CN1846969A - 注射成形机的控制装置 - Google Patents

Abstract

简体(3)在前端部形成有注射喷嘴(5)，在内部设置有注射螺杆(4)，在外周部配置有加热器(HN、H1、H2、H3)。筒体(3)利用加热器对投入的合成树脂材料进行加热使其熔融。并且，通过注射螺杆(4)的旋转将熔融的树脂从前端部的注射喷嘴(5)推出。筒体(3)的后部、中间部、前部、喷嘴部的温度由温度控制部(47)进行控制。控制装置设定使各部分的温度一律下降的转变减去温度和使各部分的温度下降到一定温度的转变绝对值温度。并且，操作面板部(44)对根据转变减去温度和转变绝对值温度中的哪一个使各部分的温度下降进行选择。温度控制部(47)在注射成形机临时停止时使用所选择的温度使筒体各部分的温度降低。

Description

注射成形机的控制装置

(1)技术领域

本发明涉及一种从加热熔融合成树脂材料的筒体(barrel)前端射出熔融树脂进行成形的注射成形机中使用的控制装置。

(2)背景技术

注射成形机设置有圆筒状的筒体和用于投入合成树脂材料的送料斗(hopper)。

所述筒体在前端部设置有注射喷嘴(nozzle)，在内部旋转自如且可相对注射喷嘴进退地设置有注射螺杆(screw)，在外周部配置有加热器(heaters)。

所述送料斗配置在所述筒体的后部，将投入的合成树脂材料送入所述筒体内。

所述筒体利用加热器对合成树脂材料进行加热使其熔融。并且，筒体使注射喷嘴抵接到金属模具的喷嘴口上后，将已加热的熔融树脂利用注射螺杆的旋转向前端部推出，从注射喷嘴向金属模具射出。

金属模具通过模具开闭机构保持为封闭状态，从注射喷嘴射出的熔融树脂充填到模腔(cavity)中。

然后，注射喷嘴离开金属模具，金属模具利用模具开闭机构而开放。这样，从金属模具中取出成形品。

控制注射成形机的控制装置对使合成树脂材料加热熔融后射出的筒体的温度进行管理。

即，控制装置将筒体的后部、中间部、前部及喷嘴部的温度分别控制为规定的温度。

控制装置例如将筒体后部的温度控制成最低温度，将中间部的温度控制成比后部温度高10℃左右，将前部的温度控制成比后部温度高20℃左右，将喷嘴部的温度控制成比后部温度高10℃左右。

另外，控制装置也对注射成形机临时停止时的筒体的温度进行管理。

即，在注射成形机临时停止时，控制装置设定转变减去(shift minus)温度，使筒体的后部、中间部、前部及喷嘴部的温度一律下降。并且，在注射成形机临时停止时，控制装置使用转变减去温度使各部位的控制温度一律下降。

例如，若成形时的后部的控制温度设定为300℃，则控制装置将中间部的控制温度控制成310℃，将前部的控制温度控制成320℃，将喷嘴部的控制温度控制成310℃。

若将转变减去温度设定为-100℃，则在注射成形机临时停止时，控制装置使后部的控制温度下降为200℃，中间部的控制温度下降为210℃，前部的控制温度下降为220℃，喷嘴部的控制温度下降为210℃。

在注射成形机中，在动作临时停止时，筒体内的熔融树脂停止流动。因此，即使使用转变减去温度使各部位的控制温度下降，但根据所使用的树脂的种类不同，仍然会产生树脂变质的烧焦(scorch)。尤其是在控制温度较高的筒体前部，产生烧焦的程度较严重。

因此，也可以考虑以使前部的控制温度下降到不产生烧焦的温度为基准来设定转变减去温度。

但是，这样的话，筒体的后部、中间部及喷嘴部的温度会过度下降，故在注射成形机再次起动时，筒体各部分的温度要达到成形所需的温度需要耗费时间。另外，在筒体内熔融的树脂若温度过度下降，则有时特性也会发生变化。

