CN218855895U - 一种全自动陶瓷激光划线机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种全自动陶瓷激光划线机，包括有运动平台、夹具机构、光路机构、取料机构和料库，所述夹具机构设置于所述运动平台上，陶瓷片叠放于所述料库中，所述取料机构于所述料库上吸附陶瓷片并将陶瓷片放置于所述夹具机构上，所述光路机构对陶瓷片进行切割，所述取料机构将完成切割后的陶瓷片从所述夹具机构上放置于所述料库中。上述全自动陶瓷激光划线机，采用激光对陶瓷片进行切割，可以避免传统砂轮切割对陶瓷产品品质影响，减少砂轮耗材，提高产品质量，同时避免传统砂轮切割后增加的清洗工艺，降本提高生产效率，且采用全自动生产加工，降低人力成本。

Description

一种全自动陶瓷激光划线机

技术领域

本实用新型涉及激光加工技术领域，尤其是涉及一种全自动陶瓷激光划线机。

背景技术

半导体行业、面板显示行业、PCB行业及3C行业的陶瓷材料常见的有氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷、氮化铝陶瓷等。要求加工出来的产品精度高，产品质量一致性好，且价格昂贵；故用于加工这些材料零件的设备、部件创新设计，只要有利于产品生产效率的提高，都十分有必要。

对于这些材料的划线加工，传统的加工方法是采用金刚砂轮切槽，然后采用机械裂片的工艺加工得到成品；如LED灯；其工艺是：陶瓷烧结→抛光→陶瓷划线→点胶→裂片；我们着重介绍陶瓷划线这道工艺：传统的陶瓷划线工艺是采用砂轮在陶瓷表面切割出一槽，然后在清洗陶瓷表面灰尘，槽深为陶瓷片厚度1/2左右。此种传统的陶瓷划线工艺几个缺点：1、用于加工的刀具金刚砂轮价格昂贵，工作半个小时就报废了，属于耗材，增加生产成本；2、金刚砂轮刀缝缝宽一般0.2mm以上，很浪费陶瓷材料，增加生产成本；3、金刚砂轮加工时产生大量的粉尘，后期需要陶瓷片清洗工艺，增加生产成本；4、金刚砂轮加工，在陶瓷上产生加工应力，使陶瓷片容易破裂，产生NG产品等加工缺陷，陶瓷片材料损耗大，良品率低。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种全自动陶瓷激光划线机，以解决上述技术问题，采用激光对陶瓷片进行切割。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种全自动陶瓷激光划线机，包括有运动平台、夹具机构、光路机构、取料机构和料库，所述夹具机构设置于所述运动平台上，陶瓷片叠放于所述料库中，所述取料机构于所述料库上吸附陶瓷片并将陶瓷片放置于所述夹具机构上，所述光路机构对陶瓷片进行切割，所述取料机构将完成切割后的陶瓷片从所述夹具机构上放置于所述料库中。

作为一种优选的技术方案，所述夹具机构包括有夹具底板、夹具基板、夹具支撑板、密封板和夹紧组件，所述夹具底板与所述运动平台固设，所述夹具基板通过所述夹具支撑板与所述夹具底板固设，所述密封板设置于所述夹具基板的下端，所述夹紧组件设置于所述密封板上，所述夹具基板上设置有多个吸附孔，所述吸附孔有序排列设置。

作为一种优选的技术方案，所述夹紧组件包括有固定轴承柱、活动轴承柱、夹紧导轨和夹紧气缸，所述固定轴承柱固设于所述密封板上，且所述固定轴承柱和所述活动轴承柱穿过所述夹具基板，所述夹紧气缸驱动所述活动轴承柱沿所述夹紧导轨移动。

作为一种优选的技术方案，所述光路机构包括有激光切割组件和两个CCD相机组件，其一CCD相机组件识别陶瓷片背面，另一CCD相机组件识别陶瓷片正面，所述激光切割组件对陶瓷片进行切割。

作为一种优选的技术方案，所述激光切割组件包括有激光光缆结构、反射镜结构和激光切割头，所述激光光缆结构通过所述反射镜结构向所述激光切割头放射激光。

作为一种优选的技术方案，所述CCD相机组件包括有CCD相机、CCD光源和CCD光源调节器，所述CCD相机设置于所述CCD光源的上方，所述CCD光源调节器调节所述CCD光源的亮度。

