方形通槽的内壁与转杆的外壁之间密封胶粘有防尘布。
进一步的,所述电插锁的插销顶部固定安装有万向球。
进一步的,所述第一限位螺栓和第二限位螺栓均采用蝶形螺栓。
进一步的,所述手动输入模块采用智能手机、平板电脑或手写板。
进一步的,所述倾斜安装机构包括T型套管和内螺纹管,所述T型套管的凸出表面四周均匀间隔设置有若干阶梯安装孔,所述内螺纹管凸出插接在T型套管的水平轴线上,所述内螺纹管的外壁上下倾斜相对分别转动安装有球铰,顶部所述球铰的转动端部焊接有螺纹杆,所述T型套管的内壁顶部外侧固定有螺纹孔块,所述螺纹杆旋动插入螺纹孔块内,所述螺纹杆的外壁中部焊接有正六边形旋转板,所述T型套管的内壁底部中央垂直固定有束紧管,所述束紧管的外壁顶部螺接有锁紧螺母,所述束紧管的内腔插接有顶杆,所述顶杆的顶部与底部所述球铰的转动端部焊接。
进一步的,所述移动块的外表面内嵌安装有补光LED和光敏开关,所述补光LED和光敏开关与市电模块构成电通路。
一种换热器板片加工用防错夹持装置的夹持方法,包括如下步骤:
S1:通过现有的多轴机械臂的驱动器加载多轴机械臂控制系统配合自控夹爪完成板材的正常有序夹取,利用计量系统确定板材的重量,初步防止错夹;
S2:再通过测距系统利用现有双摄像头测距方法,判断板材与模具开口尺寸是否一致,进行二次检测;
S3:对错夹的板材通过手动遥控操作器配合控制器与多轴机械臂控制系统完成卸料。
进一步的,所述手动遥控操作器包括多轴机械臂操作模块和低速正反转电机操作模块。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明利用现有的多轴机械臂和自控夹爪配合多轴机械臂控制系统完成正常的运转夹取工作,当自控夹爪夹取待冲压板材时,定时模块间歇性配合控制器使继电器得电,进而电插锁在每次夹取过程中完成一次接电,电插锁插销缩回,转杆向下转动,进而挤压伸缩弹簧和泡沫板,由于第二安装板上安装有自控夹爪,故板材的重力分力可以通过压力传感器检测获取,通过计算获取板材在倾斜方向上重力的分力,利用无线输入系统输入到控制器中,控制器接收采集的信号与输入的信号通过对比单元进行比较,若一致,说明这个板材没有夹持错,反之,通过手动遥控操作器配合控制器和多轴机械臂控制系统完成卸料;
当重量检测准确时,还不能保证尺寸准确,利用倾斜安装机构调整L型板的位置,低速正反转电机通过传动齿轮配合传动齿条使两侧的移动块相对或相反移动,使两侧的摄像头通过拍摄模具卡槽两侧和板材两侧,进行测距,若距离一致,说明夹持的板材准确,反之,再次通过手动遥控操作器配合控制器和多轴机械臂控制系统完成卸料,该装置自动化程度高,利用多次检测防止夹错,使用方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述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本发明的一些实施例,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,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明结构示意图;
图2为图1中计量系统结构示意图;
图3为图1中测距系统结构示意图;
图4为本发明控制原理图;
图5为图4中无线输入系统原理图;
图6为图3中倾斜安装机构示意图;
图7为本发明方法流程图。
附图中,各标号所代表的部件列表如下:
1-多轴机械臂,2-第一安装板,3-计量系统,4-测距系统,5-自控夹爪,300-矩形盒,301-限位轴,302-转杆,303-第二安装板,304-防尘布,305-限位块,306-电插锁,307-固定盒,308-压力传感器,309-泡沫板,310-伸缩弹簧,400-L型板,401-倾斜安装机构,402-低速正反转电机,403-传动齿轮,404-移动块,405-传动齿条,406-剪切插槽,407-第一限位螺栓,408-矩形框,409-T型滑槽,410-T型滑块,411-第二限位螺栓,412-摄像头,413-补光LED,414-光敏开关,4010-T型套管,4011-内螺纹管,4012-阶梯安装孔,4013-球铰,4014-螺纹杆,4015-螺纹孔块,4016-正六边形旋转板,4017-束紧管,4018-顶杆,4019-锁紧螺母。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1-7,本发明提供一种技术方案:一种换热器板片加工用防错夹持装置,包括多轴机械臂1、第一安装板2、计量系统3、测距系统4和自控夹爪5,第一安装板2固定在多轴机械臂1的转动端部,计量系统3固定安装在第一安装板2的外表面中央,测距系统4也固定在第一安装板2的外表面且位于计量系统3的上方,自控夹爪5固定在计量系统3的外侧;
