CN1547715A - 自动包装 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于自动包装产品如眼镜片产品纸箱等的方法和系统，所述方法和系统用与特定订单相关的各种标识符来跟踪运送容器以及用其构成内容填充所述运送容器。本发明还涉及一种垫板件。

Description

自动包装
发明背景
1.发明领域
本发明涉及对产品，如制造物件和货物，特别是指定产品如眼镜片进行自动包装和运送。更具体地，本发明涉及一种用于包装和运送产品的方法和系统，其中由计算机处理系统使用订单信息结合各种标识符(优选地是可机读标识符)来响应对于该产品的订单而自动提供用于产品的容器、地址、发货单，装载并运送它。本发明还涉及一种通用于其中包装着一层或多层产品的容器中的单块垫板件。该垫板件还具有从中穿过的特定开口，一旦该垫板件被放置后，允许用户观察从而确定其下面产品的类型，而不必额外地搬动或取出垫板。
2.现有技术的描述
常规地，产品包装和运送是劳动密集的工作。例如，响应给定产品的订单，普通的包装和运送操作需要手工组装运货箱，从储藏库中取出所订的产品，将运货箱与产品包装起来，以及封闭/密封运货箱。此外，在某些情况下，必须将垫板放入运货箱中，以减少容易受到损坏的产品的内部运动。另外，运货箱必须正确写明地址，并装入正确的发货单；在其上还必须具有适当的承运人指定。
迄今为止，人工操作者完全卷入包装和运送协议的整个过程中。在眼镜片的特定领域，包装和运送过程一般要求人工操作者按照顺序完成下面的操作：选择并撑起运货箱；然后例如通过读取它们的条形码来检查与该订单相关的产品纸箱，从而确保这些完全和精确地满足订单。在将这些工装入运货箱中之后，由操作者打印发货单，并放入运货箱中。根据需要，同样手工将产品信息印刷品和其它插页，如打折优惠券放入运货箱中。如果订单中有要求，之后手工将眼镜片相关的其它物品和物件(如盐溶液贮器)像垫板那样装入运货箱中。然后由操作者封闭箱子并捆缚。之后由操作者打印出装箱标签并应用到箱于上，然后将箱子运送到发出订单的顾客，订单与承运人指令上所具有的内容一致。
在效率方面，经过上述包装和运送流程各步骤的人工操作者平均每小时可完成约40个订单即运货箱。
工业上，通过增加该流程中参加的工人的数量而提高产出。但结果是抬高了直接劳动力成本；也增加了用于在其中工作的额外员工所需的地面空间量。另外，与操作相联系，不可避免地存在一定数量的人工失误，这种失误会由于工人数量的增加而加倍-全部工人会在订单完成过程中导致更多的不精确。因而存在与操作的手工特性相关的工效上的损害。
因此，需要一种自动包装和运送方法，能够减少人工操作者的数量以及所需地面空间的量，相应地减少成本、损害和失误，所有这些都增加了产出和精度。
此外，用于填充空隙或者保护装入容器中的产品的垫板常规地以花生或爆米花形状的塑料(如聚苯乙烯)颗粒或者碎纸形式出现。这种松散形式的垫板一般需要计量或其它小心控制的搬动，当容器分别具有不同的空隙因而需要不同量的垫板时，其供应变得特别繁重。空隙上的不同例如可能是由于根据订单或其它情况，在一个容器与另一个容器之间存在不同数量或不同层的产品。另外，这种常规垫板一旦放置后，在不搬动或取出垫板的条件下，用户就不再能够观察包装在容器中的产品而确认它们的身份。因此需要这样的垫板，它不必受控制地计量，且可通用于一定范围的产品填充层，且在放置于容器中之后不必带来麻烦就能观察包装在其中的产品。
发明概述
本发明通过提供一种以自动方式包装和运送产品的方法和系统而满足上述迫切要求，本发明的方法包括：i)响应于特定订单的订单信息提供一个产品，上述产品上具有一个产品标识符；ii)提供一个用于上述产品的运送容器；iii)提供至少一个具有到其中储存着上述订单信息和上述产品标识符的一个或多个数据库的入口的计算机，上述至少一个计算机可自动完成下列步骤：(a)在上述订单信息的基础上制备一个运送标签，将上述运送标签附着到上述运送容器上，上述运送标签上设有一个与上述特定订单相联系的标签标识符；(b)在上述订单信息的基础上制备一个用于上述产品的发货单，上述发货单上设有一个发货单标识符，上述发货单标识符与上述标签标识符相关联；及(c)相对于上述标签标识符检查上述发货单标识符，以验证上述关联，之后将上述发货单与上述运送容器结合起来；及(d)相对于上述标签标识符检查上述产品标识符，以验证上述产品是用于上述特定订单，之后在上述订单信息的基础上将上述产品包装到上述运送容器中。然后可以将这样包装的容器运送到最初发出该特定订单的人。
在另一个实施例中，本发明涉及一种用于自动包装产品的系统，该系统包括：(a)一个具有数据库的计算机，该数据库用于储存i)有关产品特定订单的订单信息，和ii)产品标识符信息，上述产品标识符位于上述产品上；(b)用于提供与上述特定订单相关的产品的至少一个运送容器的装置；(c)用于在上述订单信息的基础上制备一个用于上述产品的运送标签的装置，上述运送标签上具有一个与上述特定订单相关的标签标识符；(d)用于将上述运送标签附着到上述运送容器上的装置；(e)用于在上述订单信息的基础上制备一个用于上述特定订单的发货单的装置，上述发货单上具有一个与上述标签标识符相关联的发货单标识符；(f)用于将上述发货单标识符与上述标签标识符进行比较，以验证上述发货单是用于上述特定订单的装置；(g)用于将上述发货单插入上述运送容器中的装置；(h)用于将上述产品上的上述产品标识符与上述标签标识符进行比较，以验证上述产品是用于上述特定订单的装置；及(i)用于将上述产品包装到上述运送容器中的装置。该系统还设想用于运送已包装容器的装置，包括由指定的承运人运送。