作为一种优选的技术方案，所述激光切割组件还包括有吹气罩，所述吹气罩设置于所述所述激光切割头上。

作为一种优选的技术方案，所述取料机构包括有取料驱动结构、转接板、第一取料结构、第二取料结构、取料气缸和气缸安装板，所述第一取料结构和所述第二取料结构设置于所述转接板上，所述取料气缸驱动所述转接板移动，所述取料气缸固设于所述气缸安装板上，所述取料驱动结构驱动所述气缸安装板移动。

作为一种优选的技术方案，所述料库包括有料库电机、顶升板、料仓、第一传感器、第二传感器和吹气结构，所述料库电机驱动所述顶升板于所述料仓中升降，所述第一传感器对齐所述料仓的底部，所述第二传感器和所述吹气结构对齐位于所述料仓上最上端的陶瓷片。

作为一种优选的技术方案，所述料仓包括有导向料板、固定料板、料托和把手，所述导向料板和所述固定料板固定于所述料托上，所述导向料板和所述固定料板形成储存空间，所述储存空间与陶瓷片的外表面匹配，所述把手固设于所述固定料板背部上。

本实用新型的有益效果在于：上述全自动陶瓷激光划线机，采用激光对陶瓷片进行切割，可以避免传统砂轮切割对陶瓷产品品质影响，减少砂轮耗材，提高产品质量，同时避免传统砂轮切割后增加的清洗工艺，降本提高生产效率，且采用全自动生产加工，降低人力成本。

附图说明

图1为本实用新型涉及的全自动陶瓷激光划线机的结构示意图；

图2为本实用新型涉及的运动平台的结构示意图；

图3为本实用新型涉及的料库的结构示意图一；

图4为本实用新型涉及的料库的结构示意图二；

图5为本实用新型涉及的料仓的结构示意图；

图6为本实用新型涉及的取料机构的结构示意图一；

图7为本实用新型涉及的取料机构的结构示意图二；

图8为本实用新型涉及的夹具机构的结构示意图一；

图9为本实用新型涉及的夹具机构的结构示意图二；

图10为本实用新型涉及的夹具机构的结构示意图三；

图11为本实用新型涉及的光路机构的结构示意图一；

图12为本实用新型涉及的光路机构的结构示意图二；

图13为本实用新型涉及的光路机构的结构示意图三；

图14为本实用新型涉及的光路机构的结构示意图四；

图15为本实用新型涉及的机架的结构示意图；

图16为本实用新型涉及的下架组件的结构示意图一；

图17为本实用新型涉及的下架组件的结构示意图二。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，一种全自动陶瓷激光划线机，包括有机架1、运动平台2、夹具机构5、光路机构6、取料机构4和料库3，运动平台2固设于机架1上，夹具机构5设置于运动平台2上，陶瓷片a储存于料库3中，取料机构4于料库3上吸附陶瓷片a，运动平台2驱动夹具机构5向料库3靠近，取料机构4将陶瓷片a放置于夹具机构5上，运动平台2驱动夹具机构5移动至光路机构5的下方，光路机构5对陶瓷片a发射激光，运动平台2驱动夹具机构5移动，使激光对陶瓷片a进行切割，切割完成后取料机构4将完成切割后的陶瓷片a从夹具机构5上放置于料库3中。