计量系统3包括右侧设置方形通槽的矩形盒300,矩形盒300的内壁后侧左上方固定有限位轴301,限位轴301上通过轴承转动安装有贯穿于方形通槽的转杆302,转杆302的外端固定有用于安装自控夹爪5的第二安装板303,方形通槽的内壁与转杆302的外壁之间密封胶粘有防尘布304,减少灰尘进入矩形盒300内部,避免设备发送故障,矩形盒300的内壁顶部右侧设置固定有正对转杆302外壁上部的限位块305,矩形盒300的内腔底部右侧固定有正对转杆302外壁下部的电插锁306,电插锁306的插销顶部固定安装有万向球,将静摩擦转换为滚动摩擦,避免电插锁306的插销顶部和转杆302外壁下部磨损,进而导致转杆302无法被插销和限位块305水平限位并发生晃动,影响搬运,矩形盒300的内壁后侧左下方倾斜固定有顶部开槽的固定盒307,固定盒307的内腔底部固定有压力传感器308,压力传感器308的顶部受力面与固定盒307的内腔上部之间滑动卡接有泡沫板309,泡沫板309的外表面固定有贯穿于开槽并正对转杆302外壁下部的伸缩弹簧310;
测距系统4包括L型板400,L型板400的外表面两侧上部均通过通孔固定有倾斜安装机构401,L型板400的外表面中央垂直其平面固定安装有低速正反转电机402,低速正反转电机402的电机轴外壁固定套接有传动齿轮403,L型板400的内壁底部两侧均滑动设置有移动块404,两个移动块404的相对侧壁任意一个倾斜对角处均设置有剪切插槽406,剪切插槽406的内腔水平插接有传动齿条405,两个传动齿条405一上一下分别与传动齿轮403啮合,剪切插槽406的外壁贯穿螺接有第一限位螺栓407,传动齿条405的外壁套接有矩形框408,矩形框408的外侧固定有T型滑块410,L型板400的前表面中部上下倾斜相对分别设置有T型滑槽409,T型滑块410滑动安装在T型滑槽409内腔,T型滑块410的表面贯穿螺接有第二限位螺栓411,两个移动块404的外表面中央均内嵌安装有摄像头412,移动块404的外表面内嵌安装有补光LED413和光敏开关414,补光LED413和光敏开关414与市电模块构成电通路,在厂房光线较暗时,利用光敏开关414打开补光LED413,使摄像头412拍摄的照片清晰,进而有利于测距更加准确,第一限位螺栓407和第二限位螺栓411均采用蝶形螺栓,方便手动旋紧,节约操作时间,传动齿条405与移动块404通过第一限位螺栓407连接,同时传动齿条405滑动贯穿矩形框408,进而方便更换多种长度的传动齿条405,使两侧的摄像头412可以测量多种尺寸的板材,防止夹错;
倾斜安装机构401包括T型套管4010和内螺纹管4011,T型套管4010的凸出表面四周均匀间隔设置有若干阶梯安装孔4012,内螺纹管4011凸出插接在T型套管4010的水平轴线上,内螺纹管4011的外壁上下倾斜相对分别转动安装有球铰4013,顶部球铰4013的转动端部焊接有螺纹杆4014,T型套管4010的内壁顶部外侧固定有螺纹孔块4015,螺纹杆4014旋动插入螺纹孔块4015内,螺纹杆4014的外壁中部焊接有正六边形旋转板4016,T型套管4010的内壁底部中央垂直固定有束紧管4017,束紧管4017的外壁顶部螺接有锁紧螺母4019,束紧管4017的内腔插接有顶杆4018,顶杆4018的顶部与底部球铰4013的转动端部焊接,通过螺栓贯穿阶梯安装孔4012将T型套管4010安装在第一安装板2上,再通过螺钉贯穿L型板400与内螺纹管4011连接,由于内螺纹管4011与球铰4013转动连接,通过调整锁紧螺母4019和正六边形旋转板4016,改变螺纹杆4014和顶杆4018外露的长度,进而使内螺纹管4011可以上下偏转,摄像头412朝向自控夹爪5端部;