在另一方面，本发明涉及一种用于容器的垫板件，其具有一个横向尺寸和向上延伸的壁，上述垫板件包括一件细长形的整体片材，上述片材具有一个中心部分和两个通过第一横向折叠线与上述中心部划分开的相对的端部翼片，上述端部翼片沿上述第一横向折叠线按比例弯折，当上述垫板件放入上述容器中时以压力配合压靠上述向上延伸的侧壁内部，上述中心部分的长度基本上等于但小于上述容器的横向尺寸，上述中心部分具有至少一个从中穿过的开口，从而能够在将上述垫板件放入上述容器中之后观察位于上述垫板件正下方的产品。
附图简介
图1表示用于本发明的自动包装和运送的优选布局(顶视图)。
图2表示本发明中设想的垫板件的一个优选实施例。
图3A和3B表示位于分别具有一层和两层产品的容器中的图2中的优选垫板件；图3C表示处于折叠位置的图2中的优选垫板件。
发明的详细描述
对于本申请：不论是单个还是多个，术语“产品”指的是制造的材料(原材料或其它)、货物和/或物件。制造的物件不限制地包括指定产品，例如包括眼镜片如硬、软、刚性和可透气隐形眼镜、眼内镜片以及用于眼镜的镜片。
术语“订单信息”指的是有关由用户或顾客如医生、病人或经销商所发出的订单或要求，非限制地包括所要求的产品类型，每种产品的数量，每种产品的定价，运送地址，将使用的承运人的名称(如美国邮政、私人承运人等)，以及任何其它一般与根据订单而提供和发送产品相关的信息。订单信息还可包括多个指令，包括特定订单的各种预印刷插页，如产品印刷品、顾客印刷品(例如包括个性化的印刷品，如感谢或提醒卡)、打折优惠券等。此外，对于眼镜片，特别是软隐形眼镜，订单信息还可包括作为一部分特定订单的指令，这种镜片相关的物件，非限制地包括一般在隐形眼镜的佩戴、护理和维修中使用的盐或其它溶液的贮器。
术语“标识符”指的是表示传送装置、无线频率芯片或任何类似物的数字、条形码、多维矩阵如二维矩阵。优选的是，每个标识符包含关于具有它的每个产品或物品的一些独特的信息。标识符可机读和/或可人工读取。可机读标识符是优选的，可机读标识符优选地具有储存在与标识符相关的数据库中的信息。在这方面为了进行包装，知道包装件中是什么产品的唯一方式是通过条形码或其它光学阅读器或类似物，将标识符输入数据库中来存取数据库中的信息。优选的标识符是条形码或多维矩阵如二维矩阵的形式。
现在参照其优选实施例对本发明作进一步描述，其中产品是指定产品，更优选地是眼镜片。在响应由需要再补充产品的医生、经销商或病人发出的对于产品的订单或要求而产生如上所述的订单信息之后，包含着所要求产品的包装件被收集和发送到本发明的包装和运送工位。在这方面的订单信息由至少一个具有一个或多个数据库入口的计算机来产生和控制，在这些数据库中储存、更新和操纵关于订单的相关信息。特别对于眼镜片的产品包装件，优选地是纸箱，但也可以设想其它包装件，如袋、塑料包、信封、小袋、罐、盒、瓶、盘等。在眼镜片的情况下，这种包装件称作次级包装，初级包装是泡沫塑料包装或类似物。一般地，每个包装件上具有如上所述的产品标识符。例如通过将产品从仓库中拉出或者通过从生产线上直接提供产品来收集产品以满足特定订单。
尽管本发明中可以使用满足特定订单的用于装配产品的常规技术，但2000年2月1日提交的美国申请系列号09/494860“用于自动化仓库以及用于从多层存货中供应订单的设备和方法”中描述了对于产品搬运和装配的一个优选的实践。例如，对于本发明非限制，通过电话、邮件、互联网、传真或任何方法接到多个顾客对相同或不同产品的订单，并组织到一个或多个数据库(未图示)中。从存货中挑选产品以满足各种订单，这种挑选的顺序可以是一个订单接一个订单，或者可以是在根据给定产品、存储位置方便等要求的优先基本进行。可使用一个或多个机械手或类似装置来从与前述协议一致的存货中挑选产品。这样收集的产品可通过公知的技术分选到它们的各订单中，或者在优选的实际实施例中，可以2001年7月11日提交的美国申请系列号No.09/903249“订单建立者”(TPC48-00)中描述的方式自动分选，其全部内容在这里作为参考引入。
数据跟踪：
本发明的包装操作优选地由至少一个具有一个或多个数据库入口的计算机控制，这些数据库中至少储存着1)有关特定订单的订单信息，以及2)有关产品标识符的信息。
在一个优选实践中，具有上述数据库入口的主机与一个或多个PLC相结合操作，这些PLC局部定位本发明的包装系统，并控制下面所述的一些或全部步骤。PLC在这方面例如可通过以太网联接从主机得到的数据非限制地包括：标识符信息(如条形码信息)，运送容器配置信息，例如使运送容器与下列各项相匹配的标识符信息：标签标识符、产品标识符(例如位于构成订单的产品纸箱上)、插页标识符(用于任何所需的插页)、发货单标识符、所需的垫板、物件(如所需盐溶液的贮器)以及由特定订单指定的特定承运人所需的任何优先带。PLC还能够得到的信息是一个订单是否是不完整的(如包装系统没有对装入所需运送容器中的构成特定订单的全部产品纸箱进行计数)，因而作为本发明的包装操作的一部分而被废弃；以及有关已完成运送容器的状态的信息。
逻辑上，如在下面所述的图1中的优选实施例中更具体地详细说明的，本发明的包装操作将用于特定订单的运送容器从下面所述的一个工位传送到下一个工位，同时还传送与运送容器相关的数据。运送容器是用本领域中公知的输送装置，优选地由一个或多个输送带等输送通过包装系统的。一般地，本发明设想提供一个或多个适于包装特定订单部件的容器，该运送容器手动选择和提供，或者在订单信息的基础上自动选择和提供。在一个优选实践中，运送容器在一个撑箱机上撑起并将底部捆缚(或者可选择地，容器一开始就完全撑起地提供给包装系统)，并由输送带输送到一个运送标签制备和附着工位，在此处制备运送标签并应用到运送容器上。运送标签上有关于地址、承运人等的必要信息，并包括一个与要包装的特定订单匹配并相关的标签标识符，如条形码(如它包含已经指定给该订单的订单号)。之后将标签附着到运送容器上，然后优选地用一个扫描仪(如条形码阅读器)读取，以确保标签标识符可读。可从标签标识符得到的信息优选地例如与移位寄存器结合使用，从而当运送容器前进通过本发明的包装系统时对其进行跟踪。