如图2所示，运动平台2包括有第一运动底板21、第二运动底板23、第三运动底板25、第一减震垫22、第二减震垫24、第三减震垫26、X轴驱动结构27、Y轴驱动结构28和运动连接座29，第一运动底板21、第二运动底板23和第三运动底板25为大理石板，第一运动底板21上设置于机架1上，第二运动底板23和第三运动底板25设置于第一运动底板21上端，料库3固设于第一运动底板21上，光路机构6和取料机构4固设于第二运动底板23上，第一减震垫22设置于机架1与第一运动底板21之间，第二减震垫24设置于第二运动底板23与第一运动底板21之间，第三减震垫26设置于第三运动底板25与第一运动底板21之间，第一减震垫22、第二减震垫24和第三减震垫26采用强吸震的胶片加工形成，能够保证安装于运动平台2的夹具机构5、光路机构6、取料机构4和料库3运行平稳，X轴驱动结构27固设于第二运动底板23上，X轴驱动结构27驱动Y轴驱动结构28移动，Y轴驱动结构28驱动运动连接座29移动，夹具机构5固设于运动连接座29，X轴驱动结构27和Y轴驱动结构28用于驱动夹具机构5活动，X轴驱动结构27和Y轴驱动结构28采用无铁芯直线电机驱动，运动时不会产生磁槽力，内部设置高精度光栅尺，使X轴驱动结构27的轴定位精度±0.001mm，重复定位精度±0.0005mm，Y轴驱动结构28与X轴驱动结构27的垂直度≤0.002mm，保证加工出陶瓷片零件的精度达到±0.01mm，X轴驱动结构27和Y轴驱动结构28采用全封闭结构，使陶瓷片a加工产生的粉尘不能进入X轴驱动结构27和Y轴驱动结构28内部，不会对X轴驱动结构27和Y轴驱动结构28以及光栅尺等产生影响，保证了设备的使用寿命，性能稳定，精度不会下降，运动时保证平滑，加工出的陶瓷片a边缘平滑，能很好的满足产品高质量的要求。

请结合图3、图4和图5所示，料库3包括有料库支架31和两个料库结构32，两个料库结构32固设于料库支架31上，其一料库结构32用于储存未切割的陶瓷片a，另一料库结构32用于储存已完成切割的陶瓷片a。料库结构32包括有料库电机33、料库电缸39、料仓34、顶升板38、第一传感器35、第二传感器36和吹气结构37，陶瓷片a储存于料仓34中，料库电机33驱动料库电缸39带动顶升板38于料仓34中升降，第一传感器35对齐料仓34的底部，用于检测料仓34中是否有料，第二传感器36和吹气结构37对齐位于料库34上最上端的陶瓷片a，第二传感器36用于感应陶瓷片a是否到达上料位置，若第二传感器36感应不到陶瓷片a，则料库电机33驱动料库电缸39带动顶升板38推动陶瓷片a上升，吹气结构37用于对取料机构4吸附的陶瓷片a进行吹气，保证取料机构4一次仅吸附一块陶瓷片a，若吸附多块陶瓷片a，则可以通过吹气结构37将多余的陶瓷片a分离。料仓34包括有导向料板342、固定料板341、料托343和把手344，导向料板342和固定料板341固定于料托343上，导向料板342和固定料板341形成储存空间，储存空间与陶瓷片a的外表面匹配，陶瓷片a储存于储存空间中，把手344固设于固定料板341的背部上，便于搬运料仓34。料仓支架31上包括有导向条311和插销312，导向条311设置于料托343的两侧，插销312与料托343抵接，安装料仓时料仓34沿导向条311移动，将料仓34安装到位后，插入插销312，防止料仓34脱离料仓支架31。吹气结构37包括有吹气板371和吹气支撑板372，吹气支撑板372设置于料仓34的两侧，吹气板371固设于吹气支撑板372上，吹气板371对准料仓34。

请结合图6和图7所示，取料机构4包括有取料支架41、取料驱动结构42、转接板45、第一取料结构46、第二取料结构47、节流阀49、取料气缸44和气缸安装板43，第一取料结构46与第二取料结构47的结构尺寸相同，第一取料结构46与转接板45连接固设，第二取料结构46与第一取料结构46连接固设，取料气缸44固设于气缸安装板43上，取料气缸44驱动转接板45移动，以带动第一取料结构46和第二取料结构47移动，第一取料结构46和第二取料结构47用于吸附已完成切割的陶瓷片a和未完成切割的陶瓷片a，节流阀49与取料气缸44连通，用于调整取料气缸44的运动速度，取料驱动结构42设置于取料支架41上，取料驱动结构42驱动气缸安装板43移动，第一取料结构46包括有导向柱461、吸盘固定板462和吸盘463，吸盘固定板462通过导向柱461与转接板45连接，多个吸盘463固设于吸盘固定板462上，第二取料结构47通过导向柱461与第一取料结构46连接。取料驱动结构42包括有取料导轨421、取料电机422、取料主动轮423、取料从动轮424和取料皮带425，取料导轨421和取料电机422固设于取料支架41上，取料从动轮424旋转设置于取料支架41上，取料皮带425将取料主动轮423与取料从动轮424连接，气缸安装板43于取料皮带425固设，取料电机422驱动取料主动轮423旋转，带动取料皮带425传动，从而带动气缸安装板43沿取料导轨421移动。