(3)发明内容

本发明的注射成形机的控制装置，可选择：使筒体各部位的控制温度一律下降转变减去温度的控制、使筒体各部位的控制温度下降到称为转变绝对值温度的一定温度的控制。

通过这种选择，则本发明可根据所使用的树脂适当地设定注射成形机临时停止时筒体各部位的控制温度。

本发明一形态的注射成形机，使用在前端部形成有注射喷嘴、在内部旋转自如且进退自如地设置有注射螺杆、在外周部配置有加热器的筒体。在筒体的后部投入合成树脂材料。并且，筒体利用加热器对合成树脂材料进行加热使其熔融。并且，通过注射螺杆的旋转将熔融的树脂向前端部推出，从注射喷嘴向金属模具射出。

在该注射成形机中，包括：温度控制部，控制加热器将筒体的多个部位的温度分别控制成规定的温度；转变减去温度设定存储器，设定使各部位的控制温度一律下降的转变减去温度；转变绝对值温度设定存储器，设定使各部位的控制温度下降为一定温度的转变绝对值温度；以及选择单元，对使用各温度设定存储器中设定的哪一个温度使温度控制部所控制的各部位的温度下降进行选择。并且，在注射成形机临时停止时，所述温度控制部使用所述选择单元选择的任意一种温度设定存储器中的设定温度对各部位的温度进行控制。

本发明的其他优点将在以下说明中叙述，显然通过描述和发明的实施可以知道本发明的这些优点中的一部分。本发明的优点可通过下文中特别指出的手段和组合来实现和获得。

(4)附图说明

与本发明说明书、发明实施例、前述总的说明以及以下对实施例的详细说明结合的附图，是用以阐述本发明的原理的。

图1是表示本发明一实施形态的电动式注射成形机的构成的图。

图2是表示该实施形态的注射成形机本体的控制装置的构成的方框图。

图3是表示该实施形态的控制装置的HMI部的构成的方框图。

图4是表示该实施形态的HMI部的存储装置中设置的主要存储器构成的图。

图5是表示该实施形态的带触摸板显示部的转变动作条件设定时的显示画面的图。

图6是表示该实施形态的带触摸板显示部的成形条件设定时的显示画面的图。

图7是表示该实施形态的带触摸板显示部的成形条件设定时的其他显示画面的图。

图8是表示该实施形态的带触摸板显示部的成形条件设定时的其他显示画面的图。

(5)具体实施方式

下面参照附图说明本发明的一个实施形态。

该实施形态中叙述的是将本发明应用在电动式注射成形机的控制装置上的情况。

如图1所示，注射成形机1在具有送料斗2的圆筒形筒体3内配置有注射螺杆4。

所述注射螺杆4在所述筒体3内可自由旋转、且可自由前后进退地进行配置。

所述筒体3的后部与所述送料斗2连通。所述送料斗2用于向所述筒体3内投入合成树脂材料。

所述筒体3的前端部设置有用于射出熔融树脂的注射喷嘴5。

在所述筒体3的喷嘴部、前部、中间部、后部的外周分别配置有加热器HN、H1、H2、H3。

所述各加热器HN、H1～H3用于对筒体3的外周部进行加热，使从送料斗2投入的合成树脂材料熔融。

所述筒体3在加热时的温度控制成：后部最低，中间部的温度比后部高10℃左右，前部的温度比后部高20℃左右，喷嘴部的温度比后部高10℃左右。

通过这种温度控制，筒体3可在内部使合成树脂材料熔融而转变为熔融树脂。此时的熔融树脂的熔融程度从后部向前部逐渐变大。

并且，注射喷嘴5射出充分熔融的树脂。

所述注射螺杆4在由注射用伺服电动机(servomotor)6驱动旋转的同时进行进退动作。

即，所述注射用伺服电动机6将其旋转通过由带轮(pulley)7、同步皮带(timing belt)8、同步带轮(timing pulley)9构成的传动机构传递给滚珠丝杠轴(ball screw shaft)11。