然后将运送容器输送到一个发货单制备和装载工位，在此处制备用于被包装特定订单的发货单；发货单还包括一个与标签标识符相关的发货单标识符(如条形码)(如都包含用于要包装的特定订单的订单号)。优选地，像标签标识符那样对发货单标识符进行扫描，从而通过本领域公知的手段在这些数据库中验证发货单与目前位于发货单制备工位的运送容器正确匹配。在验证后，将发货单放入运送容器中，在一个实施例中可折叠而容纳发货单。然后将该运送容器输送到一个或多个插页装载工位，在此处可选择地将产品和/或顾客印刷品置于运送容器中。实践中，如果例如一个特定订单需要某种印刷品伴随它，则可在主题插页上具有一个插页标识符(如条形码)，它与运送容器上的标签标识符一起扫描，以验证该插页属于与该容器相关的订单，之后装载该插页。可用传感器来确保存放已经发生。单独地，一般位于其上有产品标识符(如对应于产品类型等的条形码)的纸箱中的产品在产品包装工位进入本发明的包装系统中。在这里，像运送容器上的标签标识符那样扫描纸箱上的产品标识符，然后定位在产品包装工位中，从而如上所述，验证纸箱与运送容器正确匹配，且二者都用于同一订单。在验证之后，用本领域中公知的技术将纸箱包装成运送容器，之后可选择地将已包装的容器输送到一个垫板装载工位，和/或进一步有选择地输送到一个物品插页工位(这方面物件包括这些物品，如特定订单可能需要的盐溶液的贮器)。在这些工位使用真空检测，以确保垫板和/或溶液已经装入运送容器中；还可用真空检测来确认产品已经实际上装入运送容器中，并可相似地用于确认运送标签已经应用到运送容器上。然后将运送容器输送到对其进行密封的顶部捆缚工位，然后输送到由订单信息或其它信息指定的承运人所用的输出输送机，如果是美国邮政(USPS)，则运送容器可前进到一个优先带工位，在此处将适当的USPS带粘贴到例如容器的三个侧面。还可以设想一个或多个不合格品通道，例如，在一个优选模式中，向部分订单(如系统已经确认不包含与订单相关的全部部件的运送容器)指定一个不合格品通道；在一个优选实践中，部分订单不合格品可通过完成订单然后运送来补救。另一个不合格品通道用于由本发明的系统确认有部分订单之外其它错误的运送容器。在本发明的实践中，(平均)每小时可包装和运送900个订单。
现在参照图1中所示的优选实施例对本发明作进一步的描述。本领域人员将理解，可以在此处所描述的内容基础上进行变化，全部这些变化都在本发明的范围和精神内。
运送容器：
设想在本发明中使用的运送容器是本领域中公知的。实践中，运送容器提供给本发明的包装系统时已经经过预选，且如果需要，有选择地撑起和捆缚。在另一个实施例中，在部分订单的订单信息的基础上，如在满足订单所需的产品包装件的尺寸和数量的基础上，选择一个或多个运送容器作为本发明的一部分；例如在计算机记录的数据库中可以是一个表格，该表格交叉引用容器尺寸和数量和/或产品类型，或者可能有助于选择的其它参数。非限制，本发明设想的运送容器这里还指运货箱或盒，包括由波纹、纸板、热成形塑料制成的容器，撑起的容器以及泡沫容器；并包括矩形容器，细长容器、桶、板条箱和模制产品如模制盘。优选的运送容器是规则开槽(或标准)容器(RSC)，其类型和尺寸为本领域公知。
在一个实施例中，运货箱在运送和包装工位在线撑起。在一个优选实践中，提供平的RSC运货箱。参照图1，这些平的RSC运货箱优选地装入一个或多个料斗(未图示)中，这些料斗输送一个或多个撑箱机10。在使用不同类型和尺寸的运货箱的情况下，可使用多个料斗。尽管是优选的，但也可不使用料斗，而可以用手撑起运货箱，或者最初部分或完全撑起地购买，并引入到本发明的包装系统中。撑箱机从料斗上取出箱子，成形箱子，折叠底部翼片，包括一个捆缚底部翼片而密封运货箱的该端部的底部捆缚机11；撑箱机10然后将已撑起的底部捆缚的运货箱向下游发送到本发明包装流程的下一步骤。在这方面，适当的撑箱机和底部捆缚机是可从Combi包装系统获得的“Combi 2-EZ”。在本发明的一个特定实践中，撑箱机具有手工装入其中的容器原料，其后进行自动撑起/捆缚。
在另一个实施例中，运货箱可以离线撑起。当在给定的条件下，所需的大量运货箱具有如此相异的尺寸和/或类型，或者如此大量，以至于使用料斗变得不实际，这时可能需要离线撑起；相反，当一个给定运货箱类型或尺寸过低，以至于不能保证第一例子中的料斗装载，则在其它地方，对它们进行离线撑起可能更有利。其它可以离线撑起运货箱的情况包括它具有非常规的结构，且不能装入现有的料斗中。当离线撑起后，优选地通过一个手动装载工位12将已撑起的运货箱引入本发明的包装系统中。在另一个优选实施例中，手动装载工位12还具有在运货箱例如被损坏或有缺陷的情况下取出由撑箱机10撑起的运货箱的设施，或者可以为了任何其它目的而取出。
在图1所示的实践中，将已撑起的运货箱，不论是由撑箱机10撑起还是离线撑起并引入手动装载工位12，放置到运输装置13上，运输装置13包括本领域中公知的任何这种装置，非限制地包括一个输送机，如皮带、链条、衬板等。在一个优选模式中，输送机是在本发明的包装系统的整个过程中使用的模块式输送机，其一个例子是可从Q.C.工业公司购买的300系列计时成型皮带输送机。
运送标签制备和附着：
这里所述的所有步骤都是自动实现的：参照图1中所示的优选实施例，为特定订单安排的撑起的运送容器沿输送机13前进到运送标签制备和附着工位14，在此处制备运送标签，该标签例如包括订单运送地址、承运人指定(如美国邮政，私人承运人等)，以及任何其它运送指令，如已执行的或特定的发送指令。在储存于上述数据库中的订单信息的基础上制备标签。在本发明的实践中，标签上已经具有标签标识符，或者在一个优选实践中制备运送指令而在其上具有标签标识符。在一个实施例中，标签标识符是可机读的，优选地是条形码或类似物，例如可以表示指定给特定订单的订单号。它可以作为其制备的一部分印在标签上，或者可以单独制备，然后附着到标签上。标签可通过本领域中公知的方法制备，包括任何印刷方法，如热、激光、电子照相、喷墨和转印。标签标识符用于通过这里描述的本发明方法的随后步骤跟踪和协调标签附着到其上的容器。