请结合图8、图9和图10所示，夹具机构5包括有夹具底板51、夹具基板52、夹具支撑板53、密封板55和夹紧组件54，夹具底板51与运动平台2固设，夹具基板52通过夹具支撑板53与夹具底板51固设，密封板55设置于夹具基板52的下端，密封板55与夹具基板52之间形成密闭空间，夹紧组件54设置于密封板55上，夹具基板52上设置有多个吸附孔521，吸附孔521有序排列设置，吸附孔521与密闭空间连通，密闭空间与一气泵连通，用于吸附固定陶瓷片a。夹紧组件54包括有固定轴承柱542、活动轴承柱541、夹紧导轨545、夹紧滑块544和夹紧气缸543，固定轴承柱542固设于密封板55上，且固定轴承柱542和活动轴承柱541穿过夹具基板52，活动轴承柱541固设于夹紧滑块544上，夹紧气缸543驱动夹紧滑块544沿夹紧导轨545移动，以夹紧陶瓷片a从而将陶瓷片a定位。

请结合图11、图12、图13和图14所示，光路机构6包括有光路支架62以及设置于光路支架62上的激光切割组件61、第一CCD相机组件63和第二CCD相机组件64，第一CCD相机组件63识别陶瓷片a背面已经划线的轮廓，计算出背面已经划线位置到MARK点的坐标，第二CCD相机组件64识别陶瓷片a正面找到MARK点的位置，根据第一CCD相机组件63提供的坐标，计算出待划线陶瓷片a的划线位置，激光切割组件61对陶瓷片a进行切割。

激光切割组件61包括有激光光缆结构611、反射镜结构612、激光头安装座616、激光切割头613、焦距调整结构615和吹气罩614，激光光缆结构611通过反射镜结构612向激光切割头613放射激光，激光切割头613固设于激光头安装座616上，吹气罩614固设于激光切割头613上，用于将陶瓷片a上的粉尘去除，避免影响切割，焦距调整结构615驱动激光安装座616相对于光路支架62移动。

激光光缆结构611包括有第一光封罩6113、激光器QBC头6111和激光器QBC头安装座6112，激光器QBC头6111固设于激光器QBC头安装座6112，第一光封罩6113包覆于的外表面，激光器QBC头采用波长1070nm。

反射镜结构612包括有光路安装板6121、第一反射镜6122、第一反射镜座6123、第二反射镜6124、第二反射镜座6125、扩束镜6126、扩束镜座6127和第二光封罩6128，光路安装板6121固设于光路支架62上，第一反射镜座6123、第二反射镜座6125和扩束镜座6127设置于光路安装板6121上，扩束镜座6127设置于第一反射镜座6123和第二反射镜座6125之间，第一反射镜6122固设于第一反射镜座6123，第二反射镜6124固设于第二反射镜座6125上，扩束镜6126固设于扩束镜座6127上，激光光缆结构611发射出来的激光通过第一反射镜6122反射至扩束镜6126，经过扩束镜6126后，经第二反射镜6124反射至激光头613上，第二光封罩6128包覆于光路安装板6121外表面，防止激光被外部光源影响。

焦距调整结构615包括有同步带6151、同步轮6152、丝杆6153、焦距导轨6154、千分表6155、千分表安装座6156和标卡6157，两个同步轮6152旋转设置于光路支架62上，且两个同步轮6152通过同步带6151连接，丝杆6153与其一同步轮6152固设，激光头安装座616与同步带6151固设，激光头安装座616沿焦距导轨6154移动，千分表安装座6156固设于光路支架62上，千分表6155固设于千分表安装座6156上，标卡6157固设于激光安装座616上，且与千分表6155的测试端抵接，当需要调整焦距时，操作丝杆6153，带动同步轮6152旋转，从而带动激光头安装座6156沿焦距导轨6154移动，从而带动标卡6157移动，进而改变千分表6155的读数。