所述滚珠丝杠轴11旋转自如地设置在伺服支架(servo bracket)10上。

所述滚珠丝杠轴11安装在滚珠螺母(ball nut)12上。

所述滚珠螺母12旋转自如地结合在推力箱(thrust box)13上。

所述注射螺杆4的后端部通过未图示的S轴和轴承(bearing)旋转自如地结合在所述推力箱13上。

所述S轴旋转自如地结合在所述推力箱13上。所述S轴安装同步带轮14。

17是计量用伺服电动机，该计量用伺服电动机在旋转轴上安装有带轮16。

在所述同步带轮14和所述带轮16之间张设有同步皮带15。

所述同步带轮14、同步皮带15和带轮16构成传动机构。

所述计量用伺服电动机17用于确定通过使所述注射螺杆4向前方前进而射出的熔融树脂的量。

所述计量用伺服电动机17将其旋转通过所述传动机构传递给所述S轴，从而使所述注射螺杆4旋转。

所述注射螺杆4前进的位置由要射出的熔融树脂的量来确定。

在所述筒体3的前方配置有：由一方侧金属模具181和另一方侧金属模具182构成的金属模具18、以及进行该金属模具18的开闭及合模的装置19。

在从所述注射喷嘴5射出熔融树脂时，所述注射喷嘴5被推压到所述金属模具18的一方侧金属模具181上设置的喷嘴口18a。

在该状态下，通过所述注射螺杆4的前端部4a向前方进行前进动作，而将在筒体3内生成的熔融树脂从所述注射喷嘴5射出。射出的熔融树脂充填到金属模具18的模腔20内。

所述装置19设置有用于支撑金属模具18的一方侧金属模具181的固定盘21。

并且，相对所述固定盘21移动自如地设置有通过连接杆22支撑金属模具18的另一方侧金属模具182的可动盘23。

所述装置19将所述可动盘23通过肘节式合模机构(clamping mechanism)24安装在肘节机构支撑盘25上。

所述肘节机构支撑盘25上安装有用于驱动所述合模机构24的合模用伺服电动机26。

27是模厚调整机构，该模厚调整机构27用于调整所述合模机构24进行合模时的模厚。

如此构成的电动式注射成形机首先驱动合模用伺服电动机26。

由此，金属模具18开始闭模(closing)。

另外，筒体3的注射喷嘴5被向金属模具18的喷嘴口18a推压。

其次，计量用伺服电动机17确定通过其旋转使注射螺杆4前进而射出的熔融树脂的量。

然后，注射用伺服电动机6为了射出熔融树脂而使注射螺杆4旋转。

筒体3从注射喷嘴5射出熔融树脂，将熔融树脂充填在金属模具18的模腔20内。

如图2所示，注射成形机本体1的控制装置包括：控制各部分的主控制部31、顺序(sequence)处理部32、伺服指令部33。

所述主控制部31具有CPU、ROM、RAM，用于进行注射成形机本体1的管理、监视。

所述顺序处理部32具有CPU、ROM、RAM，用于控制注射成形机本体1的动作顺序。

所述伺服指令部33具有CPU、ROM、RAM，用于控制所述注射用伺服电动机6及计量用伺服电动机17。

所述主控制部31、顺序处理部32、伺服指令部33通过共用总线34互相电气性连接。

所述伺服指令部33控制伺服放大器(servo amplifier)35而驱动所述注射用伺服电动机6。所述注射用伺服电动机6的旋转和电流值由检测部36进行检测。

所述伺服指令部33从所述检测部36接收信号而对所述注射螺杆4的移动位置、旋转速度和电动机的电流值进行检测。

并且，所述伺服指令部33根据检测出的移动位置、旋转速度和电动机的电流值进行反馈(feedback)控制，对所述注射用伺服电动机6进行控制。

另外，所述伺服指令部33控制伺服放大器37而驱动所述计量用伺服电动机17。所述计量用伺服电动机17的旋转和电流值由检测部38进行检测。

所述伺服指令部33从所述检测部38接收信号而对所述注射螺杆4的移动位置、旋转速度和电动机的电流值进行检测。

并且，所述伺服指令部33根据检测出的移动位置、旋转速度和电动机的电流值进行反馈控制，对所述计量用伺服电动机17进行控制。

所述顺序处理部32通过I/O总线39与I/O 40等电气性连接。

所述主控制部31具有通信接口(interface)部，该通信接口部通过以太网(Ethernet)(注册商标)等LAN 42与HMI(人机界面：Human MachineInterface)部41连接。

所述HMI部41具有CPU、ROM、RAM、通用OS(Operating System)。

所述HMI部41例如由个人计算机(personal computer)构成，与在液晶显示器(display)的画面上配置有触摸板(touch panel)的带触摸板显示部43连接，控制该显示部的显示。