在制备后，将标签附着到已经为该订单选择的运送容器上。在需要多于一个容器来包装和运送一个特定订单的情况下，可制备对应数量的标签附着到每个容器上。在另一个实施例中，可制备一个单个主标签，附着到顺序结合在一起的多个容器上，以完成该订单。可通过本领域中公知的任何装置来将标签附着到容器上，非限制地包括粘贴、夹住、钉住等。在一个实施例中，标签自身在其一侧具有粘合剂；在另一个实施例中，制备标签并塞入信封、小袋或类似的具有足够透明度的保持件中，从而能够透过它观察地址和承运人信息。将运送标签附着到容器上是自动完成的。例如在一个实践中，标签印成具有承运人和地址信息和一个表示订单号的条形码，然后直接应用到容器上；在这方面的标签制备和应用设备非限制地可从Label-Aire购买。在本发明的一个优选实践中，在大约每10秒种，更优选地在大约每2秒到大约每4秒的一个时间框架内制备运送标签并粘贴到运货箱上。
在一个优选实施例中，运送标签附着到运送容器上，使其上出现标签标识符的标签部分缠绕在容器的一侧，有效地读取标识符，从而当容器在输送机上前进通过本发明的包装和运送系统中的其它区域时，通过扫描仪或传感器如条形码阅读器跟踪容器。
发货单制备和结合：
这里所述的所有步骤都是自动完成的：参照图1中所示的优选实施例，上面现在已经附着了带有标签标识符的运送标签的运送容器沿输送机13前进到发货单制备和结合工位15，在此处在订单信息的基础上制备发货单。发货单非限制地可以包括常规信息，如被运送产品的数量、价值或价格和费用，以及产品帐目的逐条说明。在本发明的实践中，发货单或者是已经在上面有了或者是进一步制备而在上面有了一个发货单标识符，该发货单标识符与标签标识符相关联因而与为其制备发货单的特定订单相关联。发货单标识符可以与标签标识符相同或不同，只要它能够与标签标识符相关联，从而能够将发货单与用于其上的运送容器正确地匹配。在这方面的关联可通过主机自动完成，或者更局部定位的计算机如商店选层器(floor controller)等来完成。在一个实施例中，发货单标识符是一个条形码，优选地与标签标识符所用的相同；在又一个优选实践中，二者都表示与它们相关的特定订单的订单号。发货单可通过本领域中公知的任何方法来制备，包括任何打印方法，如热、激光、电子照相、喷墨和转印。
在本发明的实践中，运送容器上的发货单标识符和标签标识符由相同或不同的扫描仪或传感装置读取，将其输入下面描述的一个或多个数据库中，然后由与上述数据库和包装操作相联系的一个或多个计算机比较发货单标识符和标签标识符，以验证发货单与运送容器正确匹配。比较可使用本领域中公知的技术，例如检查标识符的数据点(例如可以是字母数字值)可以相同(如条形码可以相同)；或者它们也可以不同(如条形码可以不同，并与某些其它值相关联从而建立匹配)。这种比较确保了在将发货单与运送容器结合之前它们正确匹配。在一个优选实践中，如果没有收到验证，则认为订单作废。在一个实施例中，本发明可以操作而允许指定数量的连续废弃，而不需要停止或以其它形式关闭自动包装系统；在这种情况下，优选的是，将废弃的订单分流到不合格品通道22，在此处由操作者采取连续动作，对订单重新加工而完成。系统还可以操作而在废弃了给定数量的订单后关闭，使操作者可以纠正导致停止的条件。
发货单通过本领域中公知的任何手段与容器结合，包括通过粘贴等将其附着到外侧；或者将其放在容器内部。在一个优选实践中，在将发货单标识符进行比较并与标签标识符匹配之后，将发货单插入容器中。在这方面可将发货单直接原样置入容器；或者可以将其折叠而适应运货箱的内部尺寸。发货单标识符必须在发货单被折叠之前读取，或者必须折叠成使标识符在之后保持可读。
在一个优选实施例中，根据从储存信息的计算机接收的订单信息打印发货单。以表示订单号的条形码形式出现的发货单标识符也打印在发货单上。然后将发货单折叠成使其装入运送容器中，如对折，然后90度对折；折叠成使条形码在放入容器中之前仍可机读。在这方面用于发货单制备的设备非限制地可从Peripheral System(PSI)购买。然后由主系统读取发货单条形码，并通过从数据库存取标签条形码或者通过再次读取标签条形码而与标签上的条形码进行比较；如果标签条形码匹配，则将发货单放入运货箱中。在本发明的一个优选实践中，在最大约每10秒种的时间框架内，更优选地在约每2秒到约每4秒的时间框架内将发货单打印、折叠、验证和插入运货箱中。
插页装载：
在本发明的一个可选择的实践中，如图1中所示的优选实施例中所示，可在插页装载工位16将各种插页自动放入运送容器中。这些插页可包括预先打印的产品印刷品和顾客印刷品，如打折优惠券；并可包括个性化的顾客信息，如感谢卡，或方便地提示何时应当要求下次补充的提醒卡。插页当然可以在它沿输送机13前进时插入每个运送容器中，而不考虑产品；或者某些插页可构成一部分订单信息，如主机或本地计算机可要求特定的印刷品伴随特定的产品或特定的订单。对于叠置在一个或多个输送插入器的缓冲器中的各种插页，可以有多于一个的插入器。例如，第一插入器可以装载将放入每个运货箱中的插页，第二个插入器可装载专用于某种产品的插页等等。
在一个实施例中，在订单信息的基础上特定产品需要特定插页的情况下，插页上具有插页标识符，如条形码或与上述一致的类似标识符。在本实施例的一个实践中，运送容器上的标签标识符和插页上的插页标识符由相同或不同的扫描仪或传感装置读取，将其输入上面描述的一个或多个数据库中，然后由与上述数据库和包装操作相联系的一个或多个计算机比较标签标识符和插页标识符，以验证插页与运送容器正确匹配。在本实施例的另一个实践中，插页装载工位16可与发货单制备和结合工位15成一体。该实践中，标签标识符信息已经作为发货单制备和结合工位15的一部分输入，并已经完成为插页装载工位16进行的对标签标识符的跟踪；因此只需读取插页标识符，以进行上述比较。如本领域人员理解的，插页装载工位16和发货单制备和结合工位15在顺序上可以颠倒，并相应地调节标识符信息的输入。