第一CCD相机组件63包括有第一CCD相机631、第一CCD光源632和第一CCD光源调节器633，第一CCD相机631设置于第一CCD光源632的上方，第一CCD光源调节器633调节第一CCD光源632的亮度。

第二CCD相机组件64包括有第二CCD相机641、第二CCD光源642和CCD调节螺杆643，第二CCD相机641设置于第二CCD光源642的上方，CCD调节螺杆643用于调节第二CCD相机641与第二CCD光源642之间的距离。

请参考图15所示，机架1包括有下架组件11和上罩组件12，上罩组件12设置于下架组件11的上端，上罩组件12包覆于运动平台2、夹具机构5、光路机构6、取料机构4和料库3的外表面。

请结合图16和图17所示，下架组件11包括有底架111、下架门112、风扇113、脚杯114、空气过滤器116、空开117、风管接口118、激光器119、工控机1110、电控零件1111和电控箱115，底架111采用Q235A、方通，冷轧钢板焊接而成，用于支撑整个机器，下架门112围绕底架111设置，风扇113设置于下架门112上，用于将底架111内的热空气排出，脚杯114设置于底架111的四周，用于支撑底架111并起防震作用，空气过滤器116、空开117、风管接口118、激光器119、工控机1110、电控零件1111和电控箱115设置于底架111内，风管接口118用于连接鼓风机，并吸附陶瓷片a产生的粉尘，空气过滤器116能够祛除水蒸气、杂质并调节气压，电控箱115用于安装弱电电路，电控零件1111用于安装强电电路。

请继续参考图15所示，上罩组件12包括有上罩121、上罩门122、键盘盒123、控制按钮124、显示器125、顶板126和报警灯127，上罩121采用冷轧钢板加工而成，且表面喷粉，上罩门122铰接于上罩121上，上罩门122上嵌蓝色半透明防激光辐射有机玻璃，利于加工观察，键盘盒123用于放置键盘盒鼠标，显示器215安装于上罩121上，控制按钮124设置有多个，用于激光工艺调试，夹具调试，还可以便于手动取、放料仓34，顶板126和报警灯217安装于上罩121的顶部，顶板126上设置有百叶窗，当上罩121内开始吸烟尘时，可以通过顶板126进气，形成空气对流。

上述全自动陶瓷激光划线机在使用前，将储存仅切割一面的陶瓷片a的料仓34沿导向条311移动，将料仓34安装到位后，插入插销312，防止料仓34脱离料仓支架31，将另一空料仓34以相同的方式进行安装。若需要调整焦距，则操作丝杆6153，带动同步轮6152旋转，从而带动激光头安装座6156沿焦距导轨6154移动，从而带动标卡6157移动，进而改变千分表6155的读数，从而调整成合适的焦距。

使用时，取料驱动结构42驱动气缸安装板43移动，使第一取料结构46对齐储存陶瓷片a的料仓34，第二取料结构47对齐空料仓34，取料气缸44驱动转接板45移动，使吸盘463吸附陶瓷片a，随后取料驱动结构42驱动气缸安装板43移动，X轴驱动结构27与Y轴驱动结构28共同驱动夹具机构5，使第一取料结构47对齐夹具机构5，取料气缸44驱动转接板45移动，将陶瓷片a放置于夹具基板52上，夹紧气缸543驱动夹紧滑块544沿夹紧导轨545移动，使活动轴承柱541推动陶瓷片a与固定轴承柱542抵接，以达到定位的效果，吸附孔521将陶瓷片a吸附固定。第一CCD相机组件63识别陶瓷片a背面已经划线的轮廓，计算出背面已经划线位置到MARK点的坐标，第二CCD相机组件64识别陶瓷片a正面找到MARK点的位置，根据第一CCD相机组件63提供的坐标，计算出待划线陶瓷片a的划线位置，激光切割组件61对陶瓷片a进行切割。此时，取料结构4已重新驱动使第一取料结构46重新取一片陶瓷片a，切割完成后，X轴驱动结构27与Y轴驱动结构28共同驱动夹具机构5对齐第二取料结构47，第二取料结构47将完成切割的陶瓷片a吸附，夹具机构5再移动至与第一取料结构46对齐，第一取料结构46将未切割的陶瓷片a放置在夹具机构5上，，取料驱动结构42再次驱动气缸安装板43移动，使第一取料结构46对齐储存陶瓷片a的料仓34，第二取料结构47对齐空料仓34，第一取料结构46从料仓34中将未切割的陶瓷片a吸附，第二取料结构47将已完成切割的陶瓷片a放置在空料仓34上，重复以上步骤进行上料切割。