所述主控制部31通过线缆45与设置有多个机械式操作开关的操作面板部44连接。

所述主控制部31通过线缆46与所述带触摸板显示部43的触摸板连接。

所述主控制部31通过线缆48与温度控制部47连接。

所述温度控制部47对配置在筒体3外周的加热器HN、H1～H3所进行加热的温度进行控制。

所述筒体3配置有检测喷嘴部、前部、中间部、后部的温度的温度检测器DHN、D1、D2、D3。

所述温度控制部47从所述温度检测器DHN、D1、D2、D3接收温度检测信号对各加热器HN、H1～H3的通电进行控制。

如图3所示，所述HMI部41设置有：构成控制部本体的CPU 51、存储程序数据的ROM 52、设置有用于进行数据处理的存储器等的RAM 53、以及通过LAN 42与所述主控制部31进行通信的通信I/F(interface：接口)54。

所述HMI部41还设置有：对带触摸板显示部43的显示部的显示进行控制的显示控制器55、使用了存储通用OS等的致密闪速存储器(compact flashmemory)(注册商标)卡或硬盘等非易失性存储介质的存储装置56、以及与光盘等外部存储介质57连接以与该外部存储介质57进行数据通信的存储介质接口(I/F)58。

所述CPU 51、ROM 52、RAM 53、通信接口54、显示控制器55、存储装置56、存储介质接口58通过共用总线59互相电气性连接。

所述HMI部41通过显示控制器55对所述带触摸板显示部43的显示进行控制。

当从所述带触摸板显示部43的触摸板输入键控信号后，所述主控制部31将所输入的键控信号中的HMI部41所需要的信号通过LAN 42发送到该HMI部41。

如图4所示，所述存储装置56设置有：在存储介质中设定转变减去温度的转变减去温度设定存储器561、以及设定转变绝对值温度的转变绝对值温度设定存储器562。

另外，所述存储装置56设置有：将对应各成形品设定的各种成形条件附上由文件名构成的识别信息地进行存储的条件存储部563、将各成形品的图像数据附上识别信息地进行存储的图像存储部564、以及将成形品在各种成形条件下成形时的注意事项等备忘信息附上识别信息地进行存储的备忘信息存储部565。

该实施例在存储装置56中设置有所述转变减去温度设定存储器561、转变绝对值温度设定存储器562、条件存储部563、图像存储部564、备忘信息存储部565，但也可在外部存储介质57中设置存储部的一部分或全部。

另外，所谓转变减去温度是指在注射成形机的动作临时停止时，将筒体3的喷嘴部、前部、中间部、后部的温度一律降低规定温度用的温度。

所谓转变绝对值温度是指在注射成形机的动作临时停止时，将筒体3的喷嘴部、前部、中间部、后部的温度降低到一定温度用的温度。

在如此构成的注射成形机中，在对成形品进行成形时，作业者事先设定转变动作条件、设定成形条件、确认注意事项等。

在设定转变动作的条件时，带触模板显示部43显示图5所示的图面。

即，所述显示部43显示图中A所示的设定图像，选择在注射成形机临时停止时，对于筒体3的喷嘴部、前部、中间部、后部的控制温度是使用转变减去温度使其降低，还是使用转变绝对值温度使其降低。

该设定画面A是用于设定转变动作条件的画面。

在设定画面A中，当选择模式选择的“减去温度”时，所述HMI部41的CPU 51从转变减去温度设定存储器561读出转变减去温度。

另外，在设定画面A中，当选择模式选择的“绝对值温度”时，所述HMI部41的CPU 51从转变绝对值温度设定存储器562读出转变绝对值温度。

所述HMI部41将读出的转变减去温度或转变绝对值温度发送到主控制部31。

所述主控制部31接收到转变减去温度或转变绝对值温度后，临时存储在RAM中。

另外，在设定成形品的成形条件时，带触模板显示部43显示图6所示的设定成形条件的画面。

该画面中，在B所示的部分显示输入的标题、与该标题对应的成形品的产品编码、金属模具编码、金属模具号码等。

例如，在设定为优先显示图像的状态下，当使用图6的画面作为标题输入该成形品的文件名时，则如图中C所示，显示部43在画面的一部分显示成形品的图像。

通过该图像显示，即使在进行注射成形的作业者不能正确把握成形品的场合，通过观察图像，也可容易地确认成形哪种成形品。

另外，在作业者能够把握成形品时，通过观察图像，也可容易地确认所输入的标题是否正确。

在图6的画面中，当用手指触摸图中图符D所示的“备忘录”位置的触模板时，则如图7所示，在显示部43的C所示部分，取代成形品图像而作为文章显示成形时所需注意的注意事项等信息。