优选地，可使用一个传感器(如非限制地为一个向后反射光电(光束)传感器)与插入器相结合，以确保给定的插页已经装入容器中。在可购买的插入器中，可用于本发明中的是Longfords 300系列高速输送器，可带有检测器以验证插页的放置。
产品包装：
响应订单信息，收集满足特定订单的产品，并通过在图1中所示优选实施例中的产品包装工位17提供给本发明的包装和运送系统。在产品是眼镜片如软隐形眼镜的情况下，产品位于如上所述的产品包装件如纸箱中，该产品包装件上具有产品标识符。可能需要多个相同或不同的包装件来完全满足一个特定订单。如上所述，与特定订单相关联的产品可通过本领域中公知的手段来收集；或者可替换地在一个优选实践中，可以用2001年7月11日提交的美国申请系列号No.09/903249“订单建立者”(VTN-546)(其全部内容此处作为参考引入)中所述的方式分选，并直接发送到本发明的自动包装系统。可选择地，如在上述“订单建立者”中所述，可分选包装件然后发送到一个标签应用工位(未图示)，在此处将已经根据顾客指令定制的一个标签，优选地是多个标签，应用到包装件上。在一个优选实践中，如2000年2月1日提交的美国申请系列号No.009/494859“用于生产定制指定产品包装的定制指定产品包装和方法及系统”中所述定制标签和/或包装件，其全部内容这里作为参考引入。在这方面在标签应用后，可将包装件发送到本发明的自动包装系统。包装件可通过本领域公知的装置，包括通过图1中18所示的输送装置输送到本发明的系统。
在如图1中所示的产品包装工位17，产品包装件来自输送机18。在一个优选实践中，与特定订单相关联的产品在顺序中的下一个订单之前一起到达，在这方面的任何分选已经如上所述完成。在本发明的一个优选实践中，为同一订单指定的一个或多个运送容器与上述包装件同时到达产品包装工位17；可替换地，一个或多个运送容器可在产品之前到达包装工位17而等待产品；或者在产品之后到达。包装件上的产品标识符和运送容器上的标签标识符由相同或不同的扫描仪或传感装置读取，将其输入如上所述的一个或多个数据库中，然后由与上述数据库和包装操作相联系的一个或多个计算机比较产品标识符和标签标识符，以验证产品与运送容器正确匹配，且在再次包装之前可得到与特定订单相关联的纸箱的正确数量。机械上，包装可使用本领域中公知的装置，如非限制地是具有真空抓手的液压拾取放置单元。
在一个优选实践中，产品将被包装进运送容器，直到满足订单或者直到容器填满。如本领域人员理解的，可能需要多于一个运送容器来完成对特定订单的包装；在本发明的一个优选实践中，如果需要多于一个运送容器来包装特定订单，则它们将在产品包装工位17逐一地填充，直到全部订单已经装入其中。在特别适于眼镜片的一个优选模式中，如果有与特定订单相关联的8个或更少的产品纸箱，将对运送容器进行包装然后前进到如下面所述的下一个工位，如垫板工位；如果有多于8个与特定订单相关联的纸箱，则将第一组8个放入运送容器中，之后将下一组8个放入同一运送容器中的第一组上面，运送容器(现在包含16个产品纸箱)然后前进到下面所述的下一个工位。如本领域人员将理解的，可对该包装协议作各种变化，且全部都在本发明的设想中。在一个优选实施例中，运送容器的装载尺寸将是平均装载尺寸为8个产品纸箱的最小1个产品纸箱。尽管对于本发明方法的循环时间可以包含它的任何步骤为基础，但优选地以产品包装步骤为基础；在这方面的一个优选循环时间是，对于单层纸箱装载，每个运送容器为4秒，对于双层纸箱装载，每个运送容器为8秒。
垫板：
另一方面，本发明设想一种整体式垫板件，该垫板件通用于其中包装有一层或多层产品的容器(包括包装在纸箱中的眼镜片产品)中。本发明的垫板件由一个整体材料片制成，如原材料，非限制地包括一层或多层纸板、波纹板(优选)以及塑料。本发明的垫板可用于多种容器中，容器具有横向尺寸以及向上延伸的壁，这些壁可以基本上垂直于容器底面但不是必须如此，即这些壁可以位于垂直于底部的平面之外。适当的容器非限制地包括称作规则开槽(或标准)容器(RSCs)的容器，这些容器具有长度和宽度及基本上垂直的侧壁(如基本上垂直于容器底面的向上延伸的侧壁)。实践中，本发明设想的容器在包装时可在其中具有一层、两层或多层产品纸箱。本发明的整个垫板件构造成以一个压力配合压靠在向上延伸的侧壁内部，而不论包装在容器中的产品的层数是多少，从而防止损坏移动以及移位发生。此外，本发明的垫板件还提高了其中使用的容器的稳定性，使之更加坚固。
图2表示本发明垫板件的一个优选实施例。上述零件200具有大致细长的形状，图2中的优选形状是大致矩形。构成垫板件的该整体片材被分成三个部分：一个中心部分201和至少两个通过第一横向折叠线205A和205B与中心部分201划分开的相对的端部翼片202A和202B。更具体地，端部翼片202A由第一横向折叠线205A和外部边缘203A限定；相似地，端部翼片202B由第一横向折叠线205B和外部边缘203B限定。用于本发明的横向折叠线以本领域公知的方式成形，如通过刻划或其它弱化，使垫板件如图3C中所示沿其可预测地弯折。
当垫板件200放入容器时，端部翼片202A和202B沿第一横向折叠线205A和205B按比例弯折，使翼片以压力配合弯折并压靠在向上延伸的壁上。与此相结合，中心部分201构造成具有一个基本上等于但小于主体容器的横向尺寸的长度“1”。因此中心部分优选地设计成刚好装配到容器中，从而覆盖包装在其下面的整个产品纸箱。中心部分201还具有至少一个从中穿过的开口206(如图2中所示，两个开口是优选的)。这些开口可具有任何形状；圆形是优选的。开口206的尺寸足够观察所包装的产品，如放入主体容器中之后位于垫板件200正下方的纸箱上的产品标识符信息。这使得用户能够确认产品而不必搬动或者从容器中取出垫板。