摄像头412信号连接有控制器,控制器信号连接有手动遥控操作器、定时模块、市电模块、多轴机械臂控制系统、信号转换模块、继电器、无线输入系统、对比单元和低速正反转电机402,信号转换模块信号连接压力传感器308,继电器信号连接有整流变压器,整流变压器信号连接有电插锁306,无线输入系统包括手动输入模块,手动输入模块信号连接有CPU,CPU信号连接有无线发送模块,无线发送模块信号连接有接收模块,接收模块信号连接有识别模块,识别模块信号连接有信号传输模块,手动输入模块采用智能手机、平板电脑或手写板,通过手动输入模块远程输入新的重力分力的阀值,可以使系统在同尺寸情况下区分不同重量的板材。
其中,一种换热器板片加工用防错夹持装置的夹持方法,包括如下步骤:
S1:通过现有的多轴机械臂1的驱动器加载多轴机械臂控制系统配合自控夹爪5完成板材的正常有序夹取,利用计量系统3确定板材的重量,初步防止错夹,具体为:定时模块在多轴机械臂控制系统产生工作信号的同时被触发间歇性配合控制器使继电器得电,进而电插锁306在每次夹取过程中完成一次接电,电插锁306插销缩回,转杆302向下转动,进而挤压伸缩弹簧310和泡沫板309,由于第二安装板303上安装有自控夹爪5,故板材的重力分力可以通过压力传感器308检测获取,通过计算获取板材在倾斜方向上重力的分力,利用无线输入系统输入到控制器中,控制器接收采集的信号与输入的信号通过对比单元进行比较,若一致,说明这个板材没有夹持错,反之,夹持有误;
S2:再通过测距系统4利用现有双摄像头测距方法,判断板材与模具开口尺寸是否一致,进行二次检测,具体为:利用倾斜安装机构401调整L型板400的位置,低速正反转电机402通过传动齿轮403配合传动齿条405使两侧的移动块404相对或相反移动,使两侧的摄像头412通过拍摄模具卡槽两侧和板材两侧,进行测距,若距离一致,说明夹持的板材准确,反之,夹持有误;
S3:对错夹的板材通过手动遥控操作器配合控制器与多轴机械臂控制系统完成卸料,其中,手动遥控操作器包括多轴机械臂1操作模块和低速正反转电机402操作模块,通过手动遥控操作器配合控制器对多轴机械臂1的驱动器加载的多轴机械臂控制系统进行控制信号输入,进而可以自主控制。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (10)
1.一种换热器板片加工用防错夹持装置,包括多轴机械臂(1)、第一安装板(2)、计量系统(3)、测距系统(4)和自控夹爪(5),其特征在于:所述第一安装板(2)固定在多轴机械臂(1)的转动端部,所述计量系统(3)固定安装在第一安装板(2)的外表面中央,所述测距系统(4)也固定在第一安装板(2)的外表面且位于计量系统(3)的上方,所述自控夹爪(5)固定在计量系统(3)的外侧;
所述计量系统(3)包括右侧设置方形通槽的矩形盒(300),所述矩形盒(300)的内壁后侧左上方固定有限位轴(301),所述限位轴(301)上通过轴承转动安装有贯穿于方形通槽的转杆(302),所述转杆(302)的外端固定有用于安装自控夹爪(5)的第二安装板(303),所述矩形盒(300)的内壁顶部右侧设置固定有正对转杆(302)外壁上部的限位块(305),所述矩形盒(300)的内腔底部右侧固定有正对转杆(302)外壁下部的电插锁(306),所述矩形盒(300)的内壁后侧左下方倾斜固定有顶部开槽的固定盒(307),所述固定盒(307)的内腔底部固定有压力传感器(308),所述压力传感器(308)的顶部受力面与固定盒(307)的内腔上部之间滑动卡接有泡沫板(309),所述泡沫板(309)的外表面固定有贯穿于开槽并正对转杆(302)外壁下部的伸缩弹簧(310);