通过该画面显示，进行注射成形的作业者可容易地确认成形时所需的信息。

在图6的画面中，当用手指触摸图中图符E所示的“外部备忘录”位置的触模板时，则如图8所示，在显示部43的C所示部分，取代成形品图像而作为外部备忘录显示从外部设定的事项。

通过该画面显示，进行注射成形的作业者除预先设定在内部存储器中的信息以外，还可容易地确认其他的必要信息。

另外，在图7或图8的画面中，当用手指触摸图中图符F所示的“图像”位置的触模板时，则显示部43的显示返回图6所示的画面。

这样，在作业者进行注射成形的作业之前，显示对带触模板显示部43的触模板进行操作来设定成形条件的画面。

在该状态下，作业者作为标题输入将要作业的成形品的文件名。由此，显示部43的画面显示其成形条件和成形品的图像。

在该状态下，当作业者对“备忘录”的图符D和“外部备忘录”的图符E进行触摸操作时，显示部43则显示注意事项等成形时所需的信息和从外部设定的事项。

因此，注射成形的作业可由作业者顺利地执行。由此，作业者可提高作业效率。

在完成设定转变动作条件、设定成形条件、确认成形品、确认注意事项等后，作业者开始进行注射成形作业。

在注射成形中，主控制部31控制温度控制部47，使各加热器HN、H1～H3进行加热动作，将筒体3的喷嘴部、前部、中间部、后部的温度调节为适合合成树脂材料熔融的温度。