在一个优选方面，中心部分201上具有一个对准凹槽208；凹槽208例如有助于将垫板件正确地定位和装载到自动系统中。通过这种方式设想一个或多个凹槽；优选地，有一个对准凹槽208，并偏离中心部分201的中心。对准凹槽208允许人们确定垫板的正确方向和定位，凹槽进一步优选地如图2中所示偏离，从而能够确定垫板的哪一侧面朝上或朝下。在图2中所示的优选结构中，相对的端部翼片202A和202B优选地分别具有从中穿过的中部纵向狭缝207A和207B，上述狭缝优选地从外部边缘203A和203B延伸到第一横向折叠线205A和205B。垫板件200进一步优选地具有基本上平行于第一横向折叠线205A和205B的第二横向折叠线204A和204B，更优选地位于外部边缘203A和203B与第一横向折叠线205A和205B之间。狭缝207A和207B以及第二横向折叠线205A和205B独立地有利于将垫板件200放置和装配到主体容器中。
为方便起见，图2中所示以及这里所述的垫板件称作“U型板”垫板。
图3A和3B表示位于容器如矩形开槽容器300中的垫板件200。图3A中，容器300包装有一层产品纸箱301。所示的垫板件200带有端部翼片202A和202B，这些端部翼片202A和202B在第一横向折叠线205A和205B处弯折而压靠向上延伸的侧壁302。中心部分201基本上覆盖全部产品纸箱301，带有开口206，其尺寸足以允许观察产品，如观察印刷在纸箱上的产品标识符信息。还示出第二横向折叠线204A和204B，所示的端部翼片进一步弯折而适应容器300的顶部303的关闭。图3B中示出两层产品301装入容器300中。本实施例中，本发明的垫板件200位于第一层和第二层产品301之间。端部翼片202A和202B分别沿第一横向折叠线205A和205B弯折。这些翼片进一步沿第二横向折叠线204A和204B并跨产品的顶层或其一部分弯折。第二横向折叠线204A和204B可以但不是必须与它们的各外部边缘203A和203B等距离地设置。因而在一个实施例中，第二横向折叠线204A距离外部边缘203A比第二横向折叠线204B距离边缘203B更近。这种差别能够容纳不同尺寸的产品纸箱。在另一个优选实施例中，垫板件200的端部翼片具有一个或多个狭缝207A和207B；在不是全部层的纸箱都装入容器中的情况下，垫板件在狭缝处裂开，从而充分地固定不均匀数量的纸箱。作为例子，当运送容器能够容纳最多16个镜片纸箱(8个一层)但少于所包装的数量，如包装14个纸箱的情况下：底层有8个纸箱，顶层有6个纸箱，在顶层的一侧留下不均匀数量的纸箱，端部翼片将在狭缝处裂开，以辅助固定不均匀数量的纸箱。
图3C表示处于部分折叠状态的上述本发明的优选垫板件。
在一个特别优选的实施例中，参照图2，每个相对端部翼片202A和202B的长度“x”大约为中心部分201的长度“1”的一半。例如，假定RSC长度为约63/8英寸，宽度为约6英寸，高度为约31/4英寸，则本发明设想的适当尺寸的垫板件的中心部分长度“1”约为61/4英寸；两个相对的端部翼片202A和202B分别具有约35/8英寸的长度“x”，约51/4至约51/2英寸的宽度；有两个圆形开口206，分别具有约2英寸的直径。
垫板装载：
在一个可选择的实施例中，可以在将产品装入其中之前，或者优选地在装入之后，将垫板填加到运送容器上，其结构在图1中表示，其中垫板装载工位19位于产品包装工位17下游。垫板可以是本领域公知的类型，非限制地包括花生或爆米花形状的由塑料或其它结构的适当材料制成的塑料颗粒，碎纸，以及能够以计量的量引入运送容器中的类型。特别适于本发明实践的优选垫板是如图2中所示以及此处描述的U型板垫板。本发明设想的U型板垫板具有适合运送容器的优点，不论它是包含一层还是两层产品纸箱。因此同样的垫板可用于全部箱子中，而不需要计量等。在一个优选实施例中，料斗(未图示)包括一层平的U型板件。U型板的放置是通过本领域公知的装置来实现的，如通过使用一个或多个具有真空致动放置头等的抓手，从料斗获得平的U型板，将其放入运送容器中，有效地缓冲产品纸箱的运动。优选地由一个或多个具有到上述一个或多个数据库入口的计算机来控制放置。例如，如果像从上述一个或多个数据库以及与上述特定订单相关联的纸箱数量确认的，运送容器具有一层纸箱，则优选地将U型板向下放置在容器的中部；如果运送容器具有两层产品纸箱，则优选地将U型板放置在第一和第二层之间。可通过本领域公知的技术检查放置，包括通过监测放置头上的真空。如下面所述，在另一个优选实践中，如果特定订单需要将物件包括在运送容器中，例如特定订单可能需要包装一个或多个盐溶液贮器，则可丢弃垫板，盐或其它溶液贮器有效地用于防止产品在运送和搬运过程中产生不期望的运动。
在另一个可选择的实践中，如图1中所示，可使用一个第二垫板装载工位21。在该实践的一个优选实施例中，第二垫板工位21被分配一个与工位19中所使用的不同类型的垫板。例如，如果工位19使用U型板，则工位21可分配花生或碎纸；这样在产品纸箱和/或运送容器具有不同的尺寸且需要混合来满足特定订单的情况下，向本发明的包装系统提供了灵活性。
溶液装载：
在另一个可选择的实践中，如果特定订单需要一个物件，如盐或其它溶液的贮器，或者实际上与订单相关的任何制造物件，或者给定产品或需要在运送中包括的其它物品，可将其作为本发明的一部分装入运送容器中。例如，如果特定订单需要盐溶液作为顾客订单的一部分，作为可通过向与本发明的包装操作相关并对其进行控制的一个或多个计算机开放的一个或多个数据库得到的订单信息的一部分存取，则将其传送到运送容器，用其上的标签标识符通过本发明的包装系统跟踪运送容器，并能够例如在溶液装载工位20用具有溶液要求的特定订单对其交叉引用。在这方面溶液或其它物件的传送是通过本领域中公知的装置来实现的，如通过使用一个或多个具有真空致动放置头等的抓手，从料斗获得一个或多个溶液贮器或其它物件，将其放入运送容器中。将溶液等放入适当的运送容器中可通过本领域公知的装置来检查，包括例如通过监测放置头上的真空。如上所述，在将溶液填加到运送容器上的情况下，优选地丢弃垫板，溶液贮器自身提供垫板功能。