以上所述实施例，只是本实用新型的较佳实例，并非来限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型专利申请范围内。

Claims (10)

1.一种全自动陶瓷激光划线机，其特征在于，包括有运动平台、夹具机构、光路机构、取料机构和料库，所述夹具机构设置于所述运动平台上，陶瓷片叠放于所述料库中，所述取料机构于所述料库上吸附陶瓷片并将陶瓷片放置于所述夹具机构上，所述光路机构对陶瓷片进行切割，所述取料机构将完成切割后的陶瓷片从所述夹具机构上放置于所述料库中。

2.根据权利要求1所述的全自动陶瓷激光划线机，其特征在于，所述夹具机构包括有夹具底板、夹具基板、夹具支撑板、密封板和夹紧组件，所述夹具底板与所述运动平台固设，所述夹具基板通过所述夹具支撑板与所述夹具底板固设，所述密封板设置于所述夹具基板的下端，所述夹紧组件设置于所述密封板上，所述夹具基板上设置有多个吸附孔，所述吸附孔有序排列设置。

3.根据权利要求2所述的全自动陶瓷激光划线机，其特征在于，所述夹紧组件包括有固定轴承柱、活动轴承柱、夹紧导轨和夹紧气缸，所述固定轴承柱固设于所述密封板上，且所述固定轴承柱和所述活动轴承柱穿过所述夹具基板，所述夹紧气缸驱动所述活动轴承柱沿所述夹紧导轨移动。

4.根据权利要求3所述的全自动陶瓷激光划线机，其特征在于，所述光路机构包括有激光切割组件和两个CCD相机组件，其一CCD相机组件识别陶瓷片背面，另一CCD相机组件识别陶瓷片正面，所述激光切割组件对陶瓷片进行切割。

5.根据权利要求4所述的全自动陶瓷激光划线机，其特征在于，所述激光切割组件包括有激光光缆结构、反射镜结构和激光切割头，所述激光光缆结构通过所述反射镜结构向所述激光切割头放射激光。

6.根据权利要求4所述的全自动陶瓷激光划线机，其特征在于，所述CCD相机组件包括有CCD相机、CCD光源和CCD光源调节器，所述CCD相机设置于所述CCD光源的上方，所述CCD光源调节器调节所述CCD光源的亮度。

7.根据权利要求5所述的全自动陶瓷激光划线机，其特征在于，所述激光切割组件还包括有吹气罩，所述吹气罩设置于所述激光切割头上。

8.根据权利要求5、6或7所述的全自动陶瓷激光划线机，其特征在于，所述取料机构包括有取料驱动结构、转接板、第一取料结构、第二取料结构、取料气缸和气缸安装板，所述第一取料结构和所述第二取料结构设置于所述转接板上，所述取料气缸驱动所述转接板移动，所述取料气缸固设于所述气缸安装板上，所述取料驱动结构驱动所述气缸安装板移动。

9.根据权利要求8所述的全自动陶瓷激光划线机，其特征在于，所述料库包括有料库电机、顶升板、料仓、第一传感器、第二传感器和吹气结构，所述料库电机驱动所述顶升板于所述料仓中升降，所述第一传感器对齐所述料仓的底部，所述第二传感器和所述吹气结构对齐位于所述料仓上最上端的陶瓷片。

10.根据权利要求9所述的全自动陶瓷激光划线机，其特征在于，所述料仓包括有导向料板、固定料板、料托和把手，所述导向料板和所述固定料板固定于所述料托上，所述导向料板和所述固定料板形成储存空间，所述储存空间与陶瓷片的外表面匹配，所述把手固设于所述固定料板背部上。

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