即，作为适合的温度例如为喷嘴部＝310℃、前部＝320℃、中间部＝310℃、后部＝300℃。

在筒体3的温度控制为适合的温度的状态下，从送料斗2向筒体3内投入合成树脂材料。投入后的合成树脂材料在筒体3内由加热器进行加热而熔融。

即，从送料斗2向筒体3内投入的合成树脂材料在后部由加热器H3加热而熔融。在该后部，因为熔融程度小，故合成树脂材料熔融为有点硬的状态。

主控制部31对顺序处理部32及伺服指令部33进行控制。

由此，伺服指令部33通过伺服放大器37向计量用伺服电动机17输出驱动信号，从而驱动该计量用伺服电动机17。

计量用伺服电动机17确定使注射螺杆4动作而射出的熔融树脂的量。

其次，伺服指令部33通过伺服放大器35向注射用伺服电动机6输出驱动信号，从而驱动该注射用伺服电动机6。

注射用伺服电动机6使注射螺杆4旋转并前进。

熔融的树脂由于注射螺杆4的前进而被向前方推出，在中间部由加热器H2进行加热而进一步熔融，在前部由加热器H1进行加热而熔融成足够射出的状态。

并且，利用注射螺杆4的前端部4a将熔融树脂向由加热器HN加热的注射喷嘴5推出。

这样，从筒体3的注射喷嘴5向金属模具18的喷嘴口18a射出熔融树脂。射出的熔融树脂充填在金属模具18的模腔20内。

充填结束后，注射成形机使进行金属模具18开闭及合模的装置19动作，使金属模具18离开筒体3，使该金属模具18开放。

这样，将成形后的产品从金属模具18中取出。

在这种注射成形中，若注射成形机的动作临时停止，则主控制部31读出存储在RAM中的转变减去温度或转变绝对值温度，根据该温度来控制温度控制部47。

例如，在选择转变绝对值温度时，则主控制部31从RAM中读出转变绝对值温度，根据该温度来控制温度控制部47。

温度控制部47将筒体3的后部、中间部、前部、喷嘴部的温度全部变更为转变绝对值温度。

例如，在转变绝对值温度为210℃时，则将筒体3的后部、中间部、前部、喷嘴部的温度全部控制为一定温度即210℃。

通过进行这种温度控制，例如即使使用在220℃下放置一会儿就会产生烧焦(scorch)的树脂，由于将该树脂保持在210℃，故可防止产生烧焦。

另外，筒体3不会使温度过度降低。

因此，在注射成形机再次动作时，可迅速地使筒体3的各部分的温度上升到适合注射的温度。另外，筒体3内的树脂特性不会变化。

另外，在选择转变减去温度时，则主控制部31从RAM中读出转变减去温度，根据该温度来控制温度控制部47。

温度控制部47将筒体3的后部、中间部、前部、喷嘴部的温度一律减少转变减去温度。

例如，在转变减去温度为-100℃时，则将筒体3的后部、中间部、前部、喷嘴部的温度分别控制为200℃、210℃、220℃、210℃。

因此，在使用在220℃下放置一会儿也不会产生烧焦的树脂时，这种温度控制足够了。

并且，通过进行这种温度控制，从而注射成形机在再次动作时只需将筒体3的各部分的温度全部提高100℃即可，控制简单。

这样，注射成形机可根据所使用的合成树脂适当地设定临时停止时的筒体3的各部分的温度。

另外，在本实施形态中，进行筒体3的温度控制的部位并不限定为后部、中间部、前部、喷嘴部这4个部位，也可为2个部位或3个部位。另外，也可为5个部位以上。

再者，在本实施形态中，叙述了将带触模板显示部和HMI部分开设置的情况，但也可与HMI部一体设置。

本发明的其他优点和变形可很容易地被本领域的技术人员想到。因此，本发明的保护范围并不局限于前文所述和此处所述的具体细节和代表性实施例。相应地，在不脱离附加的权利要求和等同权利要求中定义的发明精神实质或者总的发明构思的范围内，可做出各种变形。

Claims (4)

1、一种注射成形机的控制装置，该注射成形机具有筒体(3)，该筒体(3)在前端部形成有注射喷嘴(5)，在内部旋转自如且进退自如地设置有注射螺杆(4)，在外周部配置有加热器(HN、H1、H2、H3)，在该筒体(3)后部投入的合成树脂材料由所述加热器进行加热熔融，通过所述注射螺杆(4)的旋转将该熔融的树脂向前端部推出，并从所述注射喷嘴(5)射出，

其特征在于，包括：

温度控制部(47)，控制所述加热器将所述简体(3)的多个部位的温度分别控制成规定的温度；

转变减去温度设定存储器(561)，设定使所述各部位的控制温度一律下降的转变减去温度；

转变绝对值温度设定存储器(562)，设定使所述各部位的控制温度下降为一定温度的转变绝对值温度；以及

选择单元(44)，对使用所述各温度设定存储器中设定的哪一个温度使所述温度控制部(47)所控制的各部位的温度下降进行选择。

2、如权利要求1所述的注射成形机的控制装置，其特征在于，所述温度控制部(47)将筒体(3)的后部、中间部、前部及喷嘴部的温度分别控制成规定的温度。

3、如权利要求1所述的注射成形机的控制装置，其特征在于，包括：

装设有通用操作系统的人机界面部(41)；

在显示画面上配置有进行识别信息的输入和选择信息的输入的触模板的带触模板显示部(43)；

将对应各成形品设定的各种成形条件附上识别信息地进行存储的条件存储部(563)；以及

将各成形品的图像数据附上识别信息地进行存储的图像存储部(564)，

所述人机界面部(41)在从所述带触模板显示部(43)的触模板输入识别信息时，则从存储在所述条件存储部(563)中的成形条件调出符合的成形条件，并显示在所述带触模板显示部(43)上，在该状态下，当从所述触模板输入选择信息时，则从所述图像存储部(564)调出符合的图像数据并显示在所述显示部(43)上。

4、如权利要求1所述的注射成形机的控制装置，其特征在于，包括：

装设有通用操作系统的人机界面部(41)；

在显示部的画面上配置有进行识别信息的输入和选择信息的输入的触模板的带触模板显示部(43)；

将对应各成形品设定的各种成形条件附上识别信息地进行存储的条件存储部(563)；以及

将成形品在各种成形条件下成形时的注意事项等备忘信息附上识别信息地进行存储的备忘信息存储部(565)，

所述人机界面部(41)在从所述带触模板显示部(43)的触模板输入识别信息时，则从存储在所述条件存储部(563)中的成形条件调出符合的成形条件，并显示在所述带触模板显示部(43)上，在该状态下，当从所述触模板输入选择信息时，则从所述备忘信息存储部(565)调出备忘信息并显示在所述显示部(43)上。

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