在本发明包装操作的这一点，当整个特定订单已经装入所需运送容器或容器中时，可检查其内容，从而在密封容器之前确保精度和完备性。在一个优选实施例中，这种检查是通过数据库自动完成的；例如，用运送容器上的标签标识符，通过包装系统局部跟踪其位置；这与通过数据库确认各步骤，如发货单的验证放置、产品、垫板、溶液放置等已经成功地在指定给各任务的各工位实施的能力相结合，能够识别正确包装的容器。因此，如果例如正确的产品纸箱号还没有装载，但该运送容器还是前进到下一个工位，则对其进行跟踪并将该运送容器认定为不合格品，例如将认定为部分订单。对于本领域技术人员来讲，为识别废弃的运送容器而对该跟踪协议进行的变化是明显的。还可以手工检查运送容器内容物，以确保特定订单的完整性。在图1中所示本发明的优选实施例中，提供了一个或多个不合格品通道，仅示出一个不合格品通道22。如图所示，优选地，该通道定位成与最后的包装步骤一起或在其之后共同延伸，如图1中所示，这里的最后步骤是可选择的第二垫板装载工位21。如果需要，该系统中还可使用与每个包装步骤一起或在其之后共同延伸其它不合格品通道。可通过供应从订单中丢失的物品来纠正导致给定运送容器被废弃并流动到输送机不合格品通道22的缺陷，将运送容器重新引入包装系统中，用于密封和运送，或者之后手动运送。
密封和运送：
在图1中所示的优选实施例中，具有满足特定订单所需的全部部件的运送容器前进到密封工位23。在一个优选实践中，当使用RSC运送容器时，密封工位23包括一个顶部捆缚机，通过该顶部捆缚机将RSC的上部翼片向下折叠然后捆缚。优选地，当应用带时将运送容器的顶部轻微压缩，以确保密封的完整性。在这方面一个优选的顶部捆缚机是可从Combi包装系统购买的TBS 100FC侧部皮带压力传感捆缚机。本发明还设想技术人员公知的其它密封类型和方法。一旦捆缚后，运送容器前进到输出输送机，用于发送到适当的运送承运人。在图1中所示的优选实施例中，具有特定承运人指定如美国邮政(USPS)优先邮件等的运送容器，前进到输出输送机，在此之前，在一个优选实施例中，在特定承运人带工位25用适当的带等识别它们，以表示例如它是USPS优先邮件包装件；在一个实施例中，这样捆缚运送容器的三个侧面。如本领域人员认识到的，可使用任何数量的不同特定承运人输出输送机以及相关的捆缚工位，且都在本发明的设想中。在本发明的实践中，一个或多个数据库中包含的订单信息(这些订单信息还具有对于特定订单的特定承运人指令)由控制包装操作的一个或多个计算机存取，当用其标签标识符以及位于该工位的一个或多个扫描仪(未图示)将用于该特定订单的运送容器跟踪到密封工位23时，执行这些指令。因此，具有订单信息入口的主机将指导本地控制器或PLC，确定一个给定运送容器特定承运人捆缚工位25的路线，最终到达输出输送机26，用于发送到该承运人。在图1中所示的优选实施例中，如果没有特定承运人指令伴随着特定订单，则用于它的运送容器可通过输出输送机24离开系统，到达一个默认的承运人或指示如美国邮政、非优先邮件。

Claims (34)

1.一种用于产品的自动包装的方法，包括：
i)响应于特定订单的订单信息提供一个产品，上述产品上具有一个产品标识符；ii)提供一个用于上述产品的运送容器；iii)提供至少一个具有到其中储存着上述订单信息和上述产品标识符的一个或多个数据库的入口的计算机，上述至少一个计算机可自动完成下列步骤：
(a)在上述订单信息的基础上制备一个运送标签，将上述运送标签附着到上述运送容器上，上述运送标签上设有一个与上述特定订单相联系的标签标识符；
(b)在上述订单信息的基础上制备一个用于上述产品的发货单，上述发货单上设有一个发货单标识符，上述发货单标识符与上述标签标识符相关联；及
(c)相对于上述标签标识符检查上述发货单标识符，以验证上述关联，之后将上述发货单与上述运送容器结合起来；及
(d)相对于上述标签标识符检查上述产品标识符，以验证上述产品是用于上述特定订单，之后在上述订单信息的基础上将上述产品包装到上述运送容器中。
2.如权利要求1所述的方法，还包括步骤(e)：在上述订单信息的基础上密封并运送上述运送容器。
3.如权利要求1所述的方法，其中在ii)中，在上述订单信息的基础上为上述产品自动选择上述运送容器。
4.如权利要求3所述的方法，还包括撑起上述运送容器的步骤。
5.如权利要求4所述的方法，其中上述运送容器设置在一个料斗中。
6.如权利要求1所述的方法，其中步骤(a)包括打印上述运送标签并将其附着到上述运送容器上。
7.如权利要求6所述的方法，还包括将上述标签标识符打印到上述运送标签上，上述标签标识符是条形码。
8.如权利要求1所述的方法，其中步骤(b)包括打印上述发货单和在发货单上打印上述发货单标识符，上述发货单标识符是条形码。
9.如权利要求1所述的方法，其中在步骤(c)中，上述检查包括扫描上述发货单标识符，将其输入上述一个或多个数据库中，其中将其与上述标签标识符相比较，以验证它是用于上述特定订单，上述结合包括将上述发货单插入上述运送容器中。
10.如权利要求9所述的方法，其中在将上述发货单插入上述容器中之前自动将其折叠。
11.如权利要求1所述的方法，在步骤步骤(a)和步骤(c)之间还包括将至少一个插页自动装入上述运送容器中的步骤。
12.如权利要求11所述的方法，其中上述插页上具有一个插页标识符，并在上述订单信息的基础上装入上述运送容器中，扫描上述插页标识符，将其输入上述一个或多个数据库中，其中将其与上述标签标识符进行比较，以验证它是用于上述特定订单。