所述测距系统(4)包括L型板(400),所述L型板(400)的外表面两侧上部均通过通孔固定有倾斜安装机构(401),所述L型板(400)的外表面中央垂直其平面固定安装有低速正反转电机(402),所述低速正反转电机(402)的电机轴外壁固定套接有传动齿轮(403),所述L型板(400)的内壁底部两侧均滑动设置有移动块(404),两个所述移动块(404)的相对侧壁任意一个倾斜对角处均设置有剪切插槽(406),所述剪切插槽(406)的内腔水平插接有传动齿条(405),两个所述传动齿条(405)一上一下分别与传动齿轮(403)啮合,所述剪切插槽(406)的外壁贯穿螺接有第一限位螺栓(407),所述传动齿条(405)的外壁套接有矩形框(408),所述矩形框(408)的外侧固定有T型滑块(410),所述L型板(400)的前表面中部上下倾斜相对分别设置有T型滑槽(409),所述T型滑块(410)滑动安装在T型滑槽(409)内腔,所述T型滑块(410)的表面贯穿螺接有第二限位螺栓(411),两个所述移动块(404)的外表面中央均内嵌安装有摄像头(412);
所述摄像头(412)信号连接有控制器,所述控制器信号连接有手动遥控操作器、定时模块、市电模块、多轴机械臂控制系统、信号转换模块、继电器、无线输入系统、对比单元和低速正反转电机(402),所述信号转换模块信号连接压力传感器(308),所述继电器信号连接有整流变压器,所述整流变压器信号连接有电插锁(306)。
2.根据权利要求1所述的一种换热器板片加工用防错夹持装置,其特征在于:所述无线输入系统包括手动输入模块,所述手动输入模块信号连接有CPU,所述CPU信号连接有无线发送模块,所述无线发送模块信号连接有接收模块,所述接收模块信号连接有识别模块,所述识别模块信号连接有信号传输模块。
3.根据权利要求1所述的一种换热器板片加工用防错夹持装置,其特征在于:所述方形通槽的内壁与转杆(302)的外壁之间密封胶粘有防尘布(304)。
4.根据权利要求1所述的一种换热器板片加工用防错夹持装置,其特征在于:所述电插锁(306)的插销顶部固定安装有万向球。
5.根据权利要求1所述的一种换热器板片加工用防错夹持装置,其特征在于:所述第一限位螺栓(407)和第二限位螺栓(411)均采用蝶形螺栓。
6.根据权利要求2所述的一种换热器板片加工用防错夹持装置,其特征在于:所述手动输入模块采用智能手机、平板电脑或手写板。
7.根据权利要求1所述的一种换热器板片加工用防错夹持装置,其特征在于:所述倾斜安装机构(401)包括T型套管(4010)和内螺纹管(4011),所述T型套管(4010)的凸出表面四周均匀间隔设置有若干阶梯安装孔(4012),所述内螺纹管(4011)凸出插接在T型套管(4010)的水平轴线上,所述内螺纹管(4011)的外壁上下倾斜相对分别转动安装有球铰(4013),顶部所述球铰(4013)的转动端部焊接有螺纹杆(4014),所述T型套管(4010)的内壁顶部外侧固定有螺纹孔块(4015),所述螺纹杆(4014)旋动插入螺纹孔块(4015)内,所述螺纹杆(4014)的外壁中部焊接有正六边形旋转板(4016),所述T型套管(4010)的内壁底部中央垂直固定有束紧管(4017),所述束紧管(4017)的外壁顶部螺接有锁紧螺母(4019),所述束紧管(4017)的内腔插接有顶杆(4018),所述顶杆(4018)的顶部与底部所述球铰(4013)的转动端部焊接。
8.根据权利要求1所述的一种换热器板片加工用防错夹持装置,其特征在于:所述移动块(404)的外表面内嵌安装有补光LED(413)和光敏开关(414),所述补光LED(413)和光敏开关(414)与市电模块构成电通路。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种换热器板片加工用防错夹持装置的夹持方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1:通过现有的多轴机械臂(1)的驱动器加载多轴机械臂控制系统配合自控夹爪(5)完成板材的正常有序夹取,利用计量系统(3)确定板材的重量,初步防止错夹;
S2:再通过测距系统(4)利用现有双摄像头测距方法,判断板材与模具开口尺寸是否一致,进行二次检测;
S3:对错夹的板材通过手动遥控操作器配合控制器与多轴机械臂控制系统完成卸料。
10.根据权利要求9所述的一种换热器板片加工用防错夹持装置的夹持方法,其特征在于:所述手动遥控操作器包括多轴机械臂(1)操作模块和低速正反转电机(402)操作模块。
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