13.如权利要求11所述的方法，其中上述插页包括顾客印刷品、产品方案或优惠券。
14.如权利要求1所述的方法，其中步骤(d)还包括将垫板放入上述运送容器中。
15.如权利要求14所述的方法，其中上述垫板是U型板。
16.如权利要求1所述的方法，其中步骤(d)还包括在包装上述产品之后将至少一个物件放入上述运送容器中。
17.如权利要求16所述的方法，其中上述物件是一个盐溶液贮器。
18.如权利要求1所述的方法，其中上述产品是一个指定产品。
19.如权利要求18所述的方法，其中上述指定产品是眼镜片。
20.一种用于自动包装和运送指定产品的方法，包括：
(a)接收多个对于相同或不同指定产品的订单，将其储存在一个或多个储存着产品标识符信息的数据库中，上述多个订单包括有关特定订单的信息，上述信息包括与上述特定订单相关的指定产品的数量、类型和定价，以及用于上述特定订单的运送地址和承运人指定；
(b)提供至少一个具有到上述一个或多个数据库的入口的计算机；
(c)提供满足上述特定订单的指定产品，上述指定产品装在包装件中，每个上述包装件上具有一个产品标识符；
(d)为与上述特定订单相关的包装件选择至少一个运送容器；
(e)为上述特定订单打印一个运送标签，并将上述运送标签附着到上述运送容器上，包括在上述运送标签上打印上述运送地址和与上述特定订单相关联的发货单标识符；
(f)为上述特定订单打印一个发货单，包括在上述发货单上打印与上述标签标识符相关联的发货单标识符；
(g)扫描上述发货单标识符，以将其输入上述一个或多个数据库中，其中将其与上述标签标识符进行比较，以验证它是用于上述特定订单，之后将上述发货单插入上述运送容器中；
(h)扫描每个上述包装件上的上述产品标识符，以将其输入上述一个或多个数据库中，其中将其与上述标签标识符进行比较，以验证它是用于上述特定订单，之后将上述包装件装入上述运送容器中；
(i)密封上述容器并由上述指定承运人运送上述容器。
21.如权利要求20所述的方法，包括下面的任选步骤：将一个插页、物件或垫板放入上述运送容器中，上述任选步骤发生在步骤(d)和(i)之间。
22.一种用于自动包装产品的系统，包括：
(a)一个具有数据库的计算机，该数据库用于储存i)有关产品特定订单的订单信息，和ii)产品标识符信息，上述产品标识符位于上述产品上；
(b)用于提供与上述特定订单相关的产品的至少一个运送容器的装置；
(c)用于在上述订单信息的基础上制备一个用于上述产品的运送标签的装置，上述运送标签上具有一个与上述特定订单相关的标签标识符；
(d)用于将上述运送标签附着到上述运送容器上的装置；
(e)用于在上述订单信息的基础上制备一个用于上述特定订单的发货单的装置，上述发货单上具有一个与上述标签标识符相关联的发货单标识符；
(f)用于将上述发货单标识符与上述标签标识符进行比较，以验证上述发货单是用于上述特定订单的装置；
(g)用于将上述发货单插入上述运送容器中的装置；
(h)用于将上述产品上的上述产品标识符与上述标签标识符进行比较，以验证上述产品是用于上述特定订单的装置；及
(i)用于将上述产品包装到上述运送容器中的装置。
23.如权利要求22所述的系统，其中用于提供至少一个运送容器的装置(b)包括一个撑箱机。
24.如权利要求22所述的系统，其中上述用于制备运送标签的装置(c)包括一个打印机，上述标签标识符包括一个可机读码，上述标签标识符具有与用于上述特定订单的订单号相同的订单号。
25.如权利要求22所述的系统，其中用于制备上述发货单的装置(e)包括一个打印机，上述发货单标识符包括一个可机读码，上述发货单标识符与上述标签标识符通过具有相同的订单号而相关联。
26.如权利要求22所述的系统，其中上述用于插入上述发货单的装置(g)包括折叠上述发货单的装置。
27.如权利要求22所述的系统，还包括用于将插页装入上述运送容器中的装置。
28.如权利要求22所述的系统，还包括用于将物件装入上述运送容器中的装置。
29.如权利要求22所述的系统，还包括用于将垫板装入上述运送容器中的装置。
30.一种用于容器的垫板件，具有一个横向尺寸和向上延伸的壁，上述垫板件包括一块细长形的整体片材，上述片材具有一个中心部分和至少两个通过第一横向折叠线与上述中心部分划分开的相对的端部翼片，上述端部翼片沿上述第一横向折叠线按比例弯折，并且当上述垫板件放入上述容器中时以压力配合压靠上述向上延伸的侧壁内部，上述中心部分的长度基本上等于但小于上述容器的横向尺寸，上述中心部分具有至少一个从中穿过的开口，该开口足以用于在将上述垫板件放入上述容器中之后观察位于上述垫板件正下方的产品。
31.如权利要求30所述的垫板件，其中上述中心部分上具有一个对准凹槽。
32.如权利要求31所述的垫板件，其中上述对准凹槽是偏离的。
33.如权利要求32所述的垫板件，其中上述相对的端部翼片分别具有一个从中穿过的中部纵向狭缝。
34.如权利要求33所述的垫板件，其中上述相对的端部翼片具有基本上平行于上述第一横向折叠线的第二横向折叠线。
35.一种用于容器的垫板件，该容器中包装着至少一层其上有标识符信息的眼镜片产品纸箱，上述容器具有一个长度和一个宽度及基本上垂直的壁，上述垫板件包括一个大致矩形形状的整体片材，上述片材具有一个中心部分和至少两个各具有外部边缘的相对的端部翼片，每个相对的端部翼片通过一个第一横向折叠线与上述中心部分划分开，上述两个相对的端部翼片分别大致为上述中心部分长度的一半，且分别具有一个位于上述外部边缘与上述第一横向折叠线之间的第二横向折叠线，每个上述相对端部翼片具有一个从上述外部边缘延伸到上述第一横向折叠线的狭缝；上述中心部分的长度基本上等于但小于上述容器的横向尺寸，上述中心部分具有一个对准凹槽和至少一个贯通的开口，该开口足以用于观察位于上述垫板件正下方的上述眼镜片产品纸箱上的标识符信